CN214959345U - 一种可精确控制的高速电机驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种可精确控制的高速电机驱动装置，包括信号接收模块、信号处理模块、信号发送模块、驱动模块、电机和光学计数模块，光学计数模块、信号接收模块、信号处理模块、信号发送模块和驱动模块依次信号连接，驱动模块与电机控制连接，电机与光学计数模块控制连接。在本申请中,创新在于经过光学计数模块的监测和处理，将数据传输至信号处理模块，从而达到了对高速电机精确控制的目的。给出高便捷性、灵敏度高、高可靠性、高稳定性、高精确度、高灵活度的一种可精确控制的高速电机驱动装置，本质上避免在先技术中的不足。监测过程无需接触电机，具有高便捷性、灵敏度高、高可靠性、高稳定性、高精确度、高灵活度等特点。

Description

一种可精确控制的高速电机驱动装置

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种可精确控制的高速电机驱动装置。

背景技术

微特高速电机是工业自动化、农业现代化、武器装备现代化、办公自动化、家庭现代化等各个领域不可缺少的基础产品，其应用范围非常广泛，而且随着经济发展程度和技术进步还将进一步拓展。

微特高速电机指直径小于160mm或额定功率小于750W或具有特殊性能、特殊用途的电机。微特高速电机综合了电机、微电子、电力电子、计算机、自动控制、精密机械、新材料等多门学科的高新技术行业，尤其是电子技术和新材料技术的应用促进了微特高速电机技术进步。微特高速电机品种众多(达5000余种)、规格繁杂、市场应用领域十分广泛，涉及国民经济、国防装备、人类生活的各个方面，凡是需要电驱动的场合都可以见到该电机。微特高速电机制造工序多，涉及精密机械、精细化工、微细加工、磁材料处理、绕组制造、绝缘处理等工艺技术，需要的工艺装备数量大、精度高，为了保证产品的质量还需一系列精密的测试仪器，是投资性较强的行业。

然而，由于高转速的特点，微特高速电机在使用过程中往往难以控制。例如在生产过程中，时常出现加工不足，或是加工过度的情况。因此，如何精准控制高速电机就成为了亟待解决的问题。本实用新型采用光电编码器计数的方式，对高速电机进行实时监测，具有高便捷性、灵敏度高、高可靠性、高稳定性、高精确度、高灵活度等特点。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种可精确控制的高速电机驱动装置，具有高便捷性、灵敏度高、高可靠性、高稳定性、高精确度、高灵活度等特点。

为了实现上述目的，本发明提出一种可精确控制的高速电机驱动装置，包括信号接收模块、信号处理模块、信号发送模块、驱动模块、电机和光学计数模块，所述光学计数模块、信号接收模块、信号处理模块、信号发送模块和驱动模块依次信号连接，所述驱动模块与所述电机控制连接，所述电机与所述光学计数模块控制连接；所述光学计数模块监测所述电机的瞬时转速以获得转速数据，所述光学计数模块将所述转速数据通过所述信号接收模块传输给所述信号处理模块，所述信号处理模块将从所述信号接收模块处获得的数据信号信息进行识别并检测后获得评估结果，所述信号处理模块通过所述信号发送模块将控制信号信息传输给所述驱动模块，所述驱动模块控制所述电机的转速运作。

进一步地，在所述的可精确控制的高速电机驱动装置中，信号处理模块包括数字信号处理器、检测电路、信号采集电路和信号输出电路。

进一步地，在所述的可精确控制的高速电机驱动装置中，信号处理模块为FPGA、STM32或CPLD中的一种。

进一步地，在所述的可精确控制的高速电机驱动装置中，所述信号接收模块内设有信号检测模块和电压转换模块，所述信号接收模块接收到所述光学计数模块传输的所述转速数据，所述转速数据通过所述信号检测模块的检测和所述电压转换模块的转换后获得转化后的所述数据信号信息，所述信号接收模块将所述数据信号信息传输给所述信号处理模块。

进一步地，在所述的可精确控制的高速电机驱动装置中，所述信号发送模块内设有通讯接口，所述信号发送模块通过所述通讯接口降所述控制信号信息传输给所述驱动模块。

进一步地，在所述的可精确控制的高速电机驱动装置中，所述驱动模块内设有功率开关的逻辑电路，所述电机内设有电机线圈绕组，所述功率开关与所述电机线圈绕组连接，所述功率开关的信号顺序和信号时长控制所述电机的运转方向和运转速度。

进一步地，在所述的可精确控制的高速电机驱动装置中，所述电机为微特电机。

进一步地，在所述的可精确控制的高速电机驱动装置中，所述光学计数模块包括光电编码器，所述光电编码器用于监测所述电机的所述转速数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1)在先技术采用系统或设备均具有复杂的结构，需要严格明确的使用流程，使用过程注意事项多，并且体积难于小型化。本实用新型利用光学计数模块，对高速电机的转速监测。具有方法简单、流程简洁、使用方便灵敏度高等特点；

2)在先技术采用系统或设备监测过程均需要较长时间并且监测灵活性差、适用范围有限、功能难于扩充。本实用新型采用简便的系统设计结构，关键部件便宜易得，具有成本低、灵活度高、适用范围广、功能易于扩充等特点。

附图说明

图1为本发明中可精确控制的高速电机驱动装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的可精确控制的高速电机驱动装置进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示，本发明提出一种可精确控制的高速电机驱动装置，包括信号接收模块、信号处理模块、信号发送模块、驱动模块、电机和光学计数模块，光学计数模块、信号接收模块、信号处理模块、信号发送模块和驱动模块依次信号连接，驱动模块与电机控制连接，电机与光学计数模块控制连接。信号接收模块内设有信号检测模块和电压转换模块，

光学计数模块监测电机的瞬时转速以获得转速数据，光学计数模块将转速数据发送给信号接收模块，转速数据通过信号检测模块的检测和电压转换模块的转换后获得转化后的数据信号信息，信号接收模块将数据信号信息传输给信号处理模块，信号处理模块将数据信号信息进行识别并检测后获得评估结果。信号处理模块根据人工输入的控制电机运作方向及时间的信息生成控制信号信息，信号发送模块将控制信号信息传输给驱动模块，驱动模块控制电机的转速运作。

进一步地，信号处理模块包括数字信号处理器、检测电路、信号采集电路和信号输出电路，数字信号处理器为信号处理模块的核心，具体地，信号处理模块为FPGA、STM32或CPLD中的一种。

进一步地，信号发送模块内设有通讯接口，信号发送模块通过通讯接口降控制信号信息传输给驱动模块。

进一步地，驱动模块主要由功率开关的逻辑电路组成，电机内设有电机线圈绕组，功率开关与电机线圈绕组直接连接，驱动模块运作时直接控制直流电流，电机线圈绕组获得由直流电源的电流从而产生磁场，电机线圈绕组在磁场的作用下产生转矩，使电机运行。驱动模块用于通过改变直流电流的大小来控制电机线圈绕组的磁场，以达到控制高速电机的转速的效果，功率开关的信号顺序和信号时长控制电机的运转方向和运转速度。

进一步地，电机为微特电机的一种，转速高达上万转。

进一步地，光学计数模块包括光电编码器，光电编码器用于监测电机的转速数据。

技术原理：当高速电机高速运转时，位于其旁的光学计数模块通过使用光电编码器，精确计算出高速电机的瞬时转速，并将数据反馈至数据接收模块。数据接收模块接收到相关数据后，将采集到的转速数据经过信号检测、电压转换后传递于信号处理模块。信号处理模块会识别数据信号信息并进行检测，最终得出评估结果，以便于检测人员精确地判断出电机的转速快慢，并通过信号处理模块将控制指令的控制信号信息传至数据发送模块。数据发送模块借助于通信接口，可将控制信号信息传输于驱动模块。由功率开关逻辑电路组成的驱动模块与电机线圈绕组直接连接，驱动模块直接控制直流电流。电机线圈绕组得到直流电源的电流产生磁场，在磁场作用下产生转矩，电机运行。电机运行的方向和速度可以通过控制驱动模块的功率开关信号顺序和时间调节，即可实现精确驱动控制高速电机的作用。

综上，在本实施例中，提出的可精确控制的高速电机驱动装置，其中信号采集的处理结构、模块构建等均为成熟技术，本实用新型的创新在于经过光学计数模块的监测和处理，将数据传输至信号处理模块，从而达到了对高速电机精确控制的目的。给出高便捷性、灵敏度高、高可靠性、高稳定性、高精确度、高灵活度的一种可精确控制的高速电机驱动装置，本质上避免在先技术中的不足。监测过程无需接触电机，具有高便捷性、灵敏度高、高可靠性、高稳定性、高精确度、高灵活度等特点。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可精确控制的高速电机驱动装置，其特征在于，包括信号接收模块、信号处理模块、信号发送模块、驱动模块、电机和光学计数模块，所述光学计数模块、信号接收模块、信号处理模块、信号发送模块和驱动模块依次信号连接，所述驱动模块与所述电机控制连接，所述电机与所述光学计数模块控制连接；所述光学计数模块监测所述电机的瞬时转速以获得转速数据，所述光学计数模块将所述转速数据通过所述信号接收模块传输给所述信号处理模块，所述信号处理模块将从所述信号接收模块处获得的数据信号信息进行识别并检测后获得评估结果，所述信号处理模块通过所述信号发送模块将控制信号信息传输给所述驱动模块，所述驱动模块控制所述电机的转速运作。

2.根据权利要求1所述的可精确控制的高速电机驱动装置，其特征在于，信号处理模块包括数字信号处理器、检测电路、信号采集电路和信号输出电路。

3.根据权利要求1所述的可精确控制的高速电机驱动装置，其特征在于，信号处理模块为FPGA、STM32或CPLD中的一种。

4.根据权利要求1所述的可精确控制的高速电机驱动装置，其特征在于，所述信号接收模块内设有信号检测模块和电压转换模块，所述信号接收模块接收到所述光学计数模块传输的所述转速数据，所述转速数据通过所述信号检测模块的检测和所述电压转换模块的转换后获得转化后的所述数据信号信息，所述信号接收模块将所述数据信号信息传输给所述信号处理模块。

5.根据权利要求1所述的可精确控制的高速电机驱动装置，其特征在于，所述信号发送模块内设有通讯接口，所述信号发送模块通过所述通讯接口降所述控制信号信息传输给所述驱动模块。

6.根据权利要求1所述的可精确控制的高速电机驱动装置，其特征在于，所述驱动模块内设有功率开关的逻辑电路，所述电机内设有电机线圈绕组，所述功率开关与所述电机线圈绕组连接，所述功率开关的信号顺序和信号时长控制所述电机的运转方向和运转速度。

7.根据权利要求1所述的可精确控制的高速电机驱动装置，其特征在于，所述电机为微特电机。

8.根据权利要求1所述的可精确控制的高速电机驱动装置，其特征在于，所述光学计数模块包括光电编码器，所述光电编码器用于监测所述电机的所述转速数据。

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