CN2733360Y - 有刷直流电机的转速测量电路及用该电路的转速调控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种有刷直流电机的转速测量电路及用该电路的转速调控装置；测量电路是通过电压/电流取样电路对有刷直流电机电源电压或者电机电流进行取样，获得换向纹波的相关信息，经信号放大器放大送入换向纹波信号分析电路进行分析，输出有刷直流电机转速信息；而将上述转速测量电路作为速度反馈环节应用于有刷直流电机的转速调控装置中，在使用时该转速测量电路安装方便、维护简单，较好的削减用于系统速度反馈环节的安装和维护费用，同时提高了可靠性；本实用新型的转速测量电路和调控装置可广泛适用于各种有刷直流电机及其系统上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种转速测量电路及应用该电路的转速调控装置，特别是一种用于有刷直流电机的转速测量电路及应用该电路的转速调控装置。
背景技术
有刷直流电机价格低廉，控制和调速简单，应用广泛。在许多运用中，都需要对电机的转速进行精确测量，该测速装置一般为测速发电机、光电编码器、霍尔传感器等，在实际运用中，速度测量装置往往位于电动机或控制目标附近，速度测量装置与其余控制电路之间常有一定距离，为了将速度测量信号可靠地传送到其它控制电路，必须采用一些相应的技术措施，例如采用屏蔽线传送、反馈信号数字化传送等，而这些措施都是以金钱、施工时间和系统可靠性作为代价的。
另外，例如数控车床的定位控制和加工轨迹控制、火炮的瞄准等都需要对电机的转速进行精确测量，用以提高速度的稳定性和系统的动态性能，传统的直流电机速度控制系统必需从位于电动机或控制目标附近的反馈环节取得速度反馈信号，因而其间的连线是必不可少的，为了保证反馈信号和系统的可靠性，这条连线同样要采取许多技术措施，该速度反馈环节和驱动器之间的这条连线给安装和使用带来不便。
发明内容
本实用新型的一个目的在于提供一种安装使用方便、测量精确的有刷直流电机转速测量电路。
另外一个目的在于提供一种可较好削减用于系统速度反馈环节的安装和维护费用，同时提高了可靠性的有刷直流电机的转速调控装置。
再一个目的在于提供一种速度反馈环节就位于电机驱动器内，削减了大量的用于系统速度反馈环节的安装和维护费用，同时提高了可靠性的有刷直流电机的转速调控装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
有刷直流电机的转速测量电路，包括电压\电流取样电路、信号放大器和换向纹波信号分析电路，通过电压\电流取样电路对有刷直流电机电源电压或者电机电流进行取样，获得换向纹波的相关信息，经信号放大器放大送入换向纹波信号分析电路进行分析，输出有刷直流电机转速信息。
有刷直流电机的转速调控装置，包括电机驱动器，电机驱动器中设有速度调节器和功率放大器，以电压\电流取样电路、信号放大器和换向纹波信号分析电路组成的转速测量电路作为速度反馈环节，电压\电流取样电路对电机电源电压或者电机电流进行取样，由信号放大器进行放大，放大后的信号送入换向纹波信号分析电路，经分析和计算后，将识别到的换向纹波信号从换向纹波信号分析电路送出，作为速度反馈信号提供给速度调节器，由速度调节器、功率放大器输出精确的电机转速控制信号。
有刷直流电机的转速调控装置，以电压\电流取样电路、信号放大器和换向纹波信号分析电路组成的转速测量电路作为速度反馈环节设于电机驱动器内。
本实用新型的有益效果是：对有刷直流电机而言，其主要特征之一就是具有换向器，当电机运行时，电机转子都通过换向器获得适合方向的电流，以保证电机连续运转，而每一次换向，电机转子中的电流的大小都经历了减小、零、反向增大的过程，由于电机转子有一定的电感特性，在换向瞬间，换向器上会有较高的电压产生，也会有电弧出现，反映在电机的供电电流和电压上，会有一个小的波动，这一反映在电机的供电电流和电压上的换向波动称为电机产生的换向纹波，而有刷直流电机的每次换向都会有换向纹波产生，于是可以用测试换向纹波的方法来测量电机的转速。
而本实用新型的有刷直流电机的转速测量电路通过电压\电流取样电路、信号放大器和换向纹波信号分析电路即可对电机的转速进行分析，得出的转速数据适于其它电路使用，安装使用方便、测量精确。
将上述转速测量电路作为速度反馈环节应用于有刷直流电机的转速调控装置中，在使用时该转速测量电路安装方便、维护简单，较好的削减用于系统速度反馈环节的安装和维护费用，同时提高了可靠性。
另外，电机转速的测量部分可以直接安装于电机驱动器内部，通过对换向纹波的放大和分析，得到的换向信息即是电机的转速数据，即速度反馈环节就位于电机驱动器内，削减了大量的用于系统速度反馈环节的安装和维护费用，同时提高了可靠性，可以看到原先的速度反馈信号传送线已经发生了质的变化和改进。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的转速测量电路的原理框图；
图2是本实用新型的转速调控装置的原理框图；
图3是本实用新型的转速测量电路和转速调控装置的应用实施例例一的结构示意图；
图4是本实用新型的转速测量电路和转速调控装置的应用实施例例二的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，有刷直流电机的转速测量电路，包括电压\电流取样电路、信号放大器和换向纹波信号分析电路，通过电压\电流取样电路对有刷直流电机电源电压或者电机电流进行取样，获得换向纹波的相关信息，经信号放大器放大送入换向纹波信号分析电路进行分析，输出有刷直流电机转速信息。
参照图2，一种有刷直流电机的转速调控装置，包括电机驱动器，电机驱动器中有速度调节器和功率放大器，以电压\电流取样电路、信号放大器和换向纹波信号分析电路组成的转速测量电路作为速度反馈环节，电压\电流取样电路对电机电源电压或者电机电流进行取样，由信号放大器进行放大，放大后的信号送入换向纹波信号分析电路，经分析和计算后，将识别到的换向纹波信号从换向纹波信号分析电路送出，作为速度反馈信号提供给速度调节器，由速度调节器、功率放大器输出精确的电机转速控制信号。
作为优选的结构，以电压\电流取样电路、信号放大器和换向纹波信号分析电路组成的转速测量电路作为速度反馈环节与速度调节器和功率放大器一并安装于电机驱动器内，无须采用如采用屏蔽线传送、反馈信号数字化传送等技术措施，从而提高了系统的竞争力。
参照图3，转速测量电路包括作为电机电流取样电路的电阻R取样、信号放大器和作为换向纹波信号分析电路的单片机PIC12F629，通过串联在电机回路中的作为取样电路的电阻R取样进行电机电流取样，由信号放大器进行放大，放大后的信号由单片机PIC12F629的第六脚送入，经分析和计算后，将识别到的换向纹波信号从第七脚送出，即可得出转速信息。在如图所示的实施例中，该转速测量电路与速度调节器和功率放大器组成转速调控装置，利用由转速测量电路所测得的转速信息作为速度反馈信号提供给速度调节器，速度调节器通过作为功率放大器的三极管Q放大即可精确、稳定的控制有刷直流电机的转速。并且上述的作为速度反馈环节的转速测量电路、速度调节器和功率放大器可一并安装于电机驱动器内。
参照图4，本实用新型的转速调控装置的具体应用实施例例二，单片机PIC12F629既为信号的分析和处理器，也是速度调节器，即两电路共用一单片机，放大后的信号由单片机PIC12F629的第六脚送入，经分析和计算后，将识别到的换向纹波信号作为速度反馈信号参加调节器运算，调节器输出由单片机PIC12F629的第七脚送出，提供给功率放大器。
本实用新型除了上述实施例之外，其等同技术方案也应当在本发明创造的保护范围之内。
Claims (6)
1、有刷直流电机的转速测量电路，其特征在于：包括电压\电流取样电路、信号放大器和换向纹波信号分析电路，通过电压\电流取样电路对有刷直流电机电源电压或者电机电流进行取样，获得换向纹波的相关信息，经信号放大器放大送入换向纹波信号分析电路进行分析，输出有刷直流电机转速信息。
2、根据权利要求1所述的一种有刷直流电机的转速测量装置，其特征在于：换向纹波信号分析电路包括单片机PIC12F629。
3、一种有刷直流电机的转速调控装置，包括电机驱动器，电机驱动器内设有速度调节器和功率放大器，其特征在于：以电压\电流取样电路、信号放大器和换向纹波信号分析电路组成的转速测量电路作为速度反馈环节，电压\电流取样电路对电机电源电压或者电机电流进行取样，由信号放大器进行放大，放大后的信号送入换向纹波信号分析电路，经分析和计算后，将识别到的换向纹波信号从换向纹波信号分析电路送出，作为速度反馈信号提供给速度调节器，由速度调节器、功率放大器输出电机转速控制信号。
4、根据权利要求3所述的一种有刷直流电机的转速调控装置，其特征在于：以电压\电流取样电路、信号放大器和换向纹波信号分析电路组成的转速测量电路设于电机驱动器内。
5、根据权利要求3所述的一种有刷直流电机的转速调控装置，其特征在于：换向纹波信号分析电路和速度调节器共用一单片机。
6、根据权利要求3、4或者5所述的一种有刷直流电机的转速调控装置，其特征在于：所述的换向纹波信号分析电路包括单片机PIC12F629。
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