[发明专利]一种获取电机电流的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业电机技术领域，尤其是涉及一种获取电机电流的装置及方法。

背景技术

随着现代工业伺服控制系统的应用越来越广，系统内部的重要工作参数也越来越多，而这些参数通常都是以电流的形式反映出来。电流的精度很大程度上就决定了系统的控制精度。

为了获取电流，现有技术通常是：首先将电流转换为电压，然后通过ADC(analogue-to-digital conversion，模数转换)转换器采集该电压来换算电流值。其中，在ADC的处理过程中，现有技术中最广泛采用以下方法。

先采样得到一段数字化的电压数据，然后通过求取平均值的处理方式来平滑采样得到的数据。

但是，在伺服系统中，由于电机的存在，板卡上会存在很多的干扰信号和谐波信号，而这些信号很容易在模数转换的采样阶段采集到。因此，通过简单求取平均值来换算电流的方法会导致电流的精度受到很大的影响。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种获取电机电流的装置及方法，能够在强干扰的环境中获取高精度的电流。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种获取电机电流的方法，该方法包括以下步骤：

将电机电流转换为模拟的电压信号；

对模拟的电压信号进行滤波；

对经过滤波后的模拟的电压信号进行采样，以转换为数字的电压信号；

对数字的电压信号进行FFT变换，通过对频域内的信号功率计算，以折算出所述电机电流。

其中，方法还包括：获取电机的干扰信号的频段。

其中，方法还包括：

根据干扰信号的频段和所需的控制精度来设置滤波的参数；

根据干扰信号的频段、采样的速率以及控制精度确定数字的电压信号的有效频带；

对数字的电压信号进行FFT变换，以计算出电机电流的步骤包括：

根据数字的电压信号的有效频带计算出有效频带的功率谱密度，进而换算出电机电流。

其中，对模拟的电压信号进行滤波之前还包括：

对模拟的电压信号进行幅度的调整。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种获取电机电流的装置，该装置包括：

电流电压转换器，用于将电机电流转换为模拟的电压信号；

滤波器，用于对模拟的电压信号进行滤波；

ADC转换器，用于对经过滤波后的模拟的电压信号进行采样，以转换为数字的电压信号；

FFT转换器，用于对数字的电压信号进行FFT变换，以计算出电机电流。

其中，装置还包括：频谱仪，用于获取电机的干扰信号的频段。

其中，装置还包括：

处理器，用于根据干扰信号的频段和所需的控制精度来设置滤波的参数，并根据干扰信号的频段、采样的速率以及控制精度确定数字的电压信号的有效频带；

FFT转换器具体根据数字的电压信号的有效频带计算出有效频带的 功率谱密度，进而换算出电机电流。

其中，装置还包括：

幅度调整器，用于对电流电压转换器转换得到的模拟的电压信号进行幅度的调整。

其中，电流电压转换器包括串联的电阻或霍尔传感器。

其中，滤波器包括有源滤波或无源滤波实现的带通滤波器、低通滤波器或者二者的组合。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明首先将电机电流转换为模拟的电压信号，然后对模拟的电压信号进行滤波，进而对经过滤波后的模拟的电压信号进行采样，以转换为数字的电压信号，最后对数字的电压信号进行FFT变换，以计算出电机电流。因此，本发明通过对电压信号进行滤波和FFT变换，可以过滤掉电压信号中的干扰信号，从而得到高精度的电流。

附图说明

图1是本发明实施例的一种电机电流的获取方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种电机电流的获取装置的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明实施例的一种电机电流的获取方法的流程图。如图1所示，本发明的电机电流的获取方法包括以下步骤：

步骤S1：将电机电流转换为模拟的电压信号。本步骤中，具体可以通过串联的电阻或霍尔传感器来实现。

步骤S2：对模拟的电压信号进行滤波。

优选的，在本步骤之前，还会对模拟的电压信号进行幅度的调整。具体可以是电压的放大、缩小、驱动能力的增强等。