[发明专利]基于电枢电压与电流信号的转速转矩综合软检测电路

说明书

本发明公开一种基于电枢电压与电流信号的转速转矩综合软检测电路，包括转速信号处理电路、综合转矩信号处理电路、负载类型选择电路；具体的连接件的电流检测信号端与上输入电阻的一端连接，上输入电阻的另一端与电流跟随器的正输入端连接，连接件的电压检测信号端与下输入电阻的一端连接，下输入电阻的另一端与电压放大器的负输入端连接，电枢放大器的输出端与连接件的转速输出信号端连接，转矩放大器的输出端与连接件的电磁转矩信号端连接，模拟开关的输出端与连接件的负载转矩信号端连接。本发明适用于对直流电动机的转速与机械负载转矩等进行实时软检测的应用场合。本发明实时性强、体积小、成本低、通用性好、可靠性高，且易于芯片化。

技术领域

本发明属于工业测控领域，涉及一种电路，特别涉及一种基于电枢电压与电流信号的转速转矩综合软检测电路，适用于对直流电动机的转速与机械负载转矩等进行实时软检测的应用场合。

背景技术

旋转机械的运动转速、负载转矩(也称力矩)等都是机电装备系统中的重要参数，在很多应用场合中，运动机构的末端(被控点)安装有速度、位置传感器，而电机轴上的转速则是中间变量，由于安装原因或小型化、优化结构等方面的需求，希望电机轴上不用安装转速传感器而能实现对转速的控制，再者，对负载转矩的实时软检测，也是提高机电装备控制性能的重要前提。但现有的各类机电系统都无法对动、静态负载转矩实施实时的软检测，同时，由于现代电机驱动装置都是基于开关调制技术，电枢电压与电流的波形较差，噪声大，加大了转速与转矩软检测的难度，制约了机电装备系统整机性能的提高。因此，如何对负载转矩和电机转速进行实时软检测，具有重要意义。现有的常用方法只是针对定常的负载转矩，根据直流电动机稳速运行时电磁转矩与负载转矩相等以及电磁转矩与电枢电流成正比的关系，通过检测稳态时的电枢电流以求取稳态负载转矩，其主要不足之处在于无法检测变速动态过程中的负载转矩与时变的负载转矩。在转速软检测方面，也是基于稳态的电枢回路电压平衡关系，动态精度差。此外，在技术现实上均采用高性能CPU，结构复杂、成本高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提出一种于电枢电压与电流信号的转速转矩综合软检测电路。该电路采用直流电动机的电枢电压与电流信号经电路运算以实时地获取动、静态转速信号与负载转矩信号及电磁转矩信号等电路处理方案，并具有适于不同负载类型的选择功能。为提高机电装备系统的测控性能奠定技术基础。

本发明电路包括转速信号处理电路、综合转速信号处理电路、综合转矩信号处理电路、负载类型选择电路。