[发明专利]直流有刷电机转速提取方法及其电路

说明书

本发明涉及一种直流有刷电机转速提取方法及其电路，包括信号采集单元、信号分离单元、信号放大单元、滤波单元、比较器单元以及MCU单元；信号采集单元采集电机的运行电流，信号分离单元对运行电流分离提取交流分量，信号放大单元将交流分量放大，滤波单元将信号中的高频噪声滤除，比较器单元将交流分量整理成方波脉冲信号，MCU对脉冲信号进行计数运算得到电机的当前转速，实现直线电机精准位置定位。本发明相较于采用霍尔的产品，具有结构简单、综合成本较低、检测更加精确的优点；相较于反相电动势计算的应用，本发明不受电机参数及负载大小的影响，具有更优的可靠性及精度，尤其适用于直线电机在定位上的应用。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其是一种直流有刷电机转速提取方法及其电路。

背景技术

直流有刷电机由于其自身具有启动快、制动及时、控制电路相对简单等性能特点，故其被广泛地应用于各行各业中；目前市面上的有刷控制都是采用开环控制，其速度无法进行检测；而对于一些产品要求恒转速控制的，必须要求检测转速的，都采用在电机里面安装霍尔的方式进行检测，但这种检测方式的成本较高，工艺复杂，且其可靠性不高，不利于在市面上进行推广。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提出一种直流有刷电机转速提取方法及其电路，具有成本低、精度高、可靠性强等特点。

本发明所采用的技术方案为：一种直流有刷电机转速提取方法，包括以下步骤，

S1、信号采集单元采集电机的运行电流，包括直流分量和交流分量；

S2、信号分离单元将采集到的直流分量与交流分量分离并提取交流分量；

S3、信号放大单元将提取的交流分量放大；

S4、滤波单元滤除信号中的高频噪声；

S5、比较器单元将滤波后的交流分量整理成方波脉冲信号；

S6、MCU通过输入端口对方波脉冲信号进行计数运算得出电机的当前转速。

进一步的说，本发明所述的信号采集单元采集电机回路的检流电阻两端的电压模拟量；信号分离单元将采集到的电压模拟量中的直流分量隔离提取其交流分量。

再进一步的说，本发明所述的MCU单元实时累积方波脉冲信号，其每秒产生的脉冲数除以换向片数量即为电机的当前转速；在固定的直流线性驱动器中通过换算得到驱动器的行程距离，用于直流线性驱动器的位置判断。

同时，本发明还提出一种直流有刷电机转速提取电路，包括信号采集单元、信号分离单元、信号放大单元、滤波单元、比较器单元以及MCU单元；所述的信号采集单元与信号分离单元相连接；信号分离单元与信号放大单元相连接；信号放大单元与滤波单元相连接；滤波单元与比较器单元相连接；比较器单元与MCU单元相连接。

进一步的说，本发明包括电流采集电阻、隔直电容、泄放电阻、运算放大单元、放大配置电阻、RC滤波电阻、RC滤波电容、比较器单元以及分压偏置电阻；所述的电流采集电阻通过隔直电容和泄放电阻连接运算放大单元；运算放大单元连接放大配置电阻并将信号放大后通过RC滤波电阻以及RC滤波电容连接比较器单元；所述的比较器单元连接分压偏置电阻并将输入信号与偏置电压相比较后输出方波脉冲信号。

再进一步的说，本发明流经电流采集电阻端的电机回路电流在电阻两端形成压降。

再进一步的说，本发明经过隔直电容后输入给运算放大单元的信号为电机运行电流的交流分量。

本发明的有益效果是：相较于采用霍尔的产品，本发明具有结构简单、综合成本较低、检测更加精确的优点；相较于反相电动势计算的应用，本发明不受电机参数及负载大小的影响，具有更优的可靠性及精度，其尤其适用于直线电机在定位上的应用。

附图说明