[发明专利]有刷电机速度检测装置及有刷电机速度检测方法

说明书

本发明公开了一种有刷电机速度检测装置及有刷电机速度检测方法，有刷电机速度检测装置包括反电动势检测模块和微控制单元，所述反电动势检测模块的输入端与有刷电机的负极连接，所述反电动势检测模块的输出端与所述微控制单元连接，所述反电动势检测模块用于获取有刷电机负极的反电动势电压电信号，所述微控制单元用于获取有刷电机负极的反电动势电压值，并根据所述反电动势电压值和有刷电机的正极电压值处理得到有刷电机转速。通过反电动势检测电路可有效控制有刷电机速度的检测带宽，增加有刷电机速度检测精度。本检测装置设计简单，可靠性强，不受电机尺寸限制，不受电机负载大小影响，准确度高。

技术领域

本发明涉及有刷电机技术领域，更具体地说是指一种有刷电机速度检测装置及有刷电机速度检测方法。

背景技术

传统的有刷电机速度检测，一般有两种方法：一种是基于霍尔传感器安装在电机内部，通过霍尔信号的变化频率检测出电机的转速，该方法设计简单，估算准确，缺点在于需要在电机内部预留安装霍尔器件的位置，对于体积小型的电机并不适用；另外一种方法是基于检测有刷换向器的换相电流脉冲频率估算出电机的转速，该方法设计简单，容易实现，缺点在于面对大负载工况下，换向器的电流脉冲信号会被负载电流覆盖掉，无法准确检测转速信号。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有刷电机速度检测装置及有刷电机速度检测方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种有刷电机速度检测装置，包括反电动势检测模块和微控制单元，所述反电动势检测模块的输入端与有刷电机的负极连接，所述反电动势检测模块的输出端与所述微控制单元连接，所述反电动势检测模块用于获取有刷电机负极的反电动势电压电信号，所述微控制单元用于获取有刷电机负极的反电动势电压值，并根据所述反电动势电压值和有刷电机的正极电压值处理得到有刷电机转速。

其进一步技术方案为：所述反电动势检测模块包括分压电路、运算放大电路和滤波电路，所述分压电路的输入端与有刷电机的负极连接，所述分压电路的输出端与所述运算放大电路的输入端连接，所述运算放大电路的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述微控制单元连接。

其进一步技术方案为：所述分压电路包括电阻R30、电阻R51、电容C6和电阻R34，所述电阻R30的第一端与有刷电机的负极连接，第二端分别与所述电阻R51和所述电容C6的第一端连接，所述电阻R51和所述电容C6的第二端均与所述电阻R34的第一端连接并接地。

其进一步技术方案为：所述运算放大电路包括放大器U9B、电阻R136和电容C38，所述放大器U9B的正极输入端与所述电阻R30的第二端连接，所述放大器U9B的负极输入端与所述电阻R34的第二端连接，所述放大器U9B的输出端分别与所述电阻R136和所述电容C38的第二端连接，所述电阻R136和所述电容C38的第一端均与所述电阻R34的第二端连接。

其进一步技术方案为：所述滤波电路包括电阻R134、电阻R237、电容C42和电容C43，所述电阻R134的第一端与所述放大器U9B的输出端连接，所述电阻R134的第二端分别与所述电阻R237和所述电容C42的第一端连接，所述电阻R237的第二端分别与所述微控制单元和所述电容C43的第一端连接，所述电容C42和所述电容C43的第二端连接并接地。

其进一步技术方案为：所述微控制单元的型号为STM32F051C4。

一种有刷电机速度检测方法，基于以上所述的有刷电机速度检测装置，包括以下步骤：

启动有刷电机；

通过微控制单元设置采样时间窗口；

在采样时间内通过微控制单元获取有刷电机负极的反电动势电压值；

在采样时间内通过微控制单元获取有刷电机的正极电压值；