[发明专利]一种直流有刷电机测速方法

说明书

本发明提供一种新型的直流有刷电机测速方法，由于PWM控制的直流有刷电机，在供电低电平的时候，电机会反馈一个电压信号，此电压信号与电机的输出转速成线性关系，用电路辅助输出此电压信号并反求其转速。目前市场上对于直流有刷电机的测速方法采用的是外加编码器测速，本测速方法的有益性在于不用外加测速传感器就能检测转速，具有简化控制系统结构组成、降低成本的优点。

技术领域

本发明涉及一种直流有刷电机测速方法，属于电机转速测试技术领域。

背景技术

目前市场上对于直流有刷电机的测速方法采用的是外加编码器之类的传感器测速。本发明提供一种直流有刷电机测速方法，其优点在于不用外加测速传感器就能检测转速。

发明内容

本发明的目的是提出一种直流有刷电机测速方法，可以不用外加测速传感器就能检测转速。

本发明的使用前提是PWM控制电机旋转，而不是电压控制的电机旋转。本发明检测的是电机两端电源的电压，输出在PWM控制下的脉冲低电平时的电机反电动势，根据反电动势的值计算电机的转速。

PWM控制原理是在高频的条件下改变占空比，在高电平的时候给电机供电，低电平的时候断开电机供电。低电平时既当断开电机电源的时候，此时的电机电极的电压就是电机的反电动势电压，输出此时的反电动势，这个反电动势可以计算出电机的转速，如果是励磁的直流无刷电机那么还需要知道励磁线圈的电流。

如上所述的一种直流有刷电机测速方法，其特征在于，电机选定后，电机的结构参数就已知了，比如转子线圈匝数N、转子的有效(能产生磁场的部分)长度L、转子半径r、结构系数δ，如果是永磁式需要知道磁感应强度B，如果是励磁式需要知道励磁线圈N₁、励磁电流I等结构系数δ₁。测量值反电动势E_φ。其他值电机转速，转子角速度ω，转子线圈磁场与外加磁场的夹角θ。

公式n＝ω/2π； 1-1

E_φ＝N×B×L×ω×r×sinθ； 1-2

B＝N₁×I×δ； 1-3

有公式1-1、1-2、1-3可得

永磁式直流有刷电机的反电动势表达式为E_φ＝δ×N×B×L×2π×n×r×cosθ； 2-1

励磁式直流有刷电机的反电动势表达式为E_φ＝δ×N×N₁×I×δ₁×L×2π×n×r×cosθ； 2-2

由于电机换向器的存在所以θ的变化很小,cosθ≈1；

永磁式直流有刷电机的转速值为n＝E_φ/(δ×N×B×L×2π×n×r)； 3-1

励磁式直流有刷电机的转速值为n＝E_φ/(δ×N×N₁×I×δ₁×L×2π×n×r)； 3-2