[发明专利]一种直流电机无速度传感器调速装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流电机调速装置，尤其适用于旋转电枢式直流电动机使用的直流电机无速度传感器调速装置。

背景技术

在直流电机双闭环控制系统中，转子速度的闭环控制环节需要检测电机的转速信号。目前，直流电机控制系统的控制系统多由不控的直流励磁电源，微核心处理器控制的电枢电源，直流电机及转速、电压电流传感器组成。直流励磁电源与电机励磁绕组连接，由微核心处理器控制电枢电源与电机电枢绕组连接，转速传感器与电机同轴连接。微核心处理器接收转速，电压电流信号，对电枢电源进行控制，进而控制电机的运行，该测试方法是基于速度传感器的控制系统，需要在直流电机上加装光电码盘、测速发电机等机械速度传感器来进行电机速度检测，并反馈转速信号，该方法需要附加测速装置，不仅提高了系统造价，而且安装困难。

实现高性能的直流电机控制必须对电机电枢回路的电阻值进行实时检测。只有准确的检测电机电枢回路的电阻，才能精确计算出电机的实际转速。检测电机电枢回路的电阻值是实现直流电机无速度传感器控制的关键。直流电机内部电枢回路的电阻值随着电机运行的工况不断变化，其与电机内部的温度直接相关。通常检测电机内部温度需要加装特殊的传感器，不仅提高了系统造价又增加了系统的复杂性，而且增加了系统的维护工作量。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构和方法简单、易于维护、成本低的直流电机无速度传感器调速装置及方法。

为实现上述目的，本发明的直流电机无速度传感器调速装置包括：包括控制器，控制器的输入端分别连接有电枢回路电压和电流传感器、励磁回路电压和电流传感器和全数字式键盘，其输出端分别连接有电枢直流电源和励磁直流电源，电枢回路电压和电流传感器与电枢直流电源相连接，励磁回路电压和电流传感器与励磁直流电源相连接，枢回路电压和电流传感器与励磁回路电压和电流传感器将分别采集到的电压、电流信号发送至控制器。

所述的控制器包括顺序连接的低通滤波电路、数字采样电路、微核心处理器和施密特触发电路；所述的微核心处理器型号为TMS320F2812；所述的电枢回路电压和电流传感器的型号为霍尔式电压电流传感器；励磁回路电压和电流传感器的型号为霍尔式电压电流传感器。

本发明直流电机无速度传感器调速的方法：在直流电机的电枢直流电源和励磁直流电源上分别安装电枢回路电压和电流传感器和励磁回路电压和电流传感器，通过电枢回路电压和电流传感器和励磁回路电压和电流传感器分别对电枢直流电源和励磁直流电源的电压和电流数值进行采样，并将采样信息发送到控制器中；控制器对采样信息进行运算处理，得到直流电机的转速数，将转速数与设定转速数值进行比较；若转速数与设定转数值不一致，则控制器计算出此时电枢直流电源和励磁直流电源所应施加于电机的电压大小，对电枢直流电源和励磁直流电源输出控制信号，改变电机的电枢电压和励磁电压，使得电机的转速数发生改变，与设定转数值达到一致。

有益效果：本发明无机械速度传感器，利用绕组的电阻值与绕组本身的温度呈线性关系以及直流电机本身电磁关系，间接估算出转子速度，控制效果好，对于直流电动机速度闭环控制系统省略了速度传感器，不仅具有检测精度高，可靠性强的特点，而且结构简单，操作及维护方便，造价低，具有广泛的实用性。

附图说明

图1为本发明的结构原理示意图。

图2为本发明的控制器结构示意图。

图中：1-电枢直流电源，2-直流电机电枢绕组，3-直流电机励磁绕组，4-励磁直流电源，5-电枢回路电压和电流传感器，6-励磁回路电压和电流传感器，7-控制器，8-全数字式键盘。

具体实施方式

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：