用于检测和控制电机转速的电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于检测和控制电机转速的电路，包括集成IC电路、电源、电阻、滑动变阻器。本实用新型的用于检测和控制电机转速的电路，通过采用比例电流来对电机内部电枢电阻压降进行补偿，由此实现电机转速的稳定。
【专利说明】用于检测和控制电机转速的电路
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电机控制领域，尤其涉及一种用于检测和控制电机转速的电路。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论的迅速发展，电机已普遍应用于各种设备(例如音箱、玩具等)之中。由于电机自身的构造和特性，它自身的体积会很大，并且现如今的很多音响设备等小型装置随着科技的进步，和人们生活的日常需求还需要加入很多其他的实用功能，这样就会不可避免给电机增加了负载。当电机加了负载后会造成其转速不稳定，这样就会影响整个电机工作的精确度和产品的稳定性。因此，对于电机来说，电机转速的控制是实现电机稳定工作的前提。
[0003]现有的电机转速监测和控制电路都比较复杂和庞大，运用了很多的积分，放大电路，容易产生很多的热量，而微型电机运用的地方，没有散热装置，不能排出大量热量，如果运用现有的复杂电路，势必产生很多热量，影响电机和电机周围的电路(电阻，电容等)。此夕卜，现有技术中，还有运用转速传感器来检测电机转速的，但其只能用于大型电机的控制，并不能微型化。
实用新型内容
[0004]本实用新型是鉴于上述技术问题而产生的。本实用新型的目的是提出一种用于检测和控制电机转速的电路，其能利用电机自身的特性来进行转速的检测与控制，而不必设置其他转速传感器来检测转速。
[0005]本实用新型的实施例提供一种用于检测和控制电机转速的电路，所述电路包括集成IC电路，电源Eb，电阻Rt，以及滑动变阻器Rv ;其中，所述集成IC电路具有6个管脚；电源Eb的正极接所述集成IC电路的6号管脚、电阻Rt和电机M ;电源Eb的负极接地；所述集成IC电路的4号和5号管脚接滑动变阻器Rv ;所述集成IC电路的2号管脚接地，3号管脚接Rt，I号管脚接电机M ;并且，所述集成IC电路的的6个管脚的作用如下:
[0006]管脚I OUT用于输出控制电机的电压
[0007]管脚2 LA 接地
[0008]管脚3 Vs 用于检测电阻Rt两端的电压Ekt
[0009]管脚4 Vref
[0010]管脚5 CONT
[0011]管脚6 V。。接电源
[0012]其中，管脚4和5用于调节管脚I的输出电压。
[0013]与现有技术相比，采用本实用新型的用于检测和控制电机转速的电路具有以下有益效果:
[0014](I)本实用新型利用电机自身的特性来进行转速的检测与控制，而不必设置其他转速传感器来检测转速，减小了设备的体积。
[0015](2)本实用新型的用于检测和控制电机转速的电路，通过外接电阻压降来抵消电机内部的电枢电阻压降，由此可以使电机的转速保持稳定。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]结合随后的附图，从下面的详细说明中可显而易见的得出本实用新型的上述及其他目的、特征及优点。在附图中:
[0017]图1示出了本实用新型的用于检测和控制电机转速的电路组成框图；
[0018]图2示出了将图1所示电路封装为IC集成电路后的组成框图；
[0019]图3示出了图2所示电路的等效电路组成框图。
【具体实施方式】
[0020]为了更全面地理解本实用新型及其优点，下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细地说明。
[0021]电机输入电流的大小取决于负载转矩的大小，而电机的转速则在很大程度上取决于电枢电阻压降的变化。在本实用新型中，通过采用比例电流来对电机内部电枢电阻压降进行补偿，由此实现电机转速的稳定。
[0022]下面，参考图1，对本实用新型的用于检测和控制电机转速的电路进行详细介绍。
[0023]如图1所示，本实用新型的用于检测和控制电机转速的电路包括电源Eb，三极管Trl>Tr2,电阻Rs、R1、RT，二极管ZD，以及滑动变阻器Rv。其中:电源Eb的正极分出两条支路，一条支路连接三极管Trt的发射极，另一条支路连接电阻Rs—端；电阻Rs的另一端分出三条支路，一条支路连接三极管Trt的基级，第二条支路连接电阻R1的一端，第三条支路连接三极管1；2的集电极；电阻R1的另一端分出两条支路，一条支路连接二极管ZD的阴极，另一条支路连接滑动变阻器Rv的一端；二极管ZD的阳极与三极管Iri的集电极相连，并连接滑动变阻器Rv的另一端和电阻Rt的一端，电阻Rt的另一端与电源Eb的负极相连；滑动变阻器Rv的滑动端与三极管Tr2的基级连接，三极管Tr2的发射极与电机M连接，电机M的另一端与电源Eb的负极连接。
[0024]在本实用新型的用于检测和控制电机转速的电路中，若忽略三极管7；2的基级-发
射极之间的电压Vbe2，则加到电机两端的电压Ea为:
[0025]Ea=ER+ERT
[0026]电路中的,％用于检测电机电流Ia，依靠电流检测电阻Rs上压降的变化，就可以通过其集电极电流Ik来实现所谓的比例电流控制。
[0027]当增加电机的负载时，电机的电流Ia将随之增大，而电机的转速也将随之降低。由于Ia的增大，检测电阻Rs上的压降增大，三极管的集电极电流Ik将成比例增大，使得电阻Rt上的压降Ekt也同时增大。
[0028]因此，电路设计时，如果能令电阻Rt上的压降Ekt与电机内部的电枢电阻压降IaRa相等，则当电机的负载增大时，虽然电机两端的电压Ea提高了，但是，其反电动势E。可以保持不变，因此，可以使电机的转速保持稳定。
[0029]通过对电路的进一步分析可知，当Em=IaRa时，由于EK=E。，因此，电机的转速就可以通过Ek来设定了。一般来说，作为额定数据之一，电机的反电动势E。是用每单位转速能产生多少伏电压(V/ (r/min))来表示的,这就是说，当E。(也就是Ek)设定后，电机的转速也就随之确定了。
[0030]接下来，参考图2-3，进一步对实现本实用新型的用于检测和控制电机转速的电路进行详细介绍。
[0031]如图2所示，其示出了将图1所示电路封装为IC集成电路后的组成框图。本实用新型的用于检测和控制电机转速的电路包括集成IC电路，电源Eb，电阻RT，以及滑动变阻器Rv ;其中所述集成IC电路具有6个管脚；电源Eb的正极接所述集成IC电路的6号管脚、电阻Rt和电机M ;电源Eb的负极接地；所述集成IC电路的4号和5号管脚接滑动变阻器Rv ；所述集成IC电路的2号管脚接地，3号管脚接RT，I号管脚接电机M ;并且，所述集成IC电路的的6个管脚的作用如下:
[0032]管脚I OUT用于输出控制电机的电压
[0033]管脚2 LA 接地
[0034]管脚3 Vs 用于检测电阻Rt两端的电压Ekt
[0035]管脚4 Vref
[0036]管脚5 CONT
[0037]管脚6 V。。接`电源
[0038]其中，管脚4和5用于调节管脚I的输出电压。
[0039]本实用新型的用于检测和控制电机转速的电路中，电机两端的电压Ea与反电动势E。和电枢电阻压降IaRa的关系为:
[0040]Ea=EJIaRa (I)
[0041]由上式(I)可知，要想补偿电机内部的电枢电阻压降IaRa，而使Ea=E。，只需引进一个负电阻(-Ra)来抵消电枢电阻Ra的影响就可以了。在图2中，假定Ea=E。的关系成立，则电机的转速(也就是反电动势E。)将可以随Ea的变化而变化。也就是说，抵消了上式中的ΙΛ，就意味着电机的转速可以完全不受负载(即电枢电阻压降IaRa)变化的影响，因而使电机等效地变成了一台电枢电阻为零的电机。
[0042]如图3所示，该电路的输出电压Etl可以用下式(2)给出:
[0043]E0=Er+Rt ( I3+^)( 2 )
[0044]进一步设Λ I2/ Δ I3=K,其中K为是转矩系数，为集成IC电路中设定的参数。因此，电流I3可以表示成下式(3):
[0045]( 3 )
[0046]上式(3)中，Iq3为一个恒定电流。
[0047]整理式(2)和(3)可得:
[0048]Eq=Er (1+^ (1-^))( 4 )
ΛA[0049]由上式(4)可以看出，如果外加电阻Rt和Rs确定，那么前两项电压值就是一定的，只有第三项的
【权利要求】
1.一种用于检测和控制电机转速的电路，所述电路包括集成IC电路，电源Eb，电阻RT，以及滑动变阻器Rv ;其特征在于: 所述集成IC电路具有6个管脚；电源Eb的正极接所述集成IC电路的6号管脚、电阻Rt和电机M ;电源Eb的负极接地；所述集成IC电路的4号和5号管脚接滑动变阻器Rv ;所述集成IC电路的2号管脚接地，3号管脚接Rt, I号管脚接电机M ； 并且，所述集成IC电路的的6个管脚的作用如下: 管脚I OUT用于输出控制电机的电压 管脚2 LA 接地 管脚3 Vs用于检测电阻Rt两端的电压Ekt 管脚4 Vref 管脚5 CONT 管脚6 V。。接电源 其中，管脚4和5用于调节管脚I的输出电压。
【文档编号】G01R31/34GK203537292SQ201320656993
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年10月23日 优先权日:2013年10月23日
【发明者】严敢, 王启银, 赵锐, 姚学武, 胡吉莲, 李学勤 申请人:国家电网公司, 山西省电力公司大同供电分公司