一种基于工作电流的马达转速检测系统及方法与流程

本发明属于马达转速检测，具体涉及一种基于工作电流的马达转速检测系统及方法。

背景技术：

1、目前在穿戴市场和手机市场，在驱动扁平马达和转子马达时都无法获取马达是否正常工作的反馈信号，只能给出信号驱动马达，通过用手触碰或是加速度计等方式来确认马达是否在正常工作，目前已知的检测扁平马达和转子马达转速的方法是通过加速度计和霍尔传感器两种方式，两种方式都较为麻烦，且一个加速度计和一个霍尔传感器同时都只能对应一个马达去检测，这样一对一的检测方法会花费大量的时间及物力。

2、目前在穿戴市场和手机市场，在驱动扁平马达和转子马达时都无法获取马达是否正常工作的反馈信号，只能给出信号驱动马达，若是能检测到马达的转速，同时便能知道马达是否在转动从而知道马达是否正常在工作。而让马达在工作时用手触摸去检查马达是否在振动，一个人能检查到的马达的数量是有限的，会浪费大量的人力和时间。若是用加速度计去确认马达是否在振动则需要1对1，除此之外还需要有一定的空间距离，否则若是各个马达之间互相影响则会不知道到底是哪一个马达在振动，比如两个马达同时放置在桌子上驱动，一个是正常工作的，一个是停止工作的，可若是用两个加速度计去分别检测两个马达，由于正常工作的马达在振动，就会检测为停止工作的马达也是正常工作的。所以用加速度计检测就需要将马达放置在不会被震感互相影响到的地方去检测。或是一个一个去检测，错开马达震动的时间。

3、同样的，若是通过霍尔传感器去检测，也需要一个霍尔传感器对应一个马达去检测，并且若是同时检测多个马达也需要注意，若是两个马达和霍尔传感器距离太近可能会受到影响，所以用加速度计和霍尔传感器这两种检测方式要么浪费物力和空间，要么浪费时间。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于工作电流的马达转速检测系统及方法解决了在穿戴设备和手机设备中无法获知马达的工作状态，无法获取马达工作时的反馈信号的问题。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于工作电流的马达转速检测系统，包括：

3、检测元件：与待检测马达串联；

4、电流检测单元：用于检测待检测马达与检测元件连接点处的工作电流；

5、电流波形计数单元：用于根据检测到的工作电流，进行电流波形周期计数；

6、转速计算单元：用于基于待检测马达工作电流与频率的比值关系，根据电流波形周期计数值，计算待检测马达转速。

7、进一步地，所述待检测马达包括扁平马达和转子马达。

8、进一步地，所述电流波形计数单元为通过软件程序编写工作电流计数逻辑的波形计数模块。

9、进一步地，所述电流波形计数单元为将检测到的工作电流转换为对应方波的波形计数电路；

10、当待检测马达为扁平马达时，波形计数电路包括与连接点连接的信号对比器，所述信号对比器的输入信号包括检测的工作电流和设置的电流基准值；

11、当待检测马达为转子马达时，波形计数电路包括与连接点依次连接低通滤波器、高通滤波器和信号对比器，所述信号对比器的输入信号包括检测的工作电流和设置的电流基准值。

12、一种马达转速检测方法，包括以下步骤：

13、s1、设置与待检测马达串联的检测元件；

14、s2、根据待检测马达的类型，采集待检测马达与检测元件连接点处的工作电流；

15、s3、通过电流波形计数单元，对检测的工作电流进行电流波形周期计数；

16、s4、根据待检测马达的类型，基于待检测马达工作电流与频率的比值关系，根据电流波形周期计数值，计算待检测马达转速。

17、进一步地，所述步骤s2中，待检测马达包括扁平马达和转子马达；

18、对于所述扁平马达，采集的工作电流包括i并联、i接触和i串联；

19、对于所述转子马达，采集的工作电流为电流尖刺。

20、进一步地，所述步骤s3中，当电流波形计数单元为波形计数模块时：

21、对扁平马达进行电流波形周期计数的方法包括：

22、第一种方法：对于连续检测到的工作电流i1,i2,…,ii，在第二次检测到i1时，将两个i1之间的工作电流形成一个完整的电流波形周期，并对其进行周期计数；

23、其中，i1,i2,…,ii为i并联、i接触或i串联，且两个i1之间至少包括一个i并联、i接触和i串联；

24、第二种方法：根据扁平马达当前工作电压确定电流基准值，当检测到的工作电流小于电流基准值时将方波信号置0，当检测到的工作电流大于电流基准值时将方波信号置1，将一个完整的方波信号作为一个完整的电流波形周期，并对其进行周期计数；

25、对转子马达进行电流波形周期计数的方法包括：

26、第一种方法：检测转子马达的尖刺电流，对其依次进行低通滤波、高通滤波以及直流成分去除处理，在第二次检测到尖刺电流时，将两个尖刺电流之间的工作电流形成一个完整的电流波形周期，并对其进行周期计数；

27、第二种方法：检测转子马达的检测电流，将检测到的电流值通过软件编写的低通滤波和高通滤波处理得到工作电流，当转子马达的工作电流小于电流基准值时将方波信号置0，当转子马达的工作电流大于电流基准值时将方波信号置1，将一个完整的方波信号作为一个完整的电流波形周期，并对其进行周期计数；其中，转子马达的电流基准值根据转子马达当前工作的尖刺电流确定。进一步地，所述步骤s3中，当电流波形计数单元为波形计数电路时，其对扁平马达进行电流波形周期计数的方法为：

28、根据扁平马达当前工作电压确定电流基准值，将检测的工作电流通过一个信号对比器与电流基准值进行比较，当工作电流大于电流基准值时，使信号对比器输出1，进而使方波信号置1，当工作电流小于电流基准值时，使信号对比器输出0，进而使方波信号置0，基于信号对比器的输出，将一个完整的方波信号作为一个完整电流波形，并对其进行周期计数；

29、对转子马达进行电流波形周期计数的方法为：

30、根据转子马达当前工作电压确定电流基准值，将检测的工作电流依次通过低通滤波器和高通滤波器处理后，通过一个信号对比器与电流基准值进行比较，当工作电流大于电流基准值时，使信号对比器输出1，进而使方波信号置1，当工作电流小于电流基准值时，使信号对比器输出0，进而使方波信号置0，基于信号对比器的输出，将一个完整的方波信号作为一个完整电流波形，并对其进行周期计数。

31、进一步地，所述步骤s4中，当待检测马达为扁平马达时，待检测马达转速为：

32、

33、式中，为待检测马达检测到第一~第 n个电流波形周期所需要的时间，n根据扁平马达的工作电流与频率的比值确定；

34、当扁平马达工作时间小于n个电流波形周期时，至少需要检测1个电流波形周期，得到待检测马达转速为：

35、。

36、进一步地，所述步骤s4中，当待检测马达为转子马达时，待检测马达转速为：

37、

38、式中，为检测到第m个和第1个电流尖刺所需要的时间，m根据转子马达的工作电流与频率的比值确定；

39、当转子马达工作时间小于m-1个电流波形周期时，至少需要检测两个电流尖刺，得到待检测马达转速为：

40、。

41、本发明的有益效果为：

42、（1）本发明提供的基于工作电流的马达转速检测系统，可以不需要外接电路模块直接检测马达的转速，即工作状态，可以在驱动马达时给mcu反馈信号，检测马达是否在正常工作并检测实时转速。

43、（2）本发明可以在使用到马达时，例如装配为手表整机或手机整机后，若是驱动了马达，可以直接通过本发明去检测马达是否在正常工作，不需要用手触摸或是加速度计来确认或是用霍尔传感器模块来确认，简单方便，同时还节省了人力物力也节约了成本。