一种电流测速控制电机的方法技术

本发明专利技术公开了一种电流测速控制电机的方法，该方法为闭环控制的同时，通过采集电机的电流数据换算出电机的实际转速，以该实际转速与设定转速的差值为参数依据，实时更新脉冲宽度调制信号的占空比，更新后的脉冲宽度调制信号输入电机控制模块，由电机控制模块调节施加在电机两端的电压，电机的实际转速跟随两端电压的变化而发生变化并最终趋于设定转速。采用本方法，无论负载如何变化，仍能使电机转速保持在额定的区间，具备稳定的功率输出，从而使水压保持稳定，无需光电码盘结构，同时通过过流以及超功率检测避免了水路堵转时引起的电量浪费，包括但不限于水路堵塞，手柄关闭，水箱无水空转等情况，同时有效保护了齿轮结构，避免磨损延长寿命。免磨损延长寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种电流测速控制电机的方法


[0001]本专利技术属于电机控制
，具体涉及一种电流测速控制电机的方法。

技术介绍

[0002]微型电机是普遍用于家电的部件，电动冲牙器是一种清洁口腔的辅助性工具，利用脉冲水流冲击的方式来清洁牙齿、牙缝的一种工具。
[0003]水压的稳定是冲牙器的核心，当出水管径不变时，水压由电机转速决定。由于电机的转速会随着电池电压和负载变化而发生变化，传统电机稳压控制的方式很难做到精确稳定的转速控制，当负载增大时，电压恒定不变，此时电机转速会减小，水量也因此减小，水压也随之降低。
[0004]目前市面上的电动冲牙器采取的稳压控制方式，只能控制电机电压恒定，当水路阻力增大时，电机转速下降，无法保持恒定的出水量，也无法保持恒定的水压。
[0005]目前市面的电动冲牙器采取的恒定转速控制方式，大多采用的是光栅传感器测量电机转速，此种测速方式对于机械结构要求有码盘和槽型光电检测开关，结构较为复杂且不能做到防水性的要求，正常工作时的电机转速恒定不变，如果发生管路堵死的情况，为了维持恒定不变的转速，电压会一直升高达到最大，此时电机会超负载工作，一般会在产品中加入泄压阀门，保护电机不被烧毁，但此时仍然会以较大的压力工作，十分耗电，对于产品结构的使用寿命如齿轮和电池续航时间都有不利影响。

技术实现思路

[0006]针对上述
技术介绍
所提出的问题，本专利技术的目的是：旨在提供一种电流测速控制电机的方法。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种电流测速控制电机的方法，该方法为闭环控制的同时，通过采集电机的电流数据换算出电机的实际转速，以该实际转速与设定转速的差值为参数依据，实时更新脉冲宽度调制信号的占空比，更新后的脉冲宽度调制信号输入电机控制模块，由电机控制模块调节施加在电机两端的电压，电机的实际转速跟随两端电压的变化而发生变化并最终趋于设定转速。
[0009]进一步限定，所述设定转速为范围值。
[0010]进一步限定，该方法具体包括下述步骤，
[0011]S1.电机的实时电流通过检流电阻，在检流电阻上形成差压信号；
[0012]S2.差压信号通过信号放大电路进行放大，获得放大信号；
[0013]S3.放大信号经过高通滤波，消除其中的低频信号，仅保留高频波动分量，形成高频放大信号；
[0014]S4.根据高频放大信号的波动范围，计算出每个波动的时间点；
[0015]S5.依据时间点之间的差值，可以得出电机的电流波动频率；
[0016]S6.多个电流波动频率做平均处理后，获得均值频率，该均值频率表征了电机的实际转速；
[0017]S7.以该实际转速与设定转速的差值为参数依据，通过PID调节器计算出脉冲宽度调制信号的占空比；
[0018]S8.更新后的脉冲宽度调制信号输入电机控制模块，形成闭环，由电机控制模块调节施加在电机两端的电压，电机的实际转速跟随两端电压的变化而发生变化并最终趋于设定转速；
[0019]进一步限定，所述S3中，被消除的低频信号包括因电机负载变化而导致的电流波动信号。
[0020]进一步限定，所述S2中，放大信号还会并行S3，单独进行低通滤波，消除其中的高频信号，仅保留低频波动分量，形成低频放大信号，以该低频放大信号为基础，进行过流检测以及超功率检测。
[0021]进一步限定，在所述S6和S7之间，具有限速保护判断，避免高速异常的情况发生。
[0022]本专利技术的有益效果：无论负载如何变化，仍能使电机转速保持在额定的区间，具备稳定的功率输出，从而使水压保持稳定，无需光电码盘结构，减少了结构复杂度，同时通过过流以及超功率检测避免了水路堵转时引起的电池电量浪费，包括但不限于水路堵塞，手柄关闭，水箱无水空转等情况，同时有效保护了齿轮结构，避免磨损延长寿命。
具体实施方式
[0023]为了使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术技术方案进一步说明。
[0024]本实施例中，电动冲牙器采用闭环控制的同时，通过采集电机的电流数据换算出电机的实际转速，以该实际转速与设定转速(范围值)的差值为参数依据，实时更新脉冲宽度调制信号的占空比，更新后的脉冲宽度调制信号输入电机控制模块，由电机控制模块调节施加在电机两端的电压，电机的实际转速跟随两端电压的变化而发生变化并最终趋于设定转速。
[0025]具体的，
[0026]电机的实时电流通过检流电阻，在检流电阻上形成差压信号；
[0027]差压信号通过信号放大电路进行放大，获得放大信号；
[0028]放大信号经过高通滤波，消除其中的低频信号，仅保留高频波动分量，形成高频放大信号，被消除的低频信号包括因电机负载变化而导致的电流波动信号；
[0029]此外，放大信号单独进行低通滤波，消除其中的高频信号，仅保留低频波动分量，形成低频放大信号，以该低频放大信号为基础，进行过流检测以及超功率检测；
[0030]根据高频放大信号的波动范围，计算出每个波动的时间点；
[0031]依据时间点之间的差值，可以得出电机的电流波动频率；
[0032]多个电流波动频率做平均处理后，获得均值频率，该均值频率表征了电机的实际转速，该均值频率与高速异常下的危险频率比较，避免高速异常的情况发生；
[0033]以该实际转速与设定转速的差值为参数依据，通过PID调节器计算出脉冲宽度调制信号的占空比；
[0034]更新后的脉冲宽度调制信号输入电机控制模块，形成闭环，由电机控制模块调节施加在电机两端的电压，电机的实际转速跟随两端电压的变化而发生变化并最终趋于设定转速；
[0035]在上述调节过程中，当检测到电机转速小于设定转速时，说明电机电压不足或负载过大，升高电机两端电压，当检测到电机转速大于设定转速时，此时降低给电机两端的电压，当检测到电机转速恢复到正常使用设定转速时，输出稳定的电压，此过程自动动态调节完成，实现恒定转速的状态。
[0036]上述实施例仅示例性说明本专利技术的原理及其功效，而非用于限制本专利技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本专利技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属
中具有通常知识者在未脱离本专利技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本专利技术的权利要求所涵盖。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流测速控制电机的方法，其特征在于：该方法为闭环控制的同时，通过采集电机的电流数据换算出电机的实际转速，以该实际转速与设定转速的差值为参数依据，实时更新脉冲宽度调制信号的占空比，更新后的脉冲宽度调制信号输入电机控制模块，由电机控制模块调节施加在电机两端的电压，电机的实际转速跟随两端电压的变化而发生变化并最终趋于设定转速。2.根据权利要求1所述的一种电流测速控制电机的方法，其特征在于：所述设定转速为范围值。3.根据权利要求2所述的一种电流测速控制电机的方法，其特征在于：该方法具体包括下述步骤，S1.电机的实时电流通过检流电阻，在检流电阻上形成差压信号；S2.差压信号通过信号放大电路进行放大，获得放大信号；S3.放大信号经过高通滤波，消除其中的低频信号，仅保留高频波动分量，形成高频放大信号；S4.根据高频放大信号的波动范围，计算出每个波动的时间点；S5.依据时间点之间的差值，可以得出电机的电流波动频率；S6.多...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢洁宇，刘丽梅，叶文翰，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：