一种电机位置监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电机位置监测系统，设于直流有刷电机外侧，所述电机位置监测系统包括感应模块、第一放大模块、第二放大模块和主控芯片；所述感应模块用于采集所述直流有刷电机运转时转子的位置信息并调制成相应的余弦信号和正弦信号；所述第一放大模块与所述感应模块的余弦输出端相连；所述第二放大模块与所述感应模块的正弦输出端相连；所述主控芯片用于处理所述第一放大模块和所述第二放大模块传递的放大信号并在直流有刷电机失步时发出预警。本发明专利技术通过直流有刷电机外侧设置的感应模块实时采集并调制放大直流有刷电机内转子的位置信号，主控芯片还原转子的实际位置并判断电机的运行状态，从而实现对直流有刷电机运行状态的监测。状态的监测。状态的监测。

【技术实现步骤摘要】
一种电机位置监测系统


[0001]本专利技术属于电机自动控制
，尤其涉及一种电机位置监测系统。

技术介绍

[0002]在现有的工业生产和产品中往往都有电机的运用，各种各样的电机因为低廉的价格和相对简单的驱动方式在自动化控制领域大放异彩。在一些高精度控制领域，通常需要对使用的电机在运行过程中，电机内部的转子的转速和旋转角度进行监测，进而使得外部系统可以控制电机的运行。由于在自动化控制领域就算极小的位置误差都有可能产生一些严重的故障。因此，目前通常使用步进电机外加驱动器的方式对步进电机内部的转子的转动时的角度和转速进行控制。但是，这种检测方式极大地增加了监测的成本。

技术实现思路

[0003]为了解决
技术介绍
中所述的现有的对电机内转子的转速和旋转角度进行检测的监测方案成本比较高的问题，本专利技术提出了如下技术方案：
[0004]一种电机位置监测系统，设于直流有刷电机外侧，所述电机位置监测系统包括感应模块、第一放大模块、第二放大模块和主控芯片；
[0005]所述感应模块用于采集所述直流有刷电机运转时转子的位置信息并调制成相应的余弦信号和正弦信号；
[0006]所述第一放大模块与所述感应模块的余弦输出端相连；所述第二放大模块与所述感应模块的正弦输出端相连；
[0007]所述主控芯片用于处理所述第一放大模块和所述第二放大模块传递的放大信号并在直流有刷电机失步时发出预警。
[0008]其中，所述第一放大模块包括四个运算放大器；其中，第一运算放大器U1A和第二运算放大器U1B的同相输入端分别与所述感应模块的余弦输出端相连；所述第一运算放大器U1A的输出端和第三运算放大器U1C的同相端相连；所述第二运算放大器U1B的输出端与所述第三运算放大器U1C的异相端相连，所述第三运算放大器的输出端与所述主控芯片相连；第四运算放大器U1D用于偏置电压信号，并输入所述第三运算放大器U1C的同相端。
[0009]进一步地，所述第五放大模块包括四个运算放大器；其中，第五运算放大器U2A和第六运算放大器U2B的同相输入端分别与所述感应模块的余弦输出端相连；所述第五运算放大器U2A的输出端和第七运算放大器U2C的同相端相连；所述第六运算放大器U2B的输出端与所述第七运算放大器U2C的异相端相连，所述第七运算放大器的输出端与所述主控芯片相连；第八运算放大器U2D用于向所述第七运算放大器U2C的同相端输入偏置的电压信号。
[0010]进一步地，所述余弦信号包括频率不同的两组分量。
[0011]进一步地，所述正弦信号包括频率不同的两组分量。
[0012]进一步地，，所述感应模块还包括磁性元件，所述磁性元件用于与所述直流有刷电
机内的转子相耦合。
[0013]进一步地，每个所述的放大器连接后组成差分放大电路。
[0014]进一步地，所述电机位置监测系统还包括稳压模块，所述稳压模块设于电源和所述感应模块之间，以为所述感应模块提供稳定的工作电压。
[0015]有益效果：本专利技术通过直流有刷电机外侧设置的感应模块实时采集并调制放大直流有刷电机内转子的位置信号，主控芯片还原转子的实际位置并判断电机的运行状态，从而实现对直流有刷电机运行状态的监测。
附图说明
[0016]图1为根据本专利技术的实施例提供的电机位置监测系统的框架结构示意图；
[0017]图2为根据本专利技术的实施例提供的电机位置监测系统的原理图。
具体实施方式
[0018]为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步详细地描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0019]需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
[0020]图1是根据本专利技术的实施例提供的电机位置监测系统的框架结构示意图。
[0021]参照图1，根据本专利技术的实施例提供的电机位置监测系统包括感应模块、第一放大模块、第二放大模块和主控芯片。其中，感应模块设于直流有刷电机的外侧，并且感应模块与直流有刷电机相耦合。感应模块包括输出余弦信号的第一输出端和输出正弦信号的第二输出端。其中，第一输出端与第一放大模块相连，第二输出端与第二放大模块相连。第一放大模块和第二放大模块的输出的分别与主控芯片相连。
[0022]当直流有刷电机运转时，感应模块采集直流有刷电机内转子的位置信息并调制成余弦信号和正弦信号。其中，余弦信号输入第一放大模块，正弦信号输入第二放大模块。第一放大模块、第二放大模块分别对余弦信号和正弦信号进行放大处理。主控芯片接收第一放大模块与第二放大模块传递的处理信号并根据处理信号对直流有刷电机内转子的转速和旋转角度进行监控，当直流有刷电机发生失步时，主控芯片发出预警。
[0023]图2为根据本专利技术的实施例提供的电机位置监测系统的原理图。
[0024]参照图2，具体地，第一放大模块包括四个运算放大器，分别为第一运算放大器U1A、第二运算放大器U1B、第三运算放大器U1C和第四运算放大器U1D。其中，第一运算放大器U1A和第二运算放大器U1B的同相端分别与感应模块的余弦输出端相连，第一运算放大器U1A的输出端与第三运算放大器U1C的同相端相连。第二运算放大器U1B的输出端与第三运算放大器U1C的异相端相连。第三运算放大器U1C的输出端与主控芯片相连。第四运算放大器U1D向第三运算放大器U1C的同相端输入偏置电压信号。优选地，感应模块的余弦输出端设有两组，每组分别具有不同的频率。
[0025]具体地，第二放大模块与第一放大模块对称。第二放大模块包括四个运算放大器，分别为第五运算放大器U2A、第六运算放大器U2B、第七运算放大器U2C和第八运算放大器U2D。其中，第五运算放大器U2A和第六运算放大器U2B的同相端分别与感应模块的正弦输出端相连，第五运算放大器U2A的输出端与第七运算放大器U2C的同相端相连。第六运算放大器U2B的输出端与第七运算放大器U2C的异相端相连。第七运算放大器U2C的输出端与主控芯片相连。第八运算放大器U2D向第七运算放大器U2C的同相端输入偏置电压信号优选地，感应模块的正弦输出端设有两组，每组分别具有不同的频率。
[0026]在本实施例中，感应模块还包括CT310传感器和磁性元件，感应模块与外部电源之间和设有稳压模块。具体地，感应模块、磁性元件与直流有刷电机内的转子三者之间通过磁力相耦合。CT310传感器内包括八个引脚。其中，引脚2和引脚4分别于稳压模块的输出端相连；引脚4和引脚8为接地端；引脚1和引脚3各向第二放大模块输出一组正弦信号；引脚5和引脚7分别向第一放大模块输出一组余弦信号。每组正弦信号在经过第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机位置监测系统，设于直流有刷电机外侧，其特征在于，所述电机位置监测系统包括感应模块、第一放大模块、第二放大模块和主控芯片；所述感应模块用于采集所述直流有刷电机运转时转子的位置信息并调制成相应的余弦信号和正弦信号；所述第一放大模块与所述感应模块的余弦输出端相连；所述第二放大模块与所述感应模块的正弦输出端相连；所述主控芯片用于处理所述第一放大模块和所述第二放大模块传递的放大信号并在直流有刷电机失步时发出预警。2.根据权利要求1中所述的一种电机位置监测系统，其特征在于，所述第一放大模块包括四个运算放大器；其中，第一运算放大器U1A和第二运算放大器U1B的同相输入端分别与所述感应模块的余弦输出端相连；所述第一运算放大器U1A的输出端和第三运算放大器U1C的同相端相连；所述第二运算放大器U1B的输出端与所述第三运算放大器U1C的异相端相连，所述第三运算放大器的输出端与所述主控芯片相连；第四运算放大器U1D用于偏置电压信号，并输入所述第三运算放大器U1C的同相端。3.根据权利要求2中所述的一种电机位置监测系统，其特征在于，所述第五放大模块包括四个运算放大器；其中，第五运算放大器U2A和第六运算放...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建州，孙思宇，王玥乂，张昊，
申请(专利权)人：上海感算电子商务有限公司，
类型：发明
国别省市：