用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路，包括集成IC電路、電源、電阻、滑動變阻器。本發(fā)明的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路，通過采用比例電流來對電機內(nèi)部電樞電阻壓降進行補償，由此實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。
【專利說明】用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電機控制領域，尤其涉及一種用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路?！颈尘凹夹g】
[0002]隨著電力電子技術、微電子技術、新型電機控制理論的迅速發(fā)展，電機已普遍應用于各種設備(例如音箱、玩具等)之中。由于電機自身的構造和特性，它自身的體積會很大，并且現(xiàn)如今的很多音響設備等小型裝置隨著科技的進步，和人們生活的日常需求還需要加入很多其他的實用功能，這樣就會不可避免給電機增加了負載。當電機加了負載后會造成其轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，這樣就會影響整個電機工作的精確度和產(chǎn)品的穩(wěn)定性。因此，對于電機來說，電機轉(zhuǎn)速的控制是實現(xiàn)電機穩(wěn)定工作的前提。
[0003]現(xiàn)有的電機轉(zhuǎn)速監(jiān)測和控制電路都比較復雜和龐大，運用了很多的積分，放大電路，容易產(chǎn)生很多的熱量，而微型電機運用的地方，沒有散熱裝置，不能排出大量熱量，如果運用現(xiàn)有的復雜電路，勢必產(chǎn)生很多熱量，影響電機和電機周圍的電路(電阻，電容等)。此夕卜，現(xiàn)有技術中，還有運用轉(zhuǎn)速傳感器來檢測電機轉(zhuǎn)速的，但其只能用于大型電機的控制，并不能微型化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是鑒于上述技術問題而產(chǎn)生的。本發(fā)明的目的是提出一種用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路，其能利用電機自身的特性來進行轉(zhuǎn)速的檢測與控制，而不必設置其他轉(zhuǎn)速傳感器來檢測轉(zhuǎn)速。
[0005]本發(fā)明的實施例提供一種用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路，包括電源Eb，三級管Trl>Tr2,電阻Rs、R1、RT，二極管ZD，以及滑動變阻器Rv ;電源Eb的正極分出兩條支路，一條支路連接三極管Trt的發(fā)射極，另一條支路連接電阻Rs —端；電阻Rs的另一端分出三條支路，一條支路連接三極管Tr1的基級，第二條支路連接電阻R1的一端，第三條支路連接三極管Tr2的集電極；電阻R1的另一端分出兩條支路，一條支路連接二極管ZD的陰極，另一條支路連接滑動變阻器Rv的一端；二極管ZD的陽極與三極管Iri的集電極相連，并連接滑動變阻器Rv的另一端和電阻Rt的一端，電阻Rt的另一端與電源Eb的負極相連；滑動變阻器Rv的滑動端與三極管T,2的基級連接，三極管T,2的發(fā)射極與電機M連接，電機M的另一端與電源Eb的負極連接。
[0006]進一步地，電阻Rt上的壓降Ekt與電機M內(nèi)部的電樞電阻壓降相等。
[0007]進一步地，所述電路封裝為集成IC電路。并且，所述集成IC電路具有6個管腳；電源Eb的正極接所述集成IC電路的6號管腳、電阻Rt和電機M ;電源Eb的負極接地；所述集成IC電路的4號和5號管腳接滑動變阻器Rv ;所述集成IC電路的2號管腳接地，3號管腳接RT，I號管腳接電機M ;并且，所述集成IC電路的的6個管腳的作用如下:
[0008]管腳I OUT用于輸出控制電機的電壓
[0009]管腳2 LA接地[0010]管腳3 Vs用于檢測電阻Rt兩端的電壓Ekt
[0011]管腳4 VMf
[0012]管腳5 CONT
[0013]管腳6 Vcx接電源
[0014]其中，管腳4和5用于調(diào)節(jié)管腳I的輸出電壓。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，采用本發(fā)明的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路具有以下有益效果:
[0016]( I)本發(fā)明利用電機自身的特性來進行轉(zhuǎn)速的檢測與控制，而不必設置其他轉(zhuǎn)速傳感器來檢測轉(zhuǎn)速，減小了設備的體積。
[0017](2)本發(fā)明的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路，通過外接電阻壓降來抵消電機內(nèi)部的電樞電阻壓降，由此可以使電機的轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]結合隨后的附圖，從下面的詳細說明中可顯而易見的得出本發(fā)明的上述及其他目的、特征及優(yōu)點。在附圖中:
[0019]圖1示出了本發(fā)明的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路組成框圖；
[0020]圖2示出了將圖1所示電路封裝為IC集成電路后的組成框圖；
[0021]圖3示出了圖2所示電路的等效電路組成框圖。
【具體實施方式】
[0022]為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細地說明。
[0023]電機輸入電流的大小取決于負載轉(zhuǎn)矩的大小，而電機的轉(zhuǎn)速則在很大程度上取決于電樞電阻壓降的變化。在本發(fā)明中，通過采用比例電流來對電機內(nèi)部電樞電阻壓降進行補償，由此實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。
[0024]下面，參考圖1，對本發(fā)明的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路進行詳細介紹。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路包括電源Eb，三級管Trt、Tr2,電阻Rs、R1^ Rt, 二極管ZD，以及滑動變阻器Rv。其中:電源Eb的正極分出兩條支路，一條支路連接三極管Trt的發(fā)射極，另一條支路連接電阻&一端；電阻Rs的另一端分出三條支路，一條支路連接三極管Tr1的基級，第二條支路連接電阻R1的一端，第三條支路連接三極管八2的集電極；電阻R1的另一端分出兩條支路，一條支路連接二極管ZD的陰極，另一條支路連接滑動變阻器Rv的一端；二極管ZD的陽極與三極管Trt的集電極相連，并連接滑動變阻器Rv的另一端和電阻Rt的一端，電阻Rt的另一端與電源Eb的負極相連；滑動變阻器Rv的滑動端與三極管Tr2的基級連接，三極管Tr2的發(fā)射極與電機M連接，電機M的另一端與電源Eb的負極連接。
[0026]在本發(fā)明的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速`的電路中，若忽略三極管1；2的基級-發(fā)射極之間的電壓Vbez，則加到電機兩端的電壓Ea為:Ea=EK+EKT
[0027]電路中的用于檢測電機電流Ia，依靠電流檢測電阻Rs上壓降的變化，就可以通過其集電極電流Ik來實現(xiàn)所謂的比例電流控制。[0028]當增加電機的負載時，電機的電流Ia將隨之增大，而電機的轉(zhuǎn)速也將隨之降低。由于Ia的增大，檢測電阻Rs上的壓降增大，三極管TVi的集電極電流Ik將成比例增大，使得電阻Rt上的壓降Ekt也同時增大。
[0029]因此，電路設計時，如果能令電阻Rt上的壓降Ekt與電機內(nèi)部的電樞電阻壓降IaRa相等，則當電機的負載增大時，雖然電機兩端的電壓Ea提高了，但是，其反電動勢E?？梢员３植蛔?，因此，可以使電機的轉(zhuǎn)速保持穩(wěn)定。
[0030]通過對電路的進一步分析可知，當Em=IaRa時，由于Ek=E。，因此，電機的轉(zhuǎn)速就可以通過Ek來設定了。一般來說，作為額定數(shù)據(jù)之一，電機的反電動勢E。是用每單位轉(zhuǎn)速能產(chǎn)生多少伏電壓(V/ (r/min))來表示的,這就是說，當Ej也就是Ek)設定后，電機的轉(zhuǎn)速也就隨之確定了。
[0031 ] 接下來，參考圖2-3，進一步對實現(xiàn)本發(fā)明的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路進行詳細介紹。
[0032]如圖2所示，其示出了將圖1所示電路封裝為IC集成電路后的組成框圖。其中所述集成IC電路具有6個管腳；電源Eb的正極接所述集成IC電路的6號管腳、電阻Rt和電機M ;電源Eb的負極接地；所述集成IC電路的4號和5號管腳接滑動變阻器Rv ;所述集成IC電路的2號管腳接地，3號管腳接RT，I號管腳接電機M ;并且，所述集成IC電路的的6個管腳的作用如下:
[0033]管腳I OUT用于輸出控制電機的電壓
[0034]管腳2 LA接地
[0035]管腳3 Vs用于檢測電阻Rt兩端的電壓Ekt
[0036]管腳4 Vref
[0037]管腳5 CONT
[0038]管腳6 Vcx接電源
[0039]其中，管腳4和5用于調(diào)節(jié)管腳I的輸出電壓。
[0040]本發(fā)明的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路中，電機兩端的電壓Ea與反電動勢E。和電樞電阻壓降IaRa的關系為:
[0041]Ea = Ec+IaRa (I)
[0042]由上式(I)可知，要想補償電機內(nèi)部的電樞電阻壓降IaRa，而使Ea = E。，只需引進一個負電阻(-Ra)來抵消電樞電阻Ra的影響就可以了。在圖2中，假定Ea = Ec的關系成立，則電機的轉(zhuǎn)速(也就是反電動勢E。)將可以隨Ea的變化而變化。也就是說，抵消了上式中的IaRa，就意味著電機的轉(zhuǎn)速可以完全不受負載(即電樞電阻壓降IaRa)變化的影響，因而使電機等效地變成了一臺電樞電阻為零的電機。
[0043]如圖3所示，該電路的輸出電壓Etj可以用下式(2)給出:
[0044]
【權利要求】
1.一種用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路，包括電源Eb，三極管Trt、I；2，電阻HRt，二極管ZD，以及滑動變阻器Rv，其特征在于: 電源Eb的正極分出兩條支路，一條支路連接三極管Iri的發(fā)射極，另一條支路連接電阻Rs 一端；電阻Rs的另一端分出三條支路，一條支路連接三極管Trt的基級，第二條支路連接電阻R1的一端，第三條支路連接三極管1；2的集電極；電阻R1的另一端分出兩條支路，一條支路連接二極管ZD的陰極，另一條支路連接滑動變阻器Rv的一端；二極管ZD的陽極與三極管Trt的集電極相連，并連接滑動變阻器Rv的另一端和電阻Rt的一端，電阻Rt的另一端與電源Eb的負極相連；滑動變阻器Rv的滑動端與三極管1；2的基級連接，三極管1；2的發(fā)射極與電機M連接，電機M的另一端與電源Eb的負極連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路，其中電阻Rt上的壓降Ekt與電機M內(nèi)部的電樞電阻壓降相等。
3.根據(jù)權利要求1-2任一項所述的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路，其中所述電路封裝為集成IC電路。
4.根據(jù)權利要求3所述的用于檢測和控制電機轉(zhuǎn)速的電路，其中所述集成IC電路具有6個管腳；電源Eb的正極接所述集成IC電路的6號管腳、電阻Rt和電機M ;電源Eb的負極接地；所述集成IC電路的4號和5號管腳接滑動變阻器Rv ;所述集成IC電路的2號管腳接地，3號管腳接RT，I號管腳接電機M ; 并且，所述集成IC電路的的6個管腳的作用如下: 管腳I OUT用于輸出控制電機的電壓 管腳2 LA接地 管腳3 Vs用于檢測電阻Rt兩端的電壓Ekt 管腳4 Vref 管腳5 CONT 管腳6 Vcc接電源 其中，管腳4和5用于調(diào)節(jié)管腳I的輸出電壓。
【文檔編號】H02P7/06GK103560726SQ201310504528
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權日:2013年10月23日
【發(fā)明者】嚴敢, 王啟銀, 趙銳, 姚學武, 胡吉蓮, 李學勤 申請人:國家電網(wǎng)公司, 山西省電力公司大同供電分公司