专利名称：有刷直流电机转数检测电路、电机限位装置及电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种可检测电机转轴转圈数 的有刷直流电机转数检测电路、电机限位装置及有刷直流电机。
背景技术：
现有的直流电机都包括电机主体、减速器和电机控制装置；通常，电 机主体中都设有定子和转子，转子转动输出为电机的转轴。直流电机为了 驱动转子转动，需要根据线圈在恒磁场中的位置变化而不断切换电流的方 向，因此，有刷直流电机内都设有换向器，换向器将外加的直流电源换向， 给线圈供电。而直流电机在使用过程中，通常都会需要对电机的转轴进行转动的圈 数进行计数，以实现诸如对电机的转动极限位置的进行限位设置等操作。 直流电机通常都设有限位控制模块，它可以对电机转动的极限位置进行设 定，并在电机转动到达设定的极限位置时停止转动。限位控制模块通常都 是根据计数电机转动的圈数来确定的，通过比较电机转动的圈数是否到达 预先设定的到达极限位置处时转动圈数来对电机的转动进行控制的。现有的直流电机通常都是通过在电机转轴上加设霍尔元件的方法，来 检测转轴的转圈数，通过霍尔元件之间的相对运动的感应，来实现对电机 转轴转动圈数的计数。而为了使霍尔元件正常运作，得到电机转轴转动圈数，就需要从霍尔 元件引出四根线，分析霍尔元件的感应信号，不仅霍尔元件的设置增加了 电机内部的元件，电机内的布线也更加复杂了。因此，这种在电机转轴上 加设霍尔元件的方法不仅结构复杂，成本高，易老化，而且维修时也是非 常麻烦的 一旦霍尔元件老化或出现故障，就需要对电机主体本身进行拆 卸，电机主体即不可使用，不仅维修麻烦，而且还会干扰电机主体本身的 寿命。本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、使用方便的有 刷直流电机转数检测电路、电机限位装置及有刷直流电机。一种有刷直流电机转数检测电路，其中，所述的有刷直流电机转数检 测电路包括串联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电 流变化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器。所述的电流变化检测装置为串联在有刷直流电机的输入电源线中的 电阻，所述计数器对电阻两端的电压变化周期数进行计数。我们通过在输 入电源线中串一个电阻，计数器检测此电阻两端的电压变化情况来得到输 入电源线中的电流变化情况并计数，结构非常简单。所述的电流变化检测装置还包括并联在电阻两端的放大整形电路，所 述的放大整形电路获得电阻两端的电压信号，并进行放大整形后，将放大 整形后得到的电压变化脉冲信号发送到计数器进行计数。由于电机中的电 流周期变化可能比较微弱，因此将电阻两端的电压值放大后，再加以整形， 可以更精确的对电流变化周期数进行计数。所述的计数器对一分钟或一秒钟电流变化的次数除以电机在转动一 圈时其换向器换向的次数的商进行计算，得到电机的转速。一种有刷直流电机的电机限位装置，包括有刷直流电机转数检测电路 和电机限位控制装置，其中，所述的有刷直流电机转数检测电路包括串 联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电流变化检测装置 信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器；所述的电机限位控 制装置根据计数器的计数对电机进行限位控制。所述的电流变化检测装置为串联在有刷直流电机的输入电源线中的 电阻，所述计数器对电阻两端的电压变化周期数进行计数。我们通过在输 入电源线中串 一个电阻，计数器检测此电阻两端的电压变化情况来得到输 入电源线中的电流变化情况并计数，结构非常简单。所述的电流变化检测装置还包括并联在电阻两端的放大整形电路，所 述的放大整形电路获得电阻两端的电压信号，并进行放大整形后，将放大整形后得到的电压变化脉冲信号发送到计数器进行计数。由于电机中的电 流周期变化可能比较微弱，因此将电阻两端的电压值放大后，再加以整形， 可以更精确的对电流变化周期数进行计数。一种有刷直流电机，包括有刷直流电机转数检测电路，其中，所述的 有刷直流电机转数检测电路包括串联在电机的输入电源线中的电流变化 检测装置，及与此电流变化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进 行计数的计数器。所述的电流变化检测装置为串联在有刷直流电机的输入电源线中的 电阻，所述计数器对电阻两端的电压变化周期数进行计数。我们通过在输 入电源线中串一个电阻，计数器检测此电阻两端的电压变化情况来得到输 入电源线中的电流变化情况并计数，结构非常简单。所述的电流变化检测装置还包括并联在电阻两端的放大整形电路，所 述的放大整形电路获得电阻两端的电压信号，并进行放大整形后，将放大 整形后得到的电压变化脉冲信号发送到计数器进行计数。由于电机中的电 流周期变化可能比较微與，因此将电阻两端的电压值放大后，再加以整形， 可以更精确的对电流变化周期数进行计数。本实用新型所述的有刷直流电机转数检测电路通过在电机的输入电 源线中串联一个电流变化检测装置，检测输入电源线中电流的变化，当满 足一个变化周期时，即说明换向器进行了一次换向。由于电机在转动一圈 时其换向器换向的次数是固定和可知的，因此，根据计数器得到的电流变化的周期数，即可得知电机转动的圈数。这样的设计结构简单，成本低； 加上整个有刷直流电机转数检测电路与电机的输入电源线相连，是独立于 电机存在的，因此有刷直流电机转数检测电路若出现故障时，可以方便的 检修更换，而不会千扰电机的正常使用，非常方便。
图1是本实用新型实施例中带有有刷直流电机转数检测电路的有刷直 流电机的结构示意图；图2是本实用新型实施例中放大整形电路接收到的电压波形图；图3是本实用新型实施例中放大整形电路放大整形后的电压波形图； 图4是本实用新型实施例中进行二次整形后的电压波形图。 其中1、电流变化检测装置；11、放大整形电路；2、计数器。
具体实施方式
以下结合附图更具体的说明本实用新型。本实用新型所述的有刷直流电机转数检测电路如图l所示，所述的直 流电机转速检测电路包括-串联在有刷直流电机的输入电源线中的电阻R，并联在电阻R两端的放大整形电路11和与放大整形电路11信号连接的计数器2;所述的放大整形电路11对获得的电阻R两端的电压信号进行放大整形，并将放大整形 后得到的电压变化脉冲信号发送到计数器2，计数器2对电阻R两端的电 压变化周期数进行计数。电阻R两端的电压变化的波形如图2所示，换向器换向一次电压即变 化一个周期。由于电机中的电流周期变化可能比较微弱(如图2中，电压 的峰值仅为40mv)，因此通过放大整形电路将电阻R两端的电压值放大后， 再加以整形(如图3中即示出了经过放大整形后的电压波形，将电压的峰 值放大到了 4v)，则可以更精确的对电流变化周期数进行计数。如果此时 的波形的变化频率仍然太高，计数器仍不好计数，则可对此电压波形再进 行二次整形，如图4中，将原4个电压周期整形成一个新的电压周期，由 于新的电压周期与原电压周期的个数是呈线性对应的，因此，可以通过计 数器对新生成的电压波形进行新的电压周期数的计数，可以达到和直接对 换向器的换向次数进行计数相同的效果。对于有刷直流电机的电机转轴来说，由于其需要根据线圈在恒磁场中 的位置变化而不断切换电流的方向，所以有刷直流电机的电机转轴内都设 有换向器，换向器将外加的直流电源换向，给线圈供电；换向器每换向一 次，输入电源线中的电流都会变化一次。因此，我们可以通过检测输入电 源线中电流的变化情况来判断换向器的换向次数；而又由于电机在转动一 圈时其换向器换向的次数是固定和可知的，如，有的电机转轴转动一周需要换向三次；有的电机转轴转动一周需要换向四次，电机越大，其所需要 的换向次数就越多，每个电机转轴转动一周所换向的次数可从电机的参数 中得知。因此，电阻R两端的电压变化周期数，也就是输入电源线中的电 流变化周期数，与换向器的换向次数是相同的。若想得知电机转轴的转速，则可以将一分钟或一秒钟电流变化的次数 除以电机在转动一圈时其换向器换向的次数，其商即为电机的转速。电机 可以根据此转速信息进行后续处理，如进行电机的限位的设置和控制等。 由于在得到了电机转轴转速或电机的转轴的转动圈数后，电机的限位设置 和限位操作方面的内容，本领域的技术人员都是公知的，故在此不再赘述。不过，由于换向器的换向次数与电机的转速是呈线性对应的，因此， 当电机需要进行限位设置时，并不一定需要再转换为电机转轴转速，或电 机转轴的转动圈数；可以根据计数器2得到的电压变化周期数来直接进行 限位设置或控制。在进行限位设置的时候，可以将电机到达想要设置成限 位位置处时计数器2中计数的电压变化周期数记录下来，成为到达限位位 置处的标示；在后续的电机运转的过程中，比较计数器2中的数值， 一旦 到达之前记录的数值，即说明电机到达了限位位置。电机限位装置内设置 了此有刷直流电机转数检测电路后，就可以方便的根据获得电机转轴转动 的转数对电机进行限位的设置和控制。这样的设计结构简单，成本低；加上整个有刷直流电机转数检测电路 与电机的输入电源线相连，是独立于电机存在的，因此有刷直流电机转数 检测电路若出现故障时，可以方便的检修更换，而不会干扰电机的正常使 用，非常方便。限位控制模块通常都是集成在用于控制电机运转的电机控制装置中 的，我们可以将电机控制装置设置在电机外部，通过电源线控制电机的运 转-,我们甚至可以将有刷直流电机转数检测电路中的计数器2甚至是放大 整形电路U都集成到电机的控制电路板中去，独立在电机外，这样，即使 它们中的任何一个出了故障需要维修或更换时，都不需要对电机内部进行 操作。由于电机往往都会设置在比较隐蔽的位置，如窗帘中的电机可以设 置在窗帘的巻轴内部；双层玻璃中设置的窗帘的电机更是会设置在两层玻璃中间，拆卸更为麻烦。因此，本实用新型中所述的有刷直流电机转数检 测电路尤其适合用于此类场合的电机。 '本实用新型中，串联在有刷直流电机的输入电源线中的电阻R、和并 联在电阻R两端的放大整形电路11构成了有刷直流电机转数检测电路的电 流变化检测装置1，通过在输入电源线中串一个电阻R，检测此电阻R两端 的电压变化情况的方式，来得到输入电源线中的电流变化情况的，当然， 也可以采用其他的检测输入电源线中的电流变化周期数。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详 细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用 新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提 下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护 范围。
权利要求1、一种有刷直流电机转数检测电路，其特征在于，所述的有刷直流电机转数检测电路包括串联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电流变化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器。
2、 如权利要求1所述的有刷直流电机转数检测电路，其特征在于， 所述的电流变化检测装置为串联在有刷直流电机的输入电源线中的电阻， 所述计数器对电阻两端的电压变化周期数进行计数。
3、 如权利要求2所述的有刷直流电机转数检测电路，其特征在于， 所述的电流变化检测装置还包括并联在电阻两端的放大整形电路，所述的 放大整形电路获得电阻两端的电压信号，并进行放大整形后，将放大整形 后得到的电压变化脉冲信号发送到计数器进行计数。
4、 一种有刷直流电机的电机限位装置，包括有刷直流电机转数检测 电路和电机限位控制装置，其特征在于，所述的有刷直流电机转数检测电 路包括串联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电流变 化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器；所述的 电机限位控制装置根据计数器的计数对电机进行限位控制。
5、 如权利要求4所述的有刷直流电机的电机限位装置，其特征在于， 所述的电流变化检测装置为串联在有刷直流电机的输入电源线中的电阻， 所述计数器对电阻两端的电压变化周期数进行计数。
6、 如权利要求5所述的有刷直流电机的电机限位装置，其特征在于，所述的电流变化检测装置还包括并联在电阻两端的放大整形电路，所述的 放大整形电路获得电阻两端的电压信号，并迸行放大整形后，将放大整形 后得到的电压变化脉冲信号发送到计数器进行计数。
7、 一种有刷直流电机，包括有刷直流电机转数检测电路，其特征在 于，所述的有刷直流电机转数检测电路包括串联在电机的输入电源线中 的电流变化检测装置，及与此电流变化检测装置信号连接、并对其电流变 化周期数进行计数的计数器。
8、 如权利要求7所述的有刷直流电机，其特征在于，所述的电流变化检测装置为串联在有刷直流电机的输入电源线中的电阻，所述计数器对 电阻两端的电压变化周期数进行计数。
9、如权利要求8所述的有刷直流电机，其特征在于，所述的电流变 化检测装置还包括并联在电阻两端的放大整形电路，所述的放大整形电路 获得电阻两端的电压信号，并进行放大整形后，将放大整形后得到的电压 变化脉冲信号发送到计数器进行计数。
专利摘要本实用新型公开了一种有刷直流电机转数检测电路、电机限位装置及电机；所述的有刷直流电机转数检测电路包括串联在电机的输入电源线中的电流变化检测装置，及与此电流变化检测装置信号连接、并对其电流变化周期数进行计数的计数器。这样的设计结构简单，成本低；加上整个有刷直流电机转数检测电路与电机的输入电源线相连，是独立于电机存在的，因此有刷直流电机转数检测电路若出现故障时，可以方便的检修更换，而不会干扰电机的正常使用，非常方便。
文档编号G05D3/00GK201368723SQ200820212458
公开日2009年12月23日 申请日期2008年10月15日 优先权日2008年10月15日
发明者王金友 申请人:王金友