。
[0027]采取上述方案，具有以下优点： 本发明的直流有刷电机调速装置包括可调电源，该可调电源的正极端和负极端间通过 导线依次串联有直流有刷电机和电流传感器。所述电流传感器通过导线连接有测速电路， 测速电路通过导线连接有控制器，控制器通过导线与所述可调电源相连。所述测速电路包 括滤波放大电路和信号比较电路，滤波放大电路和信号比较电路通过导线相连接，滤波放 大电路通过导线与电流传感器相连，信号比较电路通过导线与控制器相连。所述控制器内 置逻辑运算单元。在直流有刷电机中，换向片之间间隔着起绝缘作用的云母片，所以电机电 枢电流的波形中，除了与负载大小有关的直流成分外，还存在微小的周期性的脉动成分。这 个脉动成分的周期与电机的旋转速度有关，而云母片的数量又与电枢电流的脉动数相对 应。利用该装置对直流有刷电机进行调速的方法是:首先，利用电流传感器感应直流有刷电 机的电流信号；然后，利用滤波放大电路滤去电流信号中的高频噪声、直流分量，并对电流 信号进行放大处理，得到前述直流有刷电机电枢电流的脉动分量;接着，将该脉动分量输入 到信号比较电路中，生成一个高低交变的形状为方波的速度信号，速度信号的方波频率或 周期与电机转速成比例关系；之后，控制器内置的逻辑运算单元可以方便地检测方波的频 率或周期，结合电机换向器中云母片的数量，通过简单的计算得到对应的电机转速;最后， 控制器根据测得的直流有刷电机旋转速度，向可调电源发送指令信号，控制输出电压，调节 直流有刷电机的转速。由此可知，本发明通过简单的电路配合就可以对直流有刷电机的进 行测速，进而实现调速功能，且其测速结果非常精确，能够更好的对电机转速进行调节控 制。同时，该装置结构简单，无需在电机上增加额外的大型器件，成本较低，而且对使用环境 和电机机械结构也没有限制。
【附图说明】
[0028]图1是本发明的直流有刷电机调速装置实施例一的原理图； 图2是本发明的直流有刷电机调速装置实施例二的原理图； 图3是图1、图2中测速电路的原理图； 图4是对图3细化后的电路结构I不意图； 图5是对图3细化后的电路结构11不意图； 图6是电流传感器采集到的直流有刷电机的电枢电流信号的波形图； 图7是电流信号经低通滤波电路过滤后的波形图； 图8是电流信号经信号放大电路放大后的波形图； 图9是电流信号经含有双电源运算放大器的高通滤波电路过滤后的波形图； 图10是电流信号经含有单电源运算放大器的高通滤波电路过滤后的波形图； 图11是电流信号经信号比较电路处理后的速度信号波形图。
【具体实施方式】
[0029]以下结合附图对本发明做进一步详细描述。
[0030] 实施例一 如图1和图3所示，本发明的直流有刷电机调速装置包括可调电源，该可调电源的正极 端和负极端间通过导线依次串联有直流有刷电机和电流传感器。所述电流传感器通过导线 连接有测速电路，测速电路通过导线连接有控制器，控制器通过导线与所述可调电源相连。 所述测速电路包括滤波放大电路和信号比较电路，滤波放大电路和信号比较电路通过导线 相连接，滤波放大电路通过导线与电流传感器相连，信号比较电路通过导线与控制器相连。 所述控制器内置逻辑运算单元。
[0031 ] 其中，所述可调电源是调压直流电源。
[0032]该装置中，调压直流电源用于向直流有刷电机供电，使其转动。当直流有刷电机转 动时，电流传感器能够采集电机的电枢电流信号，并将该电流信号传送给测速电路。测速电 路中的滤波放大电路先对电流信号进行过滤、放大处理，滤除信号中的高频噪声和直流分 量;信号比较电路再将过滤放大后的电流信号的脉动分量转变成高低交变的、具有固定周 期且形状为方波的速度信号，并将该速度信号传送给控制器。控制器内置的逻辑运算单元 对该速度信号的周期或频率进行测量，该方波速度信号的周期、频率即为电枢电流的波动 周期、频率。由于每一个直流有刷电机的换向器中换向片和云母片的数量都是特定的，因此 逻辑运算单元根据电枢电流的波动周期或频率，结合换向器中换向片和云母片的数量，即 可换算出直流有刷电机的旋转速度。控制器通过测得的电机转速与需要控制的电机转速进 行比较，并向调压直流电源传送电压指令信号，调压直流电源根据该电压指令信号调整输 出相应大小的直流电压以驱动电机。这样通过控制印加在电机上的直流电压幅度来达到调 节直流有刷电机转速的目的。
[0033] 实施例二 如图2和图3所示，本发明的直流有刷电机调速装置包括可调电源，该可调电源的正极 端和负极端间通过导线依次串联有直流有刷电机和电流传感器。所述电流传感器通过导线 连接有测速电路，测速电路通过导线连接有控制器，控制器通过导线与所述可调电源相连。 所述测速电路包括滤波放大电路和信号比较电路，滤波放大电路和信号比较电路通过导线 相连接，滤波放大电路通过导线与电流传感器相连，信号比较电路通过导线与控制器相连。 所述控制器内置逻辑运算单元。
[0034] 其中，所述可调电源包括直流电源和开关电路，直流电源的一端通过导线与开关 电路相连，开关电路通过导线与直流有刷电机相连，直流电源的另一端通过导线与所述电 流传感器相连。所述控制器通过导线与开关电路相连。所述直流有刷电机和电流传感器的 串联电路两端并联有续流电路。
[0035] 该装置中，直流电源用于向直流有刷电机供电，使其转动。当直流有刷电机转动 时，电流传感器能够采集电机的电枢电流信号，并将该电流信号传送给测速电路。测速电路 中的滤波放大电路先对电流信号进行过滤、放大处理，滤除信号中的高频噪声和直流分量； 信号比较电路再将过滤放大后的电流信号的脉动分量转变成高低交变的、具有固定周期且 形状为方波的速度信号，并将该速度信号传送给控制器。控制器内置的逻辑运算单元对该 速度信号的周期或频率进行测量，该方波速度信号的周期、频率即为电枢电流的波动周期、 频率。由于每一个直流有刷电机的换向器中换向片和云母片的数量都是特定的，因此逻辑 运算单元根据电枢电流的波动周期或频率，结合换向器中换向片和云母片的数量，即可换 算出直流有刷电机的旋转速度。控制器通过测得的电机转速与需要控制的电机转速进行比 较，并向开关电路发送P丽(脉宽调制)开关信号，以控制开关电路导通和关断的时间，使得 印加在电机上的电压可变，从而达到控制电机转速的目的。其中的续流电路可以为电机在 关断期间提供电流的流通路径，达到续流的目的。
[0036] 如图3、图4和图5所示，上述两个实施例中的滤波放大电路包括低通滤波电路、信 号放大电路和高通滤波电路。
[0037]所述低通滤波电路包括第一电阻I，该第一电阻1的输入端即为所述低通滤波电路 的输入端，第一电阻1的输出端即为所述低通滤波电路的输出端，且第一电阻1的输出端通 过一第一电容2接地。
[0038]所述信号放大电路包括第一运算放大器4,该第一运算放大器4的正极输入端即为 所述信号放大电路的输入端，第一运算放大器4的输出端即为所述信号放大电路的输出端， 第一运算放大器4的负极输入端与输出端间并联有第二电阻3,且第一运算放大器4的负极 输入端通过一第三电阻5接地。
[0039] 所述高通滤波电路包括第二电容6、第三电容7和第二运算放大器9,第二电容6的 输入端即为所述高通滤波电路的输入端，第二电容6的输出端与第三电容7的输入端通过导 线相连，第三电容7的输出端与第二运算放大器9的正极输入端通过导线相连，第二运算放 大器9的输出端即为所述高通滤波电路的输出端。所述第二电容6的输出端与第二运算放大 器9的输出端间通过导线相连，且该段导线上有第四电阻8。所述第二运算放大器9的负极输 入端与输出端间通过导线相连，第二运算放大器9的正极输入端通过导线连接有第五电阻 10。所述第二运算放大器9可以是双电源运算放大器或单电源运算放大器。如图4所示，当第 二运算放大器9是双电源运算放大器时，所述第五电阻10通过导线接地。如图5所示，当第二 运算放大器9是单电源运算放大器时，所述第五电阻10通过导线连接有基准电平电路。
[0040] 低通滤波电路能够滤去电流信号中的高频噪声;信号放大电路能够将电流信号放 大至适当的数值以供后级电路使用；高通滤波电路能够滤去电流信号中的直流成分，得到 直流有刷电机电枢电流的脉动分量。这三组电路对电流信号的处理作用是各自独立的，它 们之间不存在相互的协同作用。因此，低通滤波电路、信号放大电路、高通滤波电路三者可 以呈任意先后顺序依次串联连接。即三者的串联顺序可以是:低通滤波电路4信号放大电 路4高通滤波电路，或低通滤波电路4高通滤波电路4信号放大电路，或信号放大电路4 低通滤波电路4高通滤波电路，或信号放大电路4高通滤波电路4低通滤波电路，或高通 滤波电路4低通滤波电路4信号放大电路，或高通滤波电路4信号放大电路4低通滤波电 路。图4和图5中均是采用低通滤波电路、信号放大电路、高通滤波电路依次串联的顺序来构 成所述滤波放大电路的。同时，为了提高滤波放大电路对电流信号的过滤作用，可以根据不 同场合的具体情况和要求，对三种电路进行重复设置。如当电流信号中的高频噪声干扰较 多时，可在串联电路中增加设置一组以上的低通滤波电路；当电流信号中脉动分量的波动 幅度较小时，可在串联电路中增加设置一组以上的信号放大电路；当电流信号中的直流成 分数值较高时，可在串联电路中增加设置一组以上的高通滤波电路。图4、图5的滤波放大电 路在高通