[發(fā)明專利]基于模擬量獲取電機轉速和溫度的裝置和方法

在審

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• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113567701A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 王清華;李廣磊;周帥;王英喆;羅林健
• 申請（專利權）人: 八方電氣（蘇州）股份有限公司
• 主分類號: G01P3/487
• 分類號: G01P3/487;G01K7/22
• 代理公司: 蘇州新知行知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32414
• 代理人: 陳勐哲

本發(fā)明提供一種基于模擬量獲取電機轉速和溫度的裝置和方法，當電機的測速磁鋼經過測速霍爾傳感器時，產生霍爾信號。當有測速霍爾信號時，三極管導通，此時輸出信號端口S的電壓為低電平0V；若無測速霍爾信號時，三極管不導通，此時輸出信號端口S的電壓為熱敏電阻RT和上拉電阻R1的分壓，即電機溫度。通過低電平和非低電平的持續(xù)時間來計算電機轉速，根據非低電平時刻的電壓輸出電機溫度。通過上述方法可見，單個輸出端口可以同時獲得電機轉速和電機溫度兩個電機參數，通過模擬量進行兼容設計，是一種節(jié)省單片機端口，適配不同場景需求，可靠并且低成本的電機轉速和電機溫度獲取方法。

技術領域

本發(fā)明涉及電機控制技術領域，特別是涉及一種基于模擬量獲取電機轉速和溫度的裝置和方法。

背景技術

隨著時代和技術的發(fā)展，無刷電機信號線越來越標準化，最常見的電機出線方式為9芯線，分別是電源正極和負極，三根電機相線和三根位置霍爾信號線。還有一根線可以作為測速霍爾信號線或者電機溫度信號線。但是現有技術若想同時獲取電機速度和電機溫度兩個參數，則需要另外增加信號線，這樣會導致出線方式的改變，增加標準化工作的難度，并且匹配不上現有電機產品系統(tǒng)，增加產品成本。因此，需要找到一種匹配標準化并且低成本同時獲取電機速度和電機溫度兩個參數的方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：為了克服現有技術中的不足，本發(fā)明提供一種基于模擬量獲取電機轉速和溫度的裝置和方法，基于模擬量的方式并且通過單個端口同時獲取電機轉速和電機溫度，能夠匹配標準化的同時，降低成本。

本發(fā)明解決其技術問題所要采用的技術方案是：一種基于模擬量獲取電機轉速和電機溫度的裝置和方法，所述電機包括定子和轉子，所述轉子和定子同軸設置，且轉子能夠相對定子轉動，所述獲取電機轉速和溫度的裝置包括測速磁鋼和測量電路，所述測速磁鋼為n個，其中，n為自然數，且n≥1，n個測速磁鋼沿周向固定在電機內部的轉子上，當測速磁鋼為2個及以上時，沿周均勻向固定在電機內部的轉子上；所述測量電路包括霍爾傳感器Hall、測溫電路和輸出信號端口S，所述霍爾傳感器Hall的內部集成三極管Q1，且霍爾傳感器Hall的內部霍爾連接三極管Q1的基極，所述三極管Q1的發(fā)射極接地GND，所述三極管的集電極連接至輸出信號端口S，所述測溫電路的輸出端連接至輸出信號端口S；作為優(yōu)選，三極管Q1為NPN三極管；

當測速磁鋼經過霍爾傳感器Hall時，霍爾傳感器Hall內部三極管Q1基極為高電平，三極管Q1導通，輸出信號端口S接地GND，輸出（0V）低電平，當測速磁鋼經過霍爾傳感器Hall后，即未經過霍爾傳感器Hall時，霍爾傳感器Hall內部三極管Q1基極為低電平，三極管Q1未導通，此時，輸出信號端口S輸出測溫電路輸出端的電平。即輸出信號端口S的電壓為熱敏電阻RT和上拉電阻R1的分壓，即可反映電機溫度。

具體的，常用的測溫方式就是采用熱敏電阻，因此，所述測溫電路包括上拉電阻R1以及熱敏電阻RT，所述上拉電阻R1和熱敏電阻RT串聯后并聯在電源B+和地GND之間，且上拉電阻R1和熱敏電阻RT的公共端作為測溫電路的輸出端連接至輸出信號端口S。輸出信號端口S的電壓為熱敏電阻RT和上拉電阻R1的分壓，即電機溫度。

進一步，所述測量電路還包括電容C1和C2，所述電容C1并聯在電源B+和地GND之間；所述電容C2一端連接輸出信號端口S，另一端接地GND。其中，電容C1平緩電源電壓突變，平滑直流電壓輸出，濾除高頻噪聲（電流），并且在電源斷電后能夠維持一段反應時間；電容C2用于濾除輸出信號端口S中干擾信號。

進一步，所述測量電路集成在電路板上，所述電路板固定在電機內部的定子上。固定在定子上的好處為，定子不需要旋轉，電路板不會因離心力脫落或松動，安裝可靠性，檢測信號可靠性都比安裝在轉子上更高。除此之外，該電路板上還可以集成其他與電機控制有關的器件，如電機的位置霍爾傳感器等，提高集成度，減小占用的電機空間。

作為優(yōu)選，所述測速磁鋼的個數n取值為：1≤n≤10。進一步優(yōu)選，測速磁鋼為1個或6個。