[发明专利]基于模拟量获取电机转速和温度的装置和方法

说明书

本发明提供一种基于模拟量获取电机转速和温度的装置和方法，当电机的测速磁钢经过测速霍尔传感器时，产生霍尔信号。当有测速霍尔信号时，三极管导通，此时输出信号端口S的电压为低电平0V；若无测速霍尔信号时，三极管不导通，此时输出信号端口S的电压为热敏电阻RT和上拉电阻R1的分压，即电机温度。通过低电平和非低电平的持续时间来计算电机转速，根据非低电平时刻的电压输出电机温度。通过上述方法可见，单个输出端口可以同时获得电机转速和电机温度两个电机参数，通过模拟量进行兼容设计，是一种节省单片机端口，适配不同场景需求，可靠并且低成本的电机转速和电机温度获取方法。

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种基于模拟量获取电机转速和温度的装置和方法。

背景技术

随着时代和技术的发展，无刷电机信号线越来越标准化，最常见的电机出线方式为9芯线，分别是电源正极和负极，三根电机相线和三根位置霍尔信号线。还有一根线可以作为测速霍尔信号线或者电机温度信号线。但是现有技术若想同时获取电机速度和电机温度两个参数，则需要另外增加信号线，这样会导致出线方式的改变，增加标准化工作的难度，并且匹配不上现有电机产品系统，增加产品成本。因此，需要找到一种匹配标准化并且低成本同时获取电机速度和电机温度两个参数的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于模拟量获取电机转速和温度的装置和方法，基于模拟量的方式并且通过单个端口同时获取电机转速和电机温度，能够匹配标准化的同时，降低成本。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种基于模拟量获取电机转速和电机温度的装置和方法，所述电机包括定子和转子，所述转子和定子同轴设置，且转子能够相对定子转动，所述获取电机转速和温度的装置包括测速磁钢和测量电路，所述测速磁钢为n个，其中，n为自然数，且n≥1，n个测速磁钢沿周向固定在电机内部的转子上，当测速磁钢为2个及以上时，沿周均匀向固定在电机内部的转子上；所述测量电路包括霍尔传感器Hall、测温电路和输出信号端口S，所述霍尔传感器Hall的内部集成三极管Q1，且霍尔传感器Hall的内部霍尔连接三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地GND，所述三极管的集电极连接至输出信号端口S，所述测温电路的输出端连接至输出信号端口S；作为优选，三极管Q1为NPN三极管；

当测速磁钢经过霍尔传感器Hall时，霍尔传感器Hall内部三极管Q1基极为高电平，三极管Q1导通，输出信号端口S接地GND，输出（0V）低电平，当测速磁钢经过霍尔传感器Hall后，即未经过霍尔传感器Hall时，霍尔传感器Hall内部三极管Q1基极为低电平，三极管Q1未导通，此时，输出信号端口S输出测温电路输出端的电平。即输出信号端口S的电压为热敏电阻RT和上拉电阻R1的分压，即可反映电机温度。

具体的，常用的测温方式就是采用热敏电阻，因此，所述测温电路包括上拉电阻R1以及热敏电阻RT，所述上拉电阻R1和热敏电阻RT串联后并联在电源B+和地GND之间，且上拉电阻R1和热敏电阻RT的公共端作为测温电路的输出端连接至输出信号端口S。输出信号端口S的电压为热敏电阻RT和上拉电阻R1的分压，即电机温度。

进一步，所述测量电路还包括电容C1和C2，所述电容C1并联在电源B+和地GND之间；所述电容C2一端连接输出信号端口S，另一端接地GND。其中，电容C1平缓电源电压突变，平滑直流电压输出，滤除高频噪声（电流），并且在电源断电后能够维持一段反应时间；电容C2用于滤除输出信号端口S中干扰信号。

进一步，所述测量电路集成在电路板上，所述电路板固定在电机内部的定子上。固定在定子上的好处为，定子不需要旋转，电路板不会因离心力脱落或松动，安装可靠性，检测信号可靠性都比安装在转子上更高。除此之外，该电路板上还可以集成其他与电机控制有关的器件，如电机的位置霍尔传感器等，提高集成度，减小占用的电机空间。

作为优选，所述测速磁钢的个数n取值为：1≤n≤10。进一步优选，测速磁钢为1个或6个。