1.本发明属于电机测速技术领域，尤其涉及一种有刷电机测速方法。
背景技术：2.电机有无刷和有刷之分，有刷电机以其结构简单，启动快，扭矩大，控制简单等优点广泛应用于小家电、汽车、工业控制等领域。现有的有刷电机测速基本上都是在电机的其中一端轴上外接光栅码盘或霍尔码盘实现，电机加工时需要两端出轴，工艺较烦琐，不利于产线自动化生产。中国实用新型专利cn109387660a公开了一种精准的电机测速方法，其包括电机、电流采集与处理模块和数据运算模块，所述电流采集与处理模块的采集端与电机的转子绕组外部端子连接，所述电流采集与处理模块的输出端与数据运算模块连接。该专利结构复杂且成本高，并且需要与电机绕组连接。
3.为此，提供一种有刷电机测速方法，解决现有电机测速不稳定、测速装置安装烦琐以及价格昂贵等问题，实现电机的低成本测速。
技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种有刷电机测速方法，解决现有电机测速不稳定、测速装置安装烦琐以及价格昂贵等问题，实现电机的低成本测速。为实现所述目的，本发明采用的技术方案是：一种有刷电机测速方法，包括电机、发射器、接收器、处理模块和数据运算模块，发射器与接收器安装在定子间隙的外壳上，发射器、接收器与处理模块、数据运算模块电性连接；其测速方法如下：
5.步骤一：处理模块控制发射器发射光线，接收器接收发射器发射的光信号；
6.步骤二：处理模块将接收器收到的光信号转换为电信号；
7.步骤三：处理模块将电信号通过整形滤波后形成准确的脉冲信号p，脉冲信号p输入到数据运算模块中；
8.步骤四：在数据模块中预先存放绕组数量n，则单位时间t的转速f＝p/n/t，周期时间tn内的平均转速fn＝p/n(t1-t2)。
9.对上述步骤的解释，发射器收到发射指令时，将光源不断照射到转子上，若转子停止不动，则接收器接收的光信号一直为稳态无波值，脉冲信号p即为0，单位时间t的转速f＝0/n/t＝0，即转速f＝0。
10.若转子转动，由于转子上缠绕多个绕组，绕组与绕组之间有间隙隔开，当发射器发射光线时，光线会进入绕组之间的间隙或直接照到绕组上，此时接收器接收到的光线强弱分明的波浪形，将虚拟的光信号通过整形滤波后形成准确的脉冲信号p，若转子上的绕组有3个，则转速f＝p/3/t；当一分钟内接收到600个脉冲信号，则p＝600，时间t＝1min,f＝p/3/t＝600/3/1r/min＝200r/min。也可将时间换算成秒，即f＝p/3/t＝600/3/60r/s＝3.333r/s。
11.对上述方案的进一步描述，电机上至少安装有一组发射器和接收器，为提高测量
精度或设计冗余，可在同一个电机安装多组发射器和接收器，则数据运算模块采用接收器接收的光信号平均值。
12.对上述方案的进一步描述，发射器为红外线发射器，红外线发射器小型化设计且内置专用ic，抗干扰能力强且低电压工作，配合微处理器fpga芯片或stm32系列的单片机芯片安全可靠价格低廉。
13.与现有技术相比，本发明通过将红外线发射器和接收器安装在电机的定子间隙的外壳上，比传统的光栅码盘或霍尔码盘安装方便且价格更低；采用红外线作为测速手段，无电流电压波动，噪音小，无需过多的信号处理装置，精度更高反应更加快速。
附图说明
14.图1为本发明实施例1提供的示意图；
15.图2为本发明实施例2提供的示意图；
16.图3为本发明实施例提供的脉冲示意图。
17.其中，图中各附图标记：
18.101、发射器；102、接收器；103、外壳；104、定子；105、换向器；106、转子；107、绕组；108、绕组间隙。
具体实施方式
19.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。
20.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案做进一步详细的说明。如图1～3所示，本发明实施例提供了一种有刷电机测速方法，包括电机、发射器101、接收器102、处理模块和数据运算模块，发射器101与接收器102安装在定子104间隙的外壳103上，发射器101、接收器102与处理模块、数据运算模块电性连接；其测速方法如下：
21.步骤一：处理模块控制发射器101发射光线，接收器102接收发射器101发射的光信号；
22.步骤二：处理模块将接收器102收到的光信号转换为电信号；
23.步骤三：处理模块将电信号通过整形滤波后形成准确的脉冲信号p，脉冲信号p输入到数据运算模块中；
24.步骤四：在数据模块中预先存放绕组107数量n，则单位时间t的转速f＝p/n/t，周期时间tn内的平均转速fn＝p/n(t1-t2)。
25.实施例1
26.如图1所示，图中的绕组107为4个，发射器101和接收器102安装在定子104间隙的外壳103上并与微处理器fpga电性连接，微处理器fpga内集成处理模块和数据运算模块。发射器101收到微处理器fpga发射指令时，将光源不断照射到转子106上，若转子106停止不动，则接收器102接收的光信号一直为稳态无波值，脉冲信号p即为0，单位时间t的转速f＝0/n/t＝0，即转速f＝0。若转子106转动，由于转子106上缠绕4个绕组107，绕组107与绕组
107之间有绕组间隙108隔开，当发射器101发射光线时，光线会进入绕组107之间的间隙或直接照到绕组107上，此时接收器102接收到的光线强弱分明的波浪形，如图3中上半部分所示，将虚拟的光信号通过整形滤波后形成准确的脉冲信号p，如图3的下半部分所示；图1中转子106上的绕组107有4个，则转速f＝p/4/t；当一分钟内接收到600个脉冲信号，则p＝600，时间t＝1min,f＝p/4/t＝600/4/1r/min＝150r/min。
27.实施例2
28.如图2所示，图中的绕组107为3个，发射器101和接收器102为两组，均安装在定子104间隙的外壳103上并与stm32单片机电性连接，stm32单片机内集成处理模块和数据运算模块。发射器101收到stm32单片机发射指令时，将光源不断照射到转子106上，若转子106停止不动，则接收器102接收的光信号一直为稳态无波值，脉冲信号p即为0，单位时间t的转速f＝0/n/t＝0，即转速f＝0。若转子106转动，由于转子106上缠绕3个绕组107，绕组107与绕组107之间有绕组间隙108隔开，当发射器101发射光线时，光线会进入绕组107之间的间隙或直接照到绕组107上，此时接收器102接收到的光线强弱分明的波浪形，如图3中上半部分所示。将两个接收器102收到的虚拟光信号通过整形滤波后形成准确的脉冲信号p，如图3的下半部分所示，数据运算模块会采用两个接收器102接收脉冲的平均值，若接收器1021一分钟接收601个，接收器1022同一时间段接收599个，则脉冲信号p＝(601+599)/2＝600；图2中转子106上的绕组107有3个，则p＝600，时间t＝1min,f＝p/3/t＝600/3/1r/min＝200r/min。
29.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式，本文所使用的术语“上端”、“下端”、“左侧”、“右侧”、“前端”、“后端”以及类似的表达是参考附图的位置关系。
30.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
31.以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
技术特征：1.一种有刷电机测速方法，其特征在于：包括电机、发射器、接收器、处理模块和数据运算模块，所述发射器与接收器安装在定子间隙的外壳上，所述发射器、接收器与处理模块、数据运算模块电性连接；其测速方法如下：步骤一：处理模块控制发射器发射光线，接收器接收所述发射器发射的光信号；步骤二：处理模块将接收器收到的光信号转换为电信号；步骤三：处理模块将电信号通过整形滤波后形成脉冲信号p，脉冲信号p输入到数据运算模块中；步骤四：在数据模块中预先存放绕组数量n，则单位时间t的转速f＝p/n/t，周期时间tn内的平均转速fn＝p/n(t1-t2)。2.根据权利要求1所述的一种有刷电机测速方法，其特征在于：电机上至少安装有一组发射器和接收器，数据运算模块采用接收器接收的光信号平均值。3.根据权利要求1或2所述的一种有刷电机测速方法，其特征在于：所述发射器为红外线发射器。
技术总结本发明公开了一种有刷电机测速方法，属于电机测速技术领域。本发明包括电机、发射器、接收器、处理模块和数据运算模块，发射器与接收器安装在定子间隙的外壳上，发射器、接收器与处理模块、数据运算模块电性连接。本发明通过将红外线发射器和接收器安装在电机的定子间隙的外壳上，比传统的光栅码盘或霍尔码盘安装方便且价格更低；采用红外线作为测速手段，无电流电压波动，噪音小，无需过多的信号处理装置，测量精度更高反应更加快速。测量精度更高反应更加快速。
技术研发人员：黄建青
受保护的技术使用者：深圳市垚海智能有限公司
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
