CN102545748A - 一种减速直流电机的同步控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种减速直流电机的同步控制装置，包括减速直流电机和控制器，所述减速直流电机包括电机主体和减速箱，所述减速直流电机上设置有用于监控电机转轴当前转速的测速模块，所述控制器内设置有用于存储电机转轴参考转速的存储单元，所述测速模块与控制器相连，当减速直流电机的当前转速与参考转速不同时，所述控制器改变减速直流电机输入电压的大小。本发明在减速直流电机上设置与控制器形成闭环回路的测速模块，使控制器可以对电机转轴的当前速度进行监控并对减速直流电机的输入电压进行及时调整，大大提高了减速直流电机的速度控制性能；使用该同步控制装置的多个电动窗帘其可实现同步动作。

Description

一种减速直流电机的同步控制装置
技术领域
本发明涉及一种直流电机的控制装置，更具体地，涉及一种减速直流电机的同步控制装置。
背景技术
直流电机因其结构简单，成本低廉，制造和控制较为容易，在精度要求不高的日常生活中应用非常广泛，如打印机，扫描仪、电动窗帘等产品上大都采用该类型电机，其工作时通过输入电压的大小控制电机转轴的运行速度，如果输入电压保持不变，不同直流电机转速最大有约20％的不同，同一电机的转速会随着负载的变化而变化。不过由于直流电机采用的是开环控制系统，所以直流电机的控制器并不能监控电机转轴的实际转速，加上以上产品中，部分产品为了降低最终输出转速而在直流电机转轴方向加装减速箱，由于传动引入的误差也往往让电机的实际输出转速和期望转速有一定距离，以12伏直流电机为例，当其供12伏电压动作时，不同直流电机个体的转速差别最大约有20％之多，这导致基于同一型号的不同终端产品其性能可能差距很大，影响产品的使用效果。在实际中用户碰到的一个问题是，若干个相同高度的电动中空百叶玻璃产品，在同时上下运行时下梁水平相对位置会错开，且错开距离随运行时间越长变得越大，严重影响观感。
发明内容
本发明的目的，就是提供一种减速直流电机的同步控制装置，采用该装置可以提高减速直流电机的速度控制性能，使其当前转速尽量接近设定速度。
为了达到上述目的，采用如下技术方案：
一种减速直流电机的同步控制装置，包括减速直流电机和控制器，所述减速直流电机包括电机主体和减速箱，所述减速直流电机上设置有用于监控电机转轴当前转速的测速模块，所述控制器内设置有用于存储电机转轴参考转速的存储单元，所述测速模块与控制器相连，当减速直流电机的当前转速与参考转速不同时，所述控制器改变减速直流电机输入电压的大小。
进一步地，所述测速模块包括设置于电机转轴上的不透明扇叶和用于检测扇叶位置的检测单元，所述检测单元与控制器相连。
更进一步地，所述检测单元为红外线传感器。
再进一步地，所述电机转轴包括位于电机主体一侧的后端转轴和位于减速箱一侧的前端转轴，所述扇叶设置于前端转轴或后端转轴上。
还进一步地，所述扇叶的数量为3、4、6、8、12或24，所述扇叶均匀分布于电机转轴的外围。
作为一种具体实施例，所述测速模块为编码器，所述编码器与控制器相连。
进一步地，与前端转轴连接设置有用于带动窗帘开合的传动机构。
更进一步地，所述当前转速小于参考转速时，控制器增大减速直流电机的电压。
再进一步地，所述当前转速大于参考转速时，控制器减小减速直流电机的电压。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
在减速直流电机上设置与控制器形成闭环回路的测速模块，使控制器可以对电机转轴的当前速度进行监控并对减速直流电机的输入电压进行及时调整，大大提高了减速直流电机的速度控制性能；在控制器内设置用于存储参考转速的存储单元，可以对电机转速进行预设，同时为测速模块的反馈结果提供参考值；使用该同步控制装置的多个电动窗帘其可实现同步动作。
附图说明
图1是本发明所述减速直流电机的同步控制装置的结构示意图。
图中：1-测速模块；11-红外线传感器；2-减速直流电机；21-减速箱；22-电机主体；3-后端转轴；4-前端转轴；5-控制器。
具体实施方式
下面参见附图，对本发明做进一步说明：
参见图1，本发明所述的减速直流电机的同步控制装置，包括减速直流电机2和控制器5，所述减速直流电机2包括电机主体22和减速箱21，所述减速直流电机2上设置有用于监控电机转轴当前转速的测速模块1，所述控制器5内设置有用于存储电机转轴参考转速的存储单元，所述测速模块1与控制器5相连，当减速直流电机2的当前转速与参考转速不同时，所述控制器5改变减速直流电机2输入电压的大小。在本实施例中，所述测速模块1包括设置于电机转轴上的不透明扇叶6和用于检测扇叶6位置的检测单元，所述检测单元与控制器5相连，所述检测单元为对射式红外线传感器11，当扇叶6经过红外线传感器11的感测区域时，红外线传感器11由于红外发射光线被遮挡/不被遮挡而传送脉冲信号至控制器5，所述电机转轴包括位于电机主体22一侧的后端转轴3和位于减速箱21一侧的前端转轴4，所述扇叶6设置于前端转轴4或后端转轴3上，所述扇叶6的数量为3、4、6、8、12或24，当然，根据需要该数量也可以是其他数字，扇叶6均匀分布在电机转轴的外围。本实施例中，扇叶6的数量优选为4，扇叶6宽度和扇叶6间空白部分宽度相等，两者共同将圆周平均分为8等分，所述扇叶6设置于前端转轴4或后端转轴3上，两种设置的不同仅在于前端转轴4的转速是后端转轴3的转速的n倍，其中n为减速箱21的传动比。
基于上述结构和设置，下面以减速直流电机的同步控制装置在控制多个电动窗帘产品的应用为例介绍其工作原理：
电动窗帘产品在出厂之前，工作人员即在控制器的存储单元内设置有参考转速，当减速直流电机的同步控制装置开始工作时，电机主体22的转动经由减速箱21减速后由前端转轴4输出并带动传动机构上的窗帘进行开合动作。在此过程中，测速模块1上的红外传感器11由于扇叶6的遮挡和不遮挡而形成脉冲信号并输入控制器5，控制器5通过对设定时间内接收到脉冲信号的个数统计即可得到电机转轴的当前转速。控制器5将当前转速与预设于存储单元内的参考转速做比较，如当前转速小于参考转速时，控制器5增大减速直流电机2的电压，使电机主体22的输出转速增加；如当前转速大于参考转速时，控制器5减小减速直流电机2的电压，使电机主体22的输出转速减小。通过以上方法，系统在控制器5、电机转轴之间建立了闭环回路，最终使电机转轴的实际转速尽量接近预设的参考转速，减速直流电机2在任意时间停止时，控制器5记忆下减速直流电机2已运行的圈数，对于多个电动窗帘来说，由于每个电动窗帘的控制器5内设置的参考转速相同，所以不同电动窗帘(如电动中空百叶玻璃产品)在接收到信号时其动作可以保持一致，不会出现在上下或左右运动时窗帘的运动边参差不齐的情况，仍然以12V电机为例，采用本减速直流电机的同步控制装置的不同直流电机个体的转速差别可以控制在5％以内，满足不同电机间同步动作的要求，上述电动窗帘可以是电动开合帘、电动升降帘、电动天棚帘(户外电动天蓬和室内电动天棚)、电动遮阳板、电动遮阳蓬等产品系列，具体如百叶帘、卷帘、罗马帘、柔纱帘、风情帘、蜂巢帘等产品。
当然，作为本领域技术人员公知的技术手段，上述测速模块1也可以是编码器或霍尔元件等，所述编码器或霍尔元件内置于电机主体22内或类似于本专利外置安装，其用于对电机转速进行检测并将检测结果反馈至控制器5，作用与扇叶6和红外线传感器11进行测速的效果等同。
应该理解，以上具体实施例所公布的内容仅为本发明的部分优选方案，凡是基于本发明的技术方案、符合本发明的技术精神，属于本领域技术人员无需进行创造性劳动即可得到的实施例都应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种减速直流电机的同步控制装置，包括减速直流电机和控制器，所述减速直流电机包括电机主体和减速箱，其特征在于，所述减速直流电机上设置有用于监控电机转轴当前转速的测速模块，所述控制器内设置有用于存储电机转轴参考转速的存储单元，所述测速模块与控制器相连，当减速直流电机的当前转速与参考转速不同时，所述控制器改变减速直流电机输入电压的大小。
2.如权利要求1所述的减速直流电机的同步控制装置，其特征在于，所述测速模块包括设置于电机转轴上的不透明扇叶和用于检测扇叶位置的检测单元，所述检测单元与控制器相连。
3.如权利要求2所述的减速直流电机的同步控制装置，其特征在于，所述检测单元为红外线传感器。
4.如权利要求3所述的减速直流电机的同步控制装置，其特征在于，所述电机转轴包括位于电机主体一侧的后端转轴和位于减速箱一侧的前端转轴，所述扇叶设置于前端转轴或后端转轴上。
5.如权利要求4所述的减速直流电机的同步控制装置，其特征在于，所述扇叶的数量为3、4、6、8、12或24，所述扇叶均匀分布于电机转轴的外围。
6.如权利要求1所述的减速直流电机的同步控制装置，其特征在于，所述测速模块为编码器，所述编码器与控制器相连。
7.如权利要求1-6任一项所述的减速直流电机的同步控制装置，其特征在于，与前端转轴连接设置有用于带动窗帘开合的传动机构。
8.如权利要求1-6任一项所述的减速直流电机的同步控制装置，其特征在于，所述当前转速小于参考转速时，控制器增大减速直流电机的电压。
9.如权利要求1-6任一项所述的减速直流电机的同步控制装置，其特征在于，所述当前转速大于参考转速时，控制器减小减速直流电机的电压。
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