一種電機驅動裝置中pwm模塊的檢測方法和系統的製作方法
2023-04-25 21:55:16
一種電機驅動裝置中pwm模塊的檢測方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明屬於電機控制領域，尤其涉及一種電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法和系統。根據本發明提供的檢測方法和系統，首先根據電機參數計算出正常狀態下PWM模塊的數字輸出信號，進而控制驅動電路中開關管的導通和關閉時間，達到獲取電機輸入電流的目的，並將該輸入電流進行存儲。當PWM模塊損壞時，驅動單元的輸出也異常，導致電機的實際輸入電流出現異常。而電機採用電流閉環的控制方案，電流檢測單元將檢測的實時電流反饋給對比單元，將實時電流與預設的輸入電流進行比較，若比較結果為異常，則判定PWM模塊出現損壞，停止PWM的輸出，實現電機停機保護。
【專利說明】—種電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於電機控制領域，尤其涉及一種電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法和系統。
【背景技術】
[0002]目前，直流無刷電機的驅動裝置多採用脈寬調製方式(PWM)進行控制，一般是利用微處理器發送數字輸出信號控制模擬驅動電路進而控制電機。因此，PWM模塊自身的正確性和穩定性對電機的驅動控制有著決定性的影響。當PWM模塊出現微電子故障,例如定時器故障，導致佔空比的調節出現異常變化時，PWM的輸出必然出現異常，造成開關管非正常導通或者關斷，電機就不能正常運行，甚至造成電機短路，因電流過大、電機發熱量過大而燒毀電機。但是，當前還沒有一種簡單高效的系統或者方法來檢測電機驅動裝置中PWM模塊的工作狀態。
【發明內容】
[0003]有鑑於此，本發明的目的首先即在於提供一種電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法，以簡單的結構、有效的方法對PWM模塊的工作狀態進行實時檢測。
[0004]本發明提供的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法，包括以下步驟:
[0005]計算電機正常狀態下的輸入電流，並擬定一輸入電流區間進行存儲；
[0006]獲取電機的實時電流；
[0007]判斷所述實時電流是否在預設的輸入電流區間內；
[0008]當所述實時電流不在預設的輸入電流區間內時，判定PWM模塊損壞。
[0009]相應地，本發明還提供一種電機驅動裝置中PWM模塊的檢測系統，所述檢測系統包括:
[0010]計算存儲單元，用於計算電機正常狀態下的輸入電流，並擬定一輸入電流區間進行存儲；
[0011]電流檢測單元，用於獲取電機的實時電流；
[0012]對比單元，用於判斷所述實時電流是否在預設的輸入電流區間內；
[0013]判定單元，用於當所述實時電流不在預設的輸入電流區間內時，判定PWM模塊損壞。
[0014]根據本發明提供的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法和系統，PWM模塊一般集成於微處理器上，微處理器根據電機參數、通過各種控制算法計算出正常狀態下PWM模塊的數字輸出信號佔空比的大小，進而控制驅動單元電路中開關管的導通和關閉時間，達到控制電機輸入電流的目的，並根據該輸入電流擬定一區間進行存儲。當PWM模塊損壞時，則PWM模塊的數字輸出信號出現錯誤，驅動單元的輸出也異常，導致電機的實際輸入電流出現異常。而電機採用電流閉環的控制方案，通過電流檢測單元將檢測到的實時電流與預設的輸入電流區間進行比較，若比較結果為異常，即實時電流不在預設的輸入電流區間內，則判定PWM模塊出現損壞，停止PWM的輸出，實現電機停機保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明實施例提供的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法的實現流程圖；
[0016]圖2是圖1中步驟SlO的示例實現流程圖；
[0017]圖3是本發明實施例提供的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法的另一實現流程圖。
[0018]圖4是本發明實施例提供的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測系統的結構框圖；
[0019]圖5是圖4中計算存儲單元的示例結構框圖；
[0020]圖6是本發明實施例提供的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測系統的另一結構框圖。
【具體實施方式】
[0021]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0022]圖1是本發明實施例提供的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法的實現流程圖；為了便於說明，僅示出了與本實施例相關的部分，如圖所示:
[0023]步驟SlO:計算電機正常狀態下的輸入電流，並擬定一輸入電流區間進行存儲。
[0024]在本檢測方法的步驟SlO中，需要預先計算、獲取電機正常狀態下的輸入電流，並根據該輸入電流擬定一合理的輸入電流區間進行存儲。一般而言，根據不同的電機及其使用環境，電機驅動電路都會提供一個合理的輸入電流給PWM模塊。考慮到電源電路供電過程中存在的不穩定性，不能將輸入電流限定為固定值，而擬定一合理區間進行存儲。例如，可以將輸入電流的波動區間設定在正負百分之五以內。
[0025]步驟S20:獲取電機的實時電流。
[0026]所述步驟S20需要獲取電機的實時電流。在具體實施過程中，獲取電機的實時電流一般為獲取電機的實時相電流。
[0027]步驟S30:判斷所述實時電流是否在預設的輸入電流區間內。
[0028]在本步驟中，要將獲取的實時電流與預設的輸入電流區間進行比較，判斷所述實時電流是否在預設的輸入電流區間內。
[0029]步驟S40:當所述實時電流不在預設的輸入電流區間內時，判定PWM模塊損壞。
[0030]在本步驟中，當所述實時電流不在預設的輸入電流區間內時，則判定PWM模塊損壞。可以理解的是，當PWM模塊損壞時，則PWM模塊的數字輸出信號出現錯誤，導致電機的實際輸入電流出現異常。而由於電機採用電流閉環的控制方案，若獲取的實時電流大於預設的輸入電流最大值，或者小於預設的輸入電流最小值，或者跳動很大、表現極不穩定，都可判定PWM模塊損壞、出現故障了。
[0031]當獲取的實時電流是實時相電流時，無論是三相電流中的U相、V相還是W相電流出現異常，即任一相電流不在預設的輸入電流區間內，都可以直接判定PWM模塊損壞、出現故障。[0032]在本發明的具體實施過程中，步驟SlO的實現可以如圖2所示:
[0033]在步驟Sll中:根據電機參數計算出PWM模塊數字輸出信號的佔空比。
[0034]在步驟S12中:根據所述佔空比控制驅動電路中開關管的通斷時間，由此計算出電機正常狀態下的輸入電流。
[0035]在步驟S13中:根據預設條件擬定一輸入電流區間進行存儲。
[0036]由上述可知，首先根據電機參數、使用環境等計算出PWM模塊數字輸出信號的佔空比大小，進而根據佔空比的大小對驅動電路中開關管的通斷時間進行調控，獲取電機正常狀態下的輸入電流值；之後，再根據預設條件擬定一輸入電流區間，例如是允許波動範圍在正負百分之五之內等等，最後將該輸入電流區間值進行存儲。
[0037]實際上，作為一優選實施例，本發明提供的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法的另一實現流程圖如圖3所示:
[0038]步驟SlO:計算電機正常狀態下的輸入電流，並擬定一輸入電流區間進行存儲。
[0039]步驟S20:獲取電機的實時電流。
[0040]步驟S30:判斷所述實時電流是否在預設的輸入電流區間內。
[0041]步驟S40:當所述實時電流不在預設的輸入電流區間內時，判定PWM模塊損壞。
[0042]步驟S50:控制PWM模塊停止輸出PWM信號。
[0043]簡單來說，作為改進，圖3所示優選實施例與圖1所示實施例不同之處就在於，在判定PWM模塊損壞之後，還要進入步驟S50:控制PWM模塊停止輸出PWM信號，以實現電機的停機保護。
[0044]本發明實施例還提供一種電機驅動裝置中PWM模塊的檢測系統，其結構框圖如圖4所示,包括計算存儲單元41、電流檢測單元42、對比單元43和判定單元44。
[0045]其中，計算存儲單元41用於計算電機正常狀態下的輸入電流，並擬定一輸入電流區間進行存儲；
[0046]電流檢測單元42，用於獲取電機的實時電流；
[0047]對比單元43，用於判斷所述實時電流是否在預設的輸入電流區間內；以及
[0048]判定單元44，用於當所述實時電流不在預設的輸入電流區間內時，判定PWM模塊損壞。
[0049]同樣的，在具體實現過程中，計算存儲單元41的具體結構可以如圖5所示。具體而言，計算存儲單元41包括:
[0050]佔空比獲取模塊411，用於根據電機參數計算出PWM模塊數字輸出信號的佔空比；
[0051]輸入電流獲取模塊412，用於根據所述佔空比控制驅動電路中開關管的通斷時間，由此計算出電機正常狀態下的輸入電流；
[0052]預設區間存儲模塊413，用於根據預設條件擬定一輸入電流區間進行存儲。
[0053]在實際工作過程中，佔空比獲取模塊411首先根據電機參數、使用環境等計算出PWM模塊數字輸出信號的佔空比大小，輸入電流獲取模塊412根據佔空比的大小對驅動電路中開關管的通斷時間進行調控，獲取電機正常狀態下的輸入電流值；之後，預設區間存儲模塊413再根據預設條件擬定一輸入電流區間，例如是允許波動範圍在正負百分之五之內等等，最後將該輸入電流區間值進行存儲。
[0054]進一步地，電流檢測單元42 —般是獲取電機的實時相電流，對比單元43則判斷所述實時相電流是否在預設的輸入電流區間內；判定單元44，用於當所述實時相電流不在預設的輸入電流區間內時，判定PWM模塊損壞。具體地，只要任何一相實時相電流不在預設的輸入電流區間內時，就可以判定PWM模塊損壞。
[0055]更進一步地，作為對圖4所示實施例的改進，本發明實施例提供的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測系統的另一結構框圖如圖6所示。
[0056]參見圖6，檢測系統還包括PWM模塊控制單元45，用於在判定單元44判定PWM模塊損壞後、控制PWM模塊停止輸出PWM信號。即經比較，當實時電流不在預設的輸入電流區間內、判定PWM模塊損壞時，PWM模塊控制單元45要控制PWM模塊停止輸出PWM信號，實現電機的停機保護。
[0057]綜上所述，根據本發明提供的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測系統和方法，PWM模塊一般集成於微處理器上，微處理器根據電機參數、通過各種控制算法計算出正常狀態下PWM模塊的數字輸出信號佔空比的大小，進而控制驅動單元電路中開關管的導通和關閉時間，達到控制電機輸入電流的目的，並根據該輸入電流擬定一區間進行存儲。當PWM模塊損壞時，則PWM模塊的數字輸出信號出現錯誤，驅動單元的輸出也異常，導致電機的實際輸入電流出現異常。而電機採用電流閉環的控制方案，通過電流檢測單元將檢測到的實時電流與預設的輸入電流區間進行比較，若比較結果為異常，即實時電流不在預設的輸入電流區間內，則判定PWM模塊出現損壞，停止PWM的輸出，實現電機停機保護。
[0058]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了較詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改、或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法，其特徵在於，所述檢測方法包括以下步驟: 計算電機正常狀態下的輸入電流，並擬定一輸入電流區間進行存儲； 獲取電機的實時電流； 判斷所述實時電流是否在預設的輸入電流區間內； 當所述實時電流不在預設的輸入電流區間內時，判定PWM模塊損壞。
2.如權利要求1所述的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法，其特徵在於，所述計算電機正常狀態下的輸入電流、並擬定一輸入電流區間進行存儲的步驟具體為: 根據電機參數計算出PWM模塊數字輸出信號的佔空比； 根據所述佔空比控制驅動電路中開關管的通斷時間，由此計算出電機正常狀態下的輸入電流； 根據預設條件擬定一輸入電流區間進行存儲。
3.如權利要求1所述的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法，其特徵在於，在所述判定PWM模塊損壞的步驟之後還包括: 控制PWM模塊停止輸出PWM信號。
4.如權利要求1所述的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法，其特徵在於，所述獲取電機的實時電流具體為獲取電機的實時相電流。
5.如權利要求4所述的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測方法，其特徵在於，當至少一相實時相電流不在預設的輸入電流區間內時，判定PWM模塊損壞。
6.一種電機驅動裝置中PWM模塊的檢測系統，其特徵在於，所述檢測系統包括: 計算存儲單元，用於計算電機正常狀態下的輸入電流，並擬定一輸入電流區間進行存儲； 電流檢測單元，用於獲取電機的實時電流； 對比單元，用於判斷所述實時電流是否在預設的輸入電流區間內； 判定單元，用於當所述實時電流不在預設的輸入電流區間內時，判定PWM模塊損壞。
7.如權利要求6所述的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測系統，其特徵在於，所述計算存儲單元包括: 佔空比獲取模塊，用於根據電機參數計算出PWM模塊數字輸出信號的佔空比； 輸入電流獲取模塊，用於根據所述佔空比控制驅動電路中開關管的通斷時間，由此計算出電機正常狀態下的輸入電流； 預設區間存儲模塊，用於根據預設條件擬定一輸入電流區間進行存儲。
8.如權利要求6所述的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測系統，其特徵在於，所述檢測系統還包括: PWM模塊控制單元，用於在判定PWM模塊損壞後、控制PWM模塊停止輸出PWM信號。
9.如權利要求6所述的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測系統，其特徵在於，所述電流獲取單元用於獲取電機的實時相電流。
10.如權利要求9所述的電機驅動裝置中PWM模塊的檢測系統，其特徵在於，所述判定單元用於當至少一相實時相電流不在預設的輸入電流區間內時，判定PWM模塊損壞。
【文檔編號】G01R31/00GK103743966SQ201310610889
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年11月26日 優先權日:2013年11月26日
【發明者】柯文靜, 金萬兵, 張倩 申請人:廣東威靈電機製造有限公司