一種無刷電機(jī)缺相檢測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無刷電機(jī)缺相檢測裝置及方法，屬于電機(jī)控制的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無刷電機(jī)通過電子換相裝置在電機(jī)各相線圈中交替施加驅(qū)動(dòng)電壓，從而實(shí)現(xiàn)在電機(jī)內(nèi)部形成旋轉(zhuǎn)磁場，進(jìn)而推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來。無刷電機(jī)可以是單相，兩相，三相或多相的，但不論其數(shù)目如何，一旦出現(xiàn)缺相時(shí)，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)都將受到極大的影響。這種影響可以是無法啟動(dòng)，或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)轉(zhuǎn)速大幅波動(dòng)或激烈振動(dòng)。無論如何，缺相都會(huì)危及終端設(shè)備甚至是人體生命安全。及早及時(shí)地判定電機(jī)缺相情況，可以避免電機(jī)生產(chǎn)過程中的損失，以及電機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種危險(xiǎn)情況。
[0003]目前，對電機(jī)缺相檢測有電流檢測方式，通過檢測電流波形及大小、多相電流之間的平衡度或轉(zhuǎn)速波動(dòng)等，能夠在一定條件下獲得電機(jī)缺相信息。但這些方式對檢測電路和計(jì)算單元都有較多的要求，過程繁瑣、不方便實(shí)際使用，尤其是生產(chǎn)檢查時(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無刷電機(jī)缺相檢測裝置及方法，解決現(xiàn)有的電機(jī)缺相檢測過程對檢測電路和計(jì)算單元要求高，過程繁瑣、不方便實(shí)際使用的問題。
[0005]本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:
一種無刷電機(jī)缺相檢測裝置，所述裝置包括:
位置檢測單元，用于檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子位置；
控制與驅(qū)動(dòng)單元，用于根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，向電機(jī)一相或多相線圈施加驅(qū)動(dòng)電壓；
判定單元，用于根據(jù)施加驅(qū)動(dòng)電壓前后電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，判定電機(jī)該一相或多相線圈是否存在缺相。
[0006]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述裝置還包括用于檢測電機(jī)是否過流的過流檢測單元。
[0007]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述過流檢測單元通過電阻采樣母線電流，并與基準(zhǔn)電壓通過比較器進(jìn)行比較完成檢測。
[0008]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述位置檢測單元通過位置傳感器獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置。
[0009]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述控制與驅(qū)動(dòng)單元逐漸增加所施加的驅(qū)動(dòng)電壓，直至達(dá)到驅(qū)動(dòng)電壓的上限或成功判定電機(jī)是否缺相。
[0010]本發(fā)明還提供一種基上述無刷電機(jī)缺相檢測裝置的檢測方法，所述方法包括: 第一次獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置；
根據(jù)第一次獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，向電機(jī)某一相或多相線圈施加驅(qū)動(dòng)電壓，該驅(qū)動(dòng)電壓由電機(jī)轉(zhuǎn)子預(yù)期位置決定； 第二次獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置；
根據(jù)第二次獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置和電機(jī)轉(zhuǎn)子預(yù)期位置，判定電機(jī)該相或多相線圈是否存在缺相。
[0011]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法還包括:在電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓達(dá)到設(shè)定的上限前，提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓，直至成功判定電機(jī)線圈是否缺相。
[0012]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法還包括:檢測電機(jī)過流信號，根據(jù)第二次獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置及過流信號對電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行判定。
[0013]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述檢測電機(jī)過流信號對電機(jī)狀態(tài)進(jìn)行判定具體為:
當(dāng)?shù)诙潍@取的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置處于預(yù)期位置時(shí)，判定被施加驅(qū)動(dòng)電壓的電機(jī)線圈不存在缺相；
當(dāng)二次獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置不處于預(yù)期位置時(shí)，若出現(xiàn)過過流，判定電機(jī)線圈處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)；
當(dāng)二次獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)子位置不處于預(yù)期位置時(shí)，且未出現(xiàn)過過流，判定被施加驅(qū)動(dòng)電壓的電機(jī)某一相或多相線圈存在缺相。
[0014]進(jìn)一步地，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法還包括:判定電機(jī)一相或多相線圈存在缺相后，確定缺失電機(jī)相。
[0015]本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，能產(chǎn)生如下技術(shù)效果:
本發(fā)明所提供的無刷電機(jī)缺相檢測裝置及方法，通過向電機(jī)某一相或多相線圈施加驅(qū)動(dòng)電壓，根據(jù)施加驅(qū)動(dòng)電壓前后電機(jī)轉(zhuǎn)子位置判定電機(jī)在該相或多相線圈上是否存在缺相。通過缺相檢查，可以在早期降低電機(jī)，尤其是全塑封電機(jī)的生產(chǎn)損失，也可以提高電機(jī)使用過程中的可靠性和安全性，避免因電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)問題而引發(fā)的設(shè)備或人體生命安全。
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無刷電機(jī)缺相檢測裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2本發(fā)明實(shí)施例提供的一種三相無刷電機(jī)轉(zhuǎn)子區(qū)間及驅(qū)動(dòng)表。
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的三相無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率管的電路圖。
[0020]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種無刷電機(jī)缺相檢測方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)明確，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022]本發(fā)明實(shí)施例一提供了一種無刷電機(jī)缺相檢測裝置的框圖，如圖1所示，所述裝置包括:判定單元110，過流檢測單元120，位置檢測單元130，控制與驅(qū)動(dòng)單元140和無刷電機(jī)150。其中，控制與驅(qū)動(dòng)單元140與位置檢測單元130相連，位置檢測單元130、控制與驅(qū)動(dòng)單元140、過流檢測單元120分別與判定單元110相連。
[0023]控制與驅(qū)動(dòng)單元140向無刷電機(jī)150的某一相或多相線圈施加驅(qū)動(dòng)電壓，使電機(jī)轉(zhuǎn)子由當(dāng)前位置轉(zhuǎn)動(dòng)向預(yù)期位置轉(zhuǎn)動(dòng)；位置檢測單元130在向電機(jī)某一相或多相線圈施加驅(qū)動(dòng)電壓的前后兩次檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子位置；判定單元110則根據(jù)施加驅(qū)動(dòng)電壓前后電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，判定電機(jī)是否缺相。需要指出的是，向無刷電機(jī)150的哪一相或多相線圈施加驅(qū)動(dòng)電壓是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)子當(dāng)前位置及預(yù)期位置決定的。所述位置檢測單元130優(yōu)選通過位置傳感器獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位置。
[0024]以三相無刷直流電機(jī)為例，圖2給出了電機(jī)轉(zhuǎn)子區(qū)間及驅(qū)動(dòng)表，圖3給出了驅(qū)動(dòng)功率管的電路圖。如圖2所示，根據(jù)三路霍爾信號HU、HV和HW，電機(jī)轉(zhuǎn)子區(qū)間劃分為101、100、110、010、011和001等6個(gè)區(qū)間，當(dāng)功率管的導(dǎo)通與當(dāng)前區(qū)間的對應(yīng)關(guān)系按照表中所示執(zhí)行時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子將按照圖2中三路霍爾信號所示的轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0025]缺相檢測過程中，驅(qū)動(dòng)電壓的施加及缺相判定可根據(jù)圖2中的驅(qū)動(dòng)表。例如，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子當(dāng)前區(qū)間為101時(shí)，導(dǎo)通T2和T4功率管，將使得電機(jī)獲得將其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)向100區(qū)間的扭矩；在導(dǎo)通T2和T4功率管后，檢測電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，如果其所處區(qū)間為100，則電機(jī)U和V相線圈不存在缺相；否則，電機(jī)U和V相線圈至少有一相線圈存在缺相。
[0026]更進(jìn)一步地，應(yīng)使得所施加的驅(qū)動(dòng)電壓足夠大，以使電機(jī)對應(yīng)線圈不存在缺相問題時(shí)所獲得的扭矩