[发明专利]一种基于电流跟踪的直流有刷电机堵转保护装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于电流跟踪的直流有刷电机堵转保护装置，包括电机本体，所述电机本体上连接有控制模块，所述控制模块上连接有信号和电源，所述电源与所述控制模块之间设置有示波器，所述控制模块包括相互连接的电流采集电路和主控芯片。本发明还公开了一种基于电流跟踪的直流有刷电机堵转保护方法。实现了不依靠传感器等堵转保护外设，不牺牲电压利用率，直接根据采集到的母线电流值动态分析母线电流值的变化趋势，结合电流跟踪算法实现对堵转和非堵转两种情况的判定，算法的判断精度高，可移植性强。

主权项

一种基于电流跟踪的直流有刷电机堵转保护装置的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤 1：根据系统要求确定最小占空比 D1 和最小工作电压 V1、最大占空比 D2 和最大工作电压 V2；步骤 2：根据步骤 1 中获取的 D1 和 V1、D2 和 V2，分别通过一种基于电流跟踪的直流有刷电机堵转保护装置中的外部信号（21）和电源（24）对电机进行作用，依靠示波器（25）分别对上述两种情况下不堵转和堵转发生时的电流波形进行抓取，保存两种情况下的电流变化四种趋势图；所述基于电流跟踪的直流有刷电机堵转保护装置，包括电机本体（23），所述电机本体（23）上连接有控制模块（22），所述控制模块（22）上连接有外部信号（21）和电源（24），所述电源（24）与所述控制模块（22）之间设置有示波器（25），所述控制模块（22）包括相互连接的电流采集电路和主控芯片；所述电机本体（23）上还设置有扇叶（26）；步骤3：设定定时器T1和T2，其中T1和T2的中断周期关系为T2 = 2*T1；步骤 4：根据步骤 3 中设定的 T1 和 T2，设定占空比 DC 自加一次的周期为 N 个 T1 中断，同时确定 M 个 T2 中断后主控芯片对电源（24）的电流进行采集一次，其中 M、N 均为大于等于 1 的整数；步骤 5：根据步骤 4 中设定的参数，确定在 DC 达到目标值时的电流采集值个数为 X，同时需满足条件 DC*N*T1/M*T2=X，其中 DC 为主控芯片捕捉到的外部信号（21）对应的占空比值；步骤 6：根据步骤 5 得知，主控芯片经过 X 次电流采集后占空比 DC 达到外部信号（21）当前给定的目标值，同时根据步骤 1 得到的四种电流变化趋势图，设定当占空比达到目标值后继续采集 Y个电流值与前 X个值进行比较，此时所述Y等于所述X；步骤 7：在步骤 6 的基础上，结合步骤 2 中得出的四种电流变化趋势图，确定两种判定情况，一是电机由当前停止到第一次通电后是否发生堵转，二是电机运行过程中占空比没有变化的情况下判断是否发生堵转；步骤 8：根据步骤 7 得知，给出电机由当前停止到第一次通电后是否发生堵转的条件，此时有两种情况，一是电机上电后电流瞬间突变情况，一是电流缓慢变化情况，根据这两种情况给出判定条件；根据惯性负载的特性，当第 Y 个电流值比第 X 个电流值大时，此时发生堵转；当第 Y 个电流值和第 X 个电流值相等时，此时发生堵转；其他情况电机未发生堵转；堵转发生后电机停止工作；步骤 9：根据步骤 7 得知，给出电机工作过程中占空比没有变化的情况下判断是否发生堵转的条件，此时有一种情况，利用 T1 中断对电机上电后进行定时，当占空比增加完成后经过数秒的稳定，对第 Y 个值和第 X 个值进行比较，若第 Y 个值比第 X 个值大，则认为发生堵转；其他情况没有发生堵转；堵转发生后电机停止工作。