一种高压大功率电机驱动保护系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高压大功率电机驱动保护系统及方法。其中，该系统包括高压大功率电源、高压电机驱动模块、驱动软硬件保护电路、三相电流检测电路、电源硬件保护电路；其中，电机瞬时堵转和电机瞬时大负载扰动时，驱动软硬件保护电路根据三相电流检测电路的电流信号、电机转速和高压母线电流采样电路采集的电流信号产生不同的保护信号送到高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出以保护自身和高压电机。本发明专利技术对不同的故障状态采用不同的保护策略，既能判断高压大功率电机驱动器和高压大功率电机故障状态，同时保证其安全性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种高压大功率电机驱动保护系统及方法
本专利技术属于航天总体
，尤其涉及一种高压大功率电机驱动保护系统及方法。
技术介绍
随着航天技术的发展，星载机构类产品的不断增多，为其提供传动类设备需求不断增多，承担电气传动的电机的功率不断提升，导致电机的体积不断增加，为了减小电机体积重量要适当减小电机的绕组电流，为了保持功率不变必然要提高电机绕组相电压，其绕组电压提高到80～100V之间，对于电机驱动器而言，高压电机驱动需要可靠的保护策略来提高其可靠性和安全性，这种保护策略可适应不同高压大功率电机驱动器。既保证高压大功率电机可靠性和安全性，又可以提高高压大功率电机的可靠性和安全性。高压大功率电机驱动器保护策略需要根据高压电机驱动器在驱动电机工作模式来判断，进而采用相应的保护模式。高压电机驱动器在驱动电机工作时，可能出现高压电机温度过高、高压电机绕组电流过大、高压大功率电机驱动器高压母线电流过高、高压大功率电机驱动器高压母线电压过高、高压大功率电机驱动器输入母线功率过高等现象，均能对高压大功率电机驱动器和高压电机造成损害，从而导致高压大功率电机驱动器和高压电机不能正常工作。当上述现象消失后，仍需要保证高压大功率电机驱动器和高压电机恢复正常工作，因此需要采取相应的保护策略保护高压大功率电机驱动器和高压电机。现有技术中没有有关高压大功率电机驱动保护策略。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高压大功率电机驱动保护系统及方法，对不同的故障状态采用不同的保护策略，既能判断高压大功率电机驱动器和高压大功率电机故障状态，同时保证其安全性与可靠性。本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：根据本专利技术的一个方面，提供了一种高压大功率电机驱动保护系统，包括：高压电机驱动模块、驱动硬件保护电路和三相电流检测电路；其中，高压电机在高压大功率电机瞬时堵转、高压大功率电机瞬时大负载扰动时，三相电流检测电路采集到三相电流信号送到驱动硬件保护电路，驱动硬件保护电路根据三相电流信号值与设定瞬时电流值进行比较产生保护信号送到高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出，使得高压电机停止工作；高压电机在高压大功率电机瞬时堵转、高压大功率电机瞬时大负载扰动消失后，驱动硬件保护电路根据三相电流信号值与设定瞬时电流值进行比较产生解除保护信号送到高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将恢复功率输出，高压电机恢复工作。上述高压大功率电机驱动保护系统中，还包括：软件保护电路；其中，三相电流检测电路采集到三相电流信号送到软件保护电路，软件保护电路判断三相电流信号超过设定瞬时电流值的时间超过设定时间值，软件保护电路产生的保护信号送给高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出，使得高压电机停止工作；软件保护电路根据高压电机的转速与第一设定转速值比较，若电机转速值低于第一设定转速值且持续超过设定时间值，软件保护电路产生的保护信号送给高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出，使得高压电机停止工作；若电机转速值高于第一设定转速值低于第二设定转速值且三相电流信号超过设定平均电流值，软件保护电路产生的保护信号送给高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出，使得高压电机停止工作。上述高压大功率电机驱动保护系统中，还包括：高压母线和高压母线电流采样电路；其中，高压母线电流采样电路采集到高压母线的峰值电流信号送到软件保护电路，软件保护电路将其与第二设定平均电流值比较产生保护信号送到高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出，使得高压电机停止工作。上述高压大功率电机驱动保护系统中，高压电机的温度信号送到软件保护电路，软件保护电路将其与设定温度值比较产生保护信号送到高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出，使得高压电机停止工作。软件保护电路根据高压电机的转速与第一设定转速值比较，若电机转速值低于第一设定转速值且持续超过设定时间值，软件保护电路产生的保护信号送给高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出，使得高压电机停止工作；若电机转速值高于第一设定转速值低于第二设定转速值且三相电流信号超过设定平均电流值，软件保护电路产生的保护信号送给高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出，使得高压电机停止工作。上述高压大功率电机驱动保护系统中，还包括：高压大功率电源和电源硬件保护电路；其中，高压大功率电源的高压母线电流互感器检测高压母线的电流值信号送到电源硬件保护电路，电源硬件保护电路将其与设定电源输出平均电流值进行比较产生保护信号送到高压大功率电源，高压大功率电源将关断自身的功率输出，高压母线的电压值降到零，使得高压电机驱动模块和高压电机停止工作；电源硬件保护电路将其与设定电源输出平均电流值进行比较产生保护信号消失后，高压大功率电源、高压电机驱动模块将恢复功率输出，高压电机恢复工作。上述高压大功率电机驱动保护系统中，还包括：输入母线和输入母线电流采样电路；其中，高压大功率电源发生短路或高压大功率电源在大负载下持续工作，输入母线电流采样电路检测输入母线电流值信号送到电源硬件保护电路，电源硬件保护电路将其与设定输入母线平均电流值进行比较产生保护信号送到高压大功率电源，高压大功率电源将关断自身的功率输出，高压母线的电压值降到零，使得高压电机驱动模块和高压电机停止工作。上述高压大功率电机驱动保护系统中，所述设定瞬时电流值为28A。上述高压大功率电机驱动保护系统中，所述设定时间值为2秒。上述高压大功率电机驱动保护系统中，所述第一设定平均电流值为5A。上述高压大功率电机驱动保护系统中，所述设定温度值为180℃。上述高压大功率电机驱动保护系统中，所述第二设定平均电流值为7A。上述高压大功率电机驱动保护系统中，所述第一设定转速值为500rpm。上述高压大功率电机驱动保护系统中，所述第二设定转速值为4500rpm。根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种高压大功率电机驱动保护方法，所述方法包括以下步骤：高压电机在高压大功率电机瞬时堵转、高压大功率电机瞬时大负载扰动时，三相电流检测电路采集到三相电流信号送到驱动硬件保护电路，驱动硬件保护电路根据三相电流信号值与设定瞬时电流值进行比较产生保护信号送到高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出，使得高压电机停止工作；高压电机在高压大功率电机瞬时堵转、高压大功率电机瞬时大负载扰动消失后，驱动硬件保护电路根据三相电流信号值与设定瞬时电流值进行比较产生解除保护信号送到高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将恢复功率输出，高压电机恢复工作；三相电流检测电路采集到三相电流信号送到软件保护电路，软件保护电路判断三相电流信号超过设定瞬时电流值的时间超过设定时间值，软件保护电路产生的保护信号送给高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出，使得高压电机停止工作；软件保护电路根据高压电机的转速与第一设定转速值比较，若电机转速值低于第一设定转速值且持续超过设定时间值，软件保护电路产生的保护信号送给高压电机驱动模块，高压电机驱动模块将关断自身的功率输出，使得高压电机停止工作；若电机转速值高于第一设定转速值低于第二设定转速值且三相电流信号超过设定平均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压大功率电机驱动保护系统，其特征在于包括：高压电机驱动模块(6)、驱动硬件保护电路(7)和三相电流检测电路(9)；其中，高压电机(10)在瞬时堵转、瞬时大负载扰动时，三相电流检测电路(9)采集到三相电流信号送到驱动硬件保护电路(7)，驱动硬件保护电路(7)根据三相电流信号值与设定瞬时电流值进行比较产生保护信号送到高压电机驱动模块(6)，高压电机驱动模块(6)将关断自身的功率输出，使得高压电机(10)停止工作；高压电机(10)在瞬时堵转、瞬时大负载扰动消失后，驱动硬件保护电路(7)根据三相电流信号值与设定瞬时电流值进行比较产生解除保护信号送到高压电机驱动模块(6)，高压电机驱动模块(6)将恢复功率输出，高压电机(10)恢复工作。

【技术特征摘要】
1.一种高压大功率电机驱动保护系统，其特征在于包括：高压电机驱动模块(6)、驱动硬件保护电路(7)和三相电流检测电路(9)；其中，高压电机(10)在瞬时堵转、瞬时大负载扰动时，三相电流检测电路(9)采集到三相电流信号送到驱动硬件保护电路(7)，驱动硬件保护电路(7)根据三相电流信号值与设定瞬时电流值进行比较产生保护信号送到高压电机驱动模块(6)，高压电机驱动模块(6)将关断自身的功率输出，使得高压电机(10)停止工作；高压电机(10)在瞬时堵转、瞬时大负载扰动消失后，驱动硬件保护电路(7)根据三相电流信号值与设定瞬时电流值进行比较产生解除保护信号送到高压电机驱动模块(6)，高压电机驱动模块(6)将恢复功率输出，高压电机(10)恢复工作。2.根据权利要求1所述的高压大功率电机驱动保护系统，其特征在于还包括：软件保护电路(8)；其中，三相电流检测电路(9)采集到三相电流信号送到软件保护电路(8)，软件保护电路(8)判断三相电流信号超过设定瞬时电流值的时间超过设定时间值，软件保护电路(8)产生的保护信号送给高压电机驱动模块(6)，高压电机驱动模块(6)将关断自身的功率输出，使得高压电机(10)停止工作；软件保护电路(8)根据高压电机(10)的转速与第一设定转速值比较，若电机转速值低于第一设定转速值且持续超过设定时间值，软件保护电路(8)产生的保护信号送给高压电机驱动模块(6)，高压电机驱动模块(6)将关断自身的功率输出，使得高压电机(10)停止工作；若电机转速值高于第一设定转速值低于第二设定转速值且三相电流信号超过第一设定平均电流值，软件保护电路(8)产生的保护信号送给高压电机驱动模块(6)，高压电机驱动模块(6)将关断自身的功率输出，使得高压电机(10)停止工作。3.根据权利要求2所述的高压大功率电机驱动保护系统，其特征在于还包括：高压母线(5)和高压母线电流采样电路(11)；其中，高压母线电流采样电路(11)采集到高压母线(5)的母线峰值电流信号送到软件保护电路(8)，软件保护电路(8)将其与第二设定平均电流值比较产生保护信号送到高压电机驱动模块(6)，高压电机驱动模块(6)将关断自身的功率输出，使得高压电机(10)停止工作。4.根据权利要求3所述的高压大功率电机驱动保护系统，其特征在于还包括：高压电机(10)的温度信号送到软件保护电路(8)，软件保护电路(8)将其与设定温度值比较产生保护信号送到高压电机驱动模块(6)，高压电机驱动模块(6)将关断自身的功率输出，使得高压电机(10)停止工作。5.根据权利要求4所述的高压大功率电机驱动保护系统，其特征在于还包括：高压大功率电源(2)和电源硬件保护电路(3)；其中，高压大功率电源(2)的高压母线电流互感器(12)检测高压母线(5)的电流值信号送到电源硬件保护电路(3)，电源硬件保护电路(3)将其与设定电源输出平均电流值进行比较产生保护信号送到高压大功率电源(2)，高压大功率电源(2)将关断自身的功率输出，高压母线(5)的电压值降到零，使得高压电机驱动模块(6)和高压电机(10)停止工作；电源硬件保护电路(3)将其与设定电源输出平均电流值进行比较产生保护信号消失后，高压大功率电源(2)、高压电机驱动模块(6)将恢复功率输出，高压电机(10)恢复工作。6.根据权利要求5所述的高压大功率电机驱动保护系统，其特征在于还包括：输入母线(1)和输入母线电流采样电路(4)；其中，高压大功率电源(2)发生短路或高压大功率电源(2)在大负载下持续工作，输入母线电流采样电路(4)检测输入母线(1)电流值信号送到电源硬件保护电路(3)，电源硬件保护电路(3)将其与设定输入母线平均电流值进行比较产生保护信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：王强，陈永刚，赵闯，刘文阳，何雄，纪枭雄，张利莉，刘鑫，穆城，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂，
类型：发明
国别省市：北京,11