一种电机开路故障的检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种电机开路故障的检测系统及检测方法，检测系统包括用于周期性的关闭电机的PWM驱动信号并检测电机在PWM驱动信号关闭时间段内的端电压的第一检测模块，用于判断第一检测模块检测的端电压是否接近第一阈值且当接近第一阈值时判定电机开路的开路判断模块；检测方法包括如下步骤：S1、周期性的关闭电机的PWM驱动信号，并检测电机在PWM驱动信号关闭时间段内的端电压；S2、判断检测的端电压是否接近第一阈值，若接近第一阈值则判定电机开路。本发明专利技术通过检测电机在PWM驱动信号关闭并消磁的时间段内的端电压，并将其与设定的第一阈值比较，进而判断电机是否开路，其检测方法简单、准确性高，利于降低检测成本。

【技术实现步骤摘要】
一种电机开路故障的检测系统及检测方法
本专利技术涉及电机控制及检测
，尤其是涉及一种电机开路故障的检测系统及检测方法。
技术介绍
当电机高速运转时，驱动器输出的PWM驱动信号占空比非常高，功率MOSFET的通态时间也较长，如果电机由于某种原因，出现开路现象，并在电机停转后又由于其他原因，使得电机重新接通，此时由于电机的启动电流太大，其容易损坏电机的驱动器模块。为了避免因电机的开路故障导致驱动器模块损坏，现有的电机开路故障检测方法主要有两种：一种是在电机运转过程中实时检测电流来检测电机是否开路，另一种则是通过霍尔传感器实时检测电机的运转位置来检测是否开路，上述两种方式的电路结构较为复杂，易导致检测成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种电机开路故障的检测系统及检测方法，解决现有技术中电机开路故障检测的检测电路复杂、检测成本高的技术问题。为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种电机开路故障的检测方法，包括如下步骤：S1、周期性的关闭电机的PWM驱动信号，并检测电机在PWM驱动信号关闭后电机消磁时间段内的端电压；S2、判断步骤S1检测的端电压是否接近第一阈值，若接近第一阈值则判定电机开路。同时，本专利技术还提供一种电机开路故障的检测系统，包括：第一检测模块，周期性的关闭电机的PWM驱动信号，并检测电机在PWM驱动信号关闭后电机消磁时间段内的端电压；开路判断模块，其用于判断第一检测模块检测的端电压是否接近第一阈值，若接近第一阈值则判定电机开路。与现有技术相比，本专利技术通过检测电机在PWM驱动信号关闭并消磁的时间段内的端电压，并将其与设定的第一阈值比较，进而判断电机是否开路，其检测方法简单、准确性高，利于降低检测成本。附图说明图1是本专利技术的电机开路故障的检测方法的流程图；图2是本专利技术的电机端电压检测的电路原理图；图3是本专利技术的电机开路故障的检测系统的连接框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术提供了一种电机开路故障的检测方法，包括如下步骤：S1、周期性的关闭电机的PWM驱动信号，并检测电机在PWM驱动信号关闭后电机消磁时间段内的端电压；具体作用时，驱动器模块在接收到有效的控制信号后，其输出PWM驱动信号，并启动电机运转；需要说明的是，本实施例主要适用于直流有刷电机的检测，为了便于周期性的检测，本实施可设置一周期性定时器，当达到定时时间时，其可关闭PWM驱动信号并使电机的线圈消磁，以便于电机的端电压的检测，即本实施例主要检测电机消磁时间段内的电机的端电压。为了避免影响电机的正常运行，本实施例的PWM驱动信号关闭的时间段一般100～200微秒，即电机消磁时间段为100～200微秒。如图2所示，其为本实施例电机的端电压检测的电路原理图，实际检测时，若电机发生开路故障，由于电压比较器Q1截止，故电机端电压的计算公式为：V_BAT*(R3)/(R1+R2+R3)，如果V_BAT＝13.5V、R1＝10K、R2＝10K、R3＝2.5K，则代入计算出风端电压为1.5V。其中，本实施例具体通过MCU实时采集电机的端电压。需要说明的是，本实施例图2中R1、R2、R3的值并不限于上述数值，其可根据实际需要进行调整。S2、判断步骤S1检测的端电压是否接近第一阈值，若接近第一阈值则判定电机开路；在实际计算时，可根据上述端电压的计算公式计算开路故障时的电机端电压的理论值，该理论值即为第一阈值，若按图2中标示的数据计算，则第一阈值即为1.5V，故当实际检测的电机端电压的值高于0V且接近于1.5V时，则可判断电机处于开路故障下。需要说明的是，本实施例所述接近第一阈值是指其与第一阈值之间的差值不大于0.5，即当第一阈值为1.5V时，则当实际检测的电机端电压至为1～2V时，则说明其接近于第一阈值。S3、当判定电机开路时，停止PWM驱动信号输出并周期性检测电机的端电压；当电机处于开路故障时，电机停止转动，故为了避免其重新接通时导致驱动器模块损坏，本实施例可控制其停止PWM驱动信号输出，即图2中Q1处于截止状态。同时，可按图2所示的电路原理图周期性检测电机的端电压，当电机一直处于开路状态时，则按上述计算公式可获知实时检测的端电压值接近1.5V，而当电机重新接通时，由于电机电枢阻值R0较小，为了便于说明，本实施例按R0＝0.2Ω计算，由于R0的阻值过小，故电机的端电压可按如下公式计算：V_BAT*(R0)/(R1+R0)，代入V_BAT＝13.5V、R1＝10K，则电机的端电压0.00027V，其接近于0V。需要说明的是，由于电机电枢阻值R0较小，故计算电机端电压时直接将R0与R2和R3并联后电阻认为是R0，若按其并联后的电阻计算，则实际计算的电机的端电压值更小。S4、判断步骤S3检测的端电压是否接近第二阈值，若接近第二阈值则判断电机已重新接通；在实际计算时，可根据上述端电压的计算公式计算电机重新接通的电机端电压的理论值，该理论值即为第二阈值，若按图2中标示的数据计算，则第二阈值即为0.00027V或更小，本实施例可设定第一阈值为0V，故当实际检测的电机端电压的值接近0V时，则可判断电机已重新接通。其中，本实施例所述接近第二阈值是指其不大于0.0005时，则说明其接近于第二阈值。S5、当判定电机已重新接通时，控制电机重新启动。其可在电机重新接通后再次通过驱动器模块控制电机重新启动，其避免了在开路故障时自动接通而导致启动电流过大损坏驱动器模块。如图3所示，本实施例还提供一种电机开路故障的检测系统10，包括第一检测模块11、开路判断模块12、第二检测模块13、重新接通判断模块14及重启模块15。第一检测模块11用于周期性的关闭电机20的PWM驱动信号，并检测电机20在PWM驱动信号关闭后电机消磁时间段内的端电压；驱动器模块30在接收到有效的控制信号后，其输出PWM驱动信号，并启动电机20运转，第一检测模块11在检测电机20的端电压时则需要关闭PWM驱动信号的输入，其有利于使电机20产生消磁时间段，进而便于检测；而为了避免影响电机20的正常运转，PWM驱动信号关闭时间段不宜过长，一般为600～700微秒，即PWM驱动信号关闭时间段为600～700微秒；开路判断模块12用于判断第一检测模块11检测的端电压是否接近第一阈值，若接近第一阈值则判定电机20开路；其可将检测的端电压与第一阈值比较，其具体比较的方法前文已详细阐述，在此不作赘述；需要说明的是，为了便于操作人员及时发现电机20已处于开路故障的状况下，可设置报警模块、提示模块等设备，例如声光报警器等，其可便于实时提醒；第二检测模块13用于当判定电机20开路时，停止PWM驱动信号输出并周期性检测电机20的端电压；当判定电机20发生了开路故障时，其控制驱动器模块30及时停止PWM驱动信号输出，避免电机20突然性接通而导致电流过大而损坏驱动器模块30；重新接通判断模块14用于判断第二检测模块13检测的端电压是否接近于零，若接近于零则判断电机20已重新接通；当电机20重新接通时，说明电机20又恢复正常，本实施例也可设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机开路故障的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、周期性的关闭电机的PWM驱动信号，并检测电机在PWM驱动信号关闭后电机消磁时间段内的端电压；S2、判断步骤S1检测的端电压是否接近第一阈值，若接近第一阈值则判定电机开路。

【技术特征摘要】
1.一种电机开路故障的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、周期性的关闭电机的PWM驱动信号，并检测电机在PWM驱动信号关闭后电机消磁时间段内的端电压；S2、判断步骤S1检测的端电压是否接近第一阈值，若接近第一阈值则判定电机开路。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括如下步骤：S3、当判定电机开路时，停止PWM驱动信号输出并周期性检测电机的端电压；S4、判断步骤S3检测的端电压是否接近第二阈值，若接近第二阈值则判断电机已重新接通。3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括步骤S5、当判定电机已重新接通时，控制电机重新启动。4.一种电机开路故障的检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊，李鄂胜，董楚卿，黄浩，
申请(专利权)人：武汉奥泽电子有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42