專利名稱：直流電機的過載保護方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電機領域，尤其涉及直流電機的過載保護方法及系統(tǒng)。
背景技術：
電機廣泛應用于人們的生產(chǎn)、生活及科研等各個領域，因此各種類型的電機保護裝置應運而生，如欠壓保護、過壓保護及過流保護等。這些保護裝置相互獨立，不僅安裝麻煩，總體生產(chǎn)成本高，而且在電機正常運行過程中，還要消耗一定的電能，造成能源浪費。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明提供了一種直流電機的過載保護方法。本發(fā)明提供了一種直流電機的過載保護方法，包括如下步驟:
A.實時獲取直流電機的PWM值；
B.將獲取的所有PWM值進行存儲；
C.判斷獲取的PWM值的數(shù)量是否達到預設值，若是、那么執(zhí)行步驟D，否則、執(zhí)行步驟
A ；
D.將步驟B中的PWM值得出結(jié)果數(shù)值，所述結(jié)果數(shù)值與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動；
E.執(zhí)行步驟A。作為本發(fā)明的進一步改進，在所述步驟B中，將獲取的所有PWM值進行相加求和存儲。作為本發(fā)明的進一步改進，在所述步驟B中包括如下步驟:
B1.將PWM值寫入循環(huán)緩沖區(qū)的寫指針所指定的緩沖單元中；
B2.寫指針指向循環(huán)緩沖區(qū)的下一個緩沖單元；
B3.讀取循環(huán)緩沖區(qū)中的讀指針所指定的緩沖單元中的PWM值；
B4.將讀取的所有PWM值累加求和，并且讀指針指向循環(huán)緩沖區(qū)的下一個緩沖單元；當寫指針進行循環(huán)移動、讀指針不進行移動時，且當寫指針與讀指針重合時，循環(huán)緩沖區(qū)為滿狀態(tài)，不可以再將PWM值寫入循環(huán)緩沖區(qū)中；
當讀指針進行循環(huán)移動、寫指針不進行移動時，且當讀指針與寫指針重合時，循環(huán)緩沖區(qū)為空狀態(tài)，不可以再讀取循環(huán)緩沖區(qū)中的PWM值。作為本發(fā)明的進一步改進，在所述步驟C中，判斷從循環(huán)緩沖區(qū)中讀取的PWM值的數(shù)量是否達到預設值，若是、那么執(zhí)行步驟D，否則、執(zhí)行步驟A。作為本發(fā)明的進一步改進，在所述步驟D中，將步驟B4中的所有PWM值的和與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否貝U、直流電機停止轉(zhuǎn)動。作為本發(fā)明的進一步改進，在所述步驟D中，將步驟B4中的所有PWM值的和除以獲取的PWM值的數(shù)量得到平均值，平均值與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動。作為本發(fā)明的進一步改進，在所述步驟D中，平均值與設定的閾值進行比較，若平均值小于設定的閾值、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動。作為本發(fā)明的進一步改進，步驟C中的所述預設值為100。作為本發(fā)明的進一步改進，該過載保護方法用于無刷直流電機。本發(fā)明還提供了一種直流電機的過載保護系統(tǒng)，包括:
實時獲取模塊，用于實時獲取直流電機的PWM值；
存儲模塊，用于將獲取的所有PWM值進行存儲；
判斷模塊，用于判斷獲取的PWM值的數(shù)量是否達到預設值，若是、那么執(zhí)行比較控制模塊，否則、執(zhí)行實時獲取模塊；
比較控制模塊，用于將存儲模塊中的PWM值得出結(jié)果數(shù)值，所述結(jié)果數(shù)值與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動；
跳轉(zhuǎn)模塊，用于跳轉(zhuǎn)執(zhí)行實時獲取模塊。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的直流電機的過載保護方法及系統(tǒng)在不增加額外硬件電路的情況下，可以及時的判斷電機超負載時停機，響應速度快，控制可靠，而且大大的降低了生產(chǎn)成本。


圖1是本發(fā)明的直流電機的過載保護方法流程圖。圖2是本發(fā)明的直流電機的過載保護方法一實施例流程圖。圖3為本發(fā)明的滑動平均值濾波技術的實現(xiàn)示意圖。圖4為本發(fā)明的循環(huán)緩沖區(qū)讀寫數(shù)據(jù)示意圖。圖5為本發(fā)明的循環(huán)緩沖區(qū)讀寫數(shù)據(jù)另一示意圖。圖6為本發(fā)明的循環(huán)緩沖區(qū)讀寫數(shù)據(jù)又一示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明公開了一種直流電機的過載保護方法，包括如下步驟:在步驟SI中，實時獲取直流電機的PWM值；在步驟S2中，將獲取的所有PWM值進行存儲；在步驟S3中，判斷獲取的PWM值的數(shù)量是否達到預設值，若是、那么執(zhí)行步驟S4，否則、執(zhí)行步驟SI ；在步驟S4中，將步驟S2中的PWM值得出結(jié)果數(shù)值，所述結(jié)果數(shù)值與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動；在步驟S5中，執(zhí)行步驟SI。在所述步驟S2中，將獲取的所有PWM值進行相加求和存儲。如圖2所示，本發(fā)明公開了一種直流電機的過載保護方法的一實施例，在步驟Ql中，實時獲取直流電機的PWM值；在步驟Q2中，將PWM值寫入循環(huán)緩沖區(qū)的寫指針所指定的緩沖單元中；在步驟Q3中，寫指針指向循環(huán)緩沖區(qū)的下一個緩沖單元；在步驟Q4中，讀取循環(huán)緩沖區(qū)中的讀指針所指定的緩沖單元中的PWM值；在步驟Q5中，將讀取的所有PWM值累加求和，并且讀指針指向循環(huán)緩沖區(qū)的下一個緩沖單元；在所述步驟Q6中，判斷從循環(huán)緩沖區(qū)中讀取的PWM值的數(shù)量是否達到預設值，若是、那么執(zhí)行步驟Q7，否則、執(zhí)行步驟Ql ；在步驟Q7中，將步驟Q5中的所有PWM值的和除以獲取的PWM值的數(shù)量得到平均值，平均值與設定的閾值進行比較，若平均值小于設定的閾值、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動；然后繼續(xù)執(zhí)行步驟Ql。作為本發(fā)明的另一個實施例，在步驟Q7中，將步驟Q5中的所有PWM值的和與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動。在本發(fā)明中，所述預設值為100，該過載保護方法用于無刷直流電機。當寫指針進行循環(huán)移動、讀指針不進行移動時，且當寫指針與讀指針重合時，循環(huán)緩沖區(qū)為滿狀態(tài)，不可以再將PWM值寫入循環(huán)緩沖區(qū)中；當讀指針進行循環(huán)移動、寫指針不進行移動時，且當讀指針與寫指針重合時，循環(huán)緩沖區(qū)為空狀態(tài)，不可以再讀取循環(huán)緩沖區(qū)中的PWM值。本發(fā)明還公開了一種直流電機的過載保護系統(tǒng)，包括:
實時獲取模塊，用于實時獲取直流電機的PWM值；
存儲模塊，用于將獲取的所有PWM值進行存儲；
判斷模塊，用于判斷獲取的PWM值的數(shù)量是否達到預設值，若是、那么執(zhí)行比較控制模塊，否則、執(zhí)行實時獲取模塊；
比較控制模塊，用于將存儲模塊中的PWM值得出結(jié)果數(shù)值，所述結(jié)果數(shù)值與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動；
跳轉(zhuǎn)模塊，用于跳轉(zhuǎn)執(zhí)行實時獲取模塊。本發(fā)明利用滑動平均值濾波算法計算輸出的100個PWM值的平均值大于設定的閾值停止電機運轉(zhuǎn)，來保護電機或硬件驅(qū)動電路。直流電機通過改變直流電機的電壓來調(diào)整直流電機轉(zhuǎn)速，而PWM就是改變直流電機的電源電壓。無刷直流電機采用PID控制技術保證輸出的PWM值穩(wěn)定，從而使直流無刷電機穩(wěn)定的運行，當電機堵轉(zhuǎn)或負載加大時，為保證電機以原來的速度運行，此時PID計算輸出的PWM值增大，輸出到電機的交流電不變，電機內(nèi)部的定子線圈產(chǎn)生的磁場周期變化的，而轉(zhuǎn)子在切割著磁極變化的磁場，產(chǎn)生了相當大的電流，長時間積累會燒壞電機的線圈或外圍的保險電路。PID:在工程實際中，應用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調(diào)節(jié)。PWM: Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制(PWM)是一種對模擬信號電平進行數(shù)字編碼的方法。(I)滑動平均值濾波法
圖3為滑動平均值濾波技術的實現(xiàn)示意圖，滑動平均值濾波概念，保證系統(tǒng)所處理的數(shù)據(jù)始終都是固定個數(shù)的最新數(shù)據(jù)，每當?shù)玫揭粋€新數(shù)據(jù)就同時剔除一個最早的數(shù)據(jù)，并求得固定個數(shù)的平均值。本發(fā)明取的固定個數(shù)是100，即預設值為100。(2)循環(huán)緩沖區(qū)
循環(huán)緩沖區(qū)需要讀端和寫端2個指針來標定一塊buffer，當寫指針進行循環(huán)移動、讀指針不進行移動時，且當寫指針與讀指針重合時，循環(huán)緩沖區(qū)為滿狀態(tài)，不可以再將PWM值寫入循環(huán)緩沖區(qū)中；當讀指針進行循環(huán)移動、寫指針不進行移動時，且當讀指針與寫指針重合時，循環(huán)緩沖區(qū)為空狀態(tài)，不可以再讀取循環(huán)緩沖區(qū)中的PWM值。比如圖4這段緩沖(buf [10]數(shù)組),存儲了 buf
到buf[4]分別存儲了 1-5五個數(shù)字數(shù)據(jù)，Read和Write分別是讀指針和寫指針，此時讀指針位于buf
，寫指針位于buf [5]，圖5表示讀取了2個數(shù)據(jù)I和2,同時寫入數(shù)據(jù)6到buf [5],此時讀指針Read位于buf [2],寫指針Write位于buf [6]，如圖6，當寫入數(shù)據(jù)超過buf的臨界區(qū)(超過buf [9])時，讀指針到達buf [8], buf [8]保存數(shù)據(jù)9，buf[9]保存數(shù)據(jù)0，此時再寫入數(shù)據(jù)3，保存到buf
，寫指針位于buf[l]，完成循環(huán)存儲。本發(fā)明的直流電機的過載保護方法及系統(tǒng)在不增加額外硬件電路的情況下，可以及時的判斷電機超負載時停機，響應速度快，控制可靠，而且大大的降低了生產(chǎn)成本。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種直流電機的過載保護方法，其特征在于，包括如下步驟: A.實時獲取直流電機的PWM值； B.將獲取的所有PWM值進行存儲； C.判斷獲取的PWM值的數(shù)量是否達到預設值，若是、那么執(zhí)行步驟D，否則、執(zhí)行步驟A ； D.將步驟B中的PWM值得出結(jié)果數(shù)值，所述結(jié)果數(shù)值與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動； E.執(zhí)行步驟A。
2.根據(jù)權利要求1所述的過載保護方法，其特征在于: 在所述步驟B中，將獲取的所有PWM值進行相加求和存儲。
3.根據(jù)權利要求2所述的過載保護方法，其特征在于，在所述步驟B中包括如下步驟: B1.將PWM值寫入循環(huán)緩沖區(qū)的寫指針所指定的緩沖單元中； B2.寫指針指向循環(huán)緩沖區(qū)的下一個緩沖單元； B3.讀取循環(huán)緩沖區(qū)中的讀指針所指定的緩沖單元中的PWM值； B4.將讀取的所有PWM值累加求和，并且讀指針指向循環(huán)緩沖區(qū)的下一個緩沖單元；當寫指針進行循環(huán)移動、讀指針不進行移動時，且當寫指針與讀指針重合時，循環(huán)緩沖區(qū)為滿狀態(tài)，不可以再將PWM值寫入循環(huán)緩沖區(qū)中； 當讀指針進行循環(huán)移動、寫指針不進行移動時，且當讀指針與寫指針重合時，循環(huán)緩沖區(qū)為空狀態(tài)，不可以再讀取循環(huán)緩沖區(qū)中的PWM值。
4.根據(jù)權利要求3所述的過載保護方法，其特征在于，在所述步驟C中，判斷從循環(huán)緩沖區(qū)中讀取的PWM值的數(shù)量是否達到預設值，若是、那么執(zhí)行步驟D，否則、執(zhí)行步驟A。
5.根據(jù)權利要求4所述的過載保護方法，其特征在于，在所述步驟D中，將步驟B4中的所有PWM值的和與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權利要求4所述的過載保護方法，其特征在于，在所述步驟D中，將步驟B4中的所有PWM值的和除以獲取的PWM值的數(shù)量得到平均值，平均值與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動。
7.根據(jù)權利要求6所述的過載保護方法，其特征在于，在所述步驟D中，平均值與設定的閾值進行比較，若平均值小于設定的閾值、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動。
8.根據(jù)權利要求4所述的過載保護方法，其特征在于，步驟C中的所述預設值為100。
9.根據(jù)權利要求1至8任一項所述的過載保護方法，其特征在于，該過載保護方法用于無刷直流電機。
10.一種直流電機的過載保護系統(tǒng)，其特征在于，包括: 實時獲取模塊，用于實時獲取直流電機的PWM值； 存儲模塊，用于將獲取的所有PWM值進行存儲； 判斷模塊，用于判斷獲取的PWM值的數(shù)量是否達到預設值，若是、那么執(zhí)行比較控制模塊，否則、執(zhí)行實時獲取模塊；比較控制模塊，用于將存儲模塊中的PWM值得出結(jié)果數(shù)值，所述結(jié)果數(shù)值與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動； 跳轉(zhuǎn)模塊，用于跳轉(zhuǎn)執(zhí)行實時獲取模`塊。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種直流電機的過載保護方法，包括如下步驟A.實時獲取直流電機的PWM值；B.將獲取的所有PWM值進行存儲；C.判斷獲取的PWM值的數(shù)量是否達到預設值，若是、那么執(zhí)行步驟D，否則、執(zhí)行步驟A；D.將步驟B中的PWM值得出結(jié)果數(shù)值，所述結(jié)果數(shù)值與設定的閾值進行比較，判斷比較結(jié)果是否符合規(guī)定，若符合規(guī)定、那么直流電機正常運行，否則、直流電機停止轉(zhuǎn)動；E.執(zhí)行步驟A。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的直流電機的過載保護方法及系統(tǒng)在不增加額外硬件電路的情況下，可以及時的判斷電機超負載時停機，響應速度快，控制可靠，而且大大的降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號H02H7/085GK103107517SQ20131006562
公開日2013年5月15日 申請日期2013年3月1日 優(yōu)先權日2013年3月1日
發(fā)明者張北青, 胡欽惠, 王應建 申請人:深圳市怡化電腦有限公司, 深圳市怡化時代科技有限公司, 深圳市怡化金融智能研究院