CN108809186B - 一种实现负载运行状态判断的电机控制方法及*** - Google Patents

一种实现负载运行状态判断的电机控制方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现负载运行状态判断的电机控制方法及***。本发明在电机向主控制器反馈的电机反馈信号中加入体现负载运行状态的负载状态反馈脉冲，对负载状态反馈脉冲编码，负载运行状态通过不同的编码进行区分，从而使负载状态反馈脉冲通过编码形式将负载运行状态反馈至上层主控制器。本发明通过对内部带驱动电机增加负载判断过程，实现负载信息采集及判断，可以对电机传动***关键位置进行实时识别判断；电机可以将负载信息通过特殊编码方式反馈上层主控制器，实现信息流交换；对负载需要拆卸的应用环境、传动***随着长期使用带来的可靠性降低问题进行实时检测，提高***运行可靠性。

Description

一种实现负载运行状态判断的电机控制方法及***
技术领域
本发明涉及一种电机控制方法及***，特别涉及一种能够实现负载运行状态判断的电机控制方法及***，属于电机控制技术领域。
背景技术
电机作为能量交换核心部件，随着应用场合的不断扩展和整机***对可靠性的不断提升，面对电机与负载需要拆卸的应用环境和整机***随着长期使用带来的可靠性降低问题，电机传动***对故障提前判断、识别定位提出了更高要求，电机作为传动执行机构，未来需要更加智能化。
对于电机与负载需要拆卸的应用环境，整机运行中电机仅返回自身的转速信息，而不能返回负载信息，从而无法确定电机与负载之间的连接是否有效，从而无法确定传动结构的可靠性。如果***运行于非可靠连接状态，将对整机造成重大影响。
发明内容
针对现有技术中整机运行中电机仅返回自身的转速信息，而不能返回负载信息，从而无法确定电机与负载之间的连接是否有效，从而无法确定传动结构的可靠性的问题，本发明提供一种整机运行中电机能够返回负载信息，确定传动结构可靠性，对于电机***可能出现的非可靠连接识别定位，提高整机***运行可靠性的实现负载运行状态判断的电机控制方法及***。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种实现负载运行状态判断的电机控制方法，在电机向主控制器反馈的电机反馈信号中加入体现负载运行状态的负载状态反馈脉冲，对所述负载状态反馈脉冲编码后反馈至上层主控制器。
进一步地，所述负载运行状态包括：
轻载状态，电机带载情况下的电机运行参数值小于或等于第一设定电机运行参数值；
重载状态，电机带载情况下的电机运行参数值大于或等于第二设定电机运行参数值；
半连接状态，正常恒定运行过程中，不同时刻的电机运行参数值的差值的绝对值大于或等于第三设定电机运行参数值。
进一步地，所述电机运行参数为电机运行电流、电机运行电压或者电机运行功率。
进一步地，所述电机向主控制器反馈的电机反馈信号中还包括体现电机转速的转速反馈脉冲。
进一步地，所述转速反馈脉冲与所述负载状态反馈脉冲共用同一路反馈信号线，但转速反馈脉冲与负载状态反馈脉冲相互错开、不重叠；或者，采用两路反馈信号线，其中，一路反馈信号线用于发送转速反馈脉冲，另一路反馈信号线用于发送负载状态反馈脉冲。
进一步地，本发明的方法对所述负载状态反馈脉冲的脉冲结构进行编码，负载运行状态通过不同的编码进行区分，从而使负载状态反馈脉冲通过编码形式将负载运行状态反馈至上层主控制器。
本发明还提供一种实现负载运行状态判断的电机控制***，包括：
电机单元，电机单元内设置有运行参数检测模块和驱动控制及反馈模块，电机连接至负载；所述驱动控制及反馈模块根据运行参数检测模块检测到的负载运行状态，在电机反馈信号中加入负载状态反馈脉冲，对所述负载状态反馈脉冲编码后反馈至上层主控制器单元；
主控制器单元，用于接收电机反馈信号，并根据电机反馈信号向电机输出控制信号；
电源单元，用于给电机单元和主控制器单元提供电源。
进一步地，本发明的***还包括：
报警模块，当负载运行状态信息中包含紧急状态时，主控制器单元控制报警模块发出提示信息，提醒用户进行处理。
进一步地，所述紧急状态包括：
轻载状态，电机带载情况下的电机运行参数值小于或等于第一设定电机运行参数值；
重载状态，电机带载情况下的电机运行参数值大于或等于第二设定电机运行参数值；
半连接状态，正常恒定运行过程中，不同时刻的电机运行参数值的差值的绝对值大于或等于第三设定电机运行参数值。
本发明的有益效果如下：
本发明实现负载运行状态判断的电机控制方法及***，在电机向主控制器反馈的电机反馈信号中加入体现负载运行状态的负载状态反馈脉冲，对所述负载状态反馈脉冲编码后反馈至上层主控制器。本发明使整机运行中电机能够返回负载信息，确定传动结构可靠性，对于电机***可能出现的非可靠连接识别定位，提高整机***运行可靠性，避免传动机构出现不可靠连接时***运行造成重大影响。
附图说明
图1是本发明实现负载运行状态判断的电机控制***的原理图。
图2是电机反馈信号中所包含的第一种脉冲形式。
图3是电机反馈信号中所包含的第二种脉冲形式。
图4是电机反馈信号中所包含的第三种脉冲形式。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一
本实施例提供一种实现负载运行状态判断的电机控制方法，在电机向主控制器反馈的电机反馈信号中加入体现负载运行状态的负载状态反馈脉冲，对所述负载状态反馈脉冲编码后反馈至上层主控制器。
其中，负载运行状态可以根据检测结果和实际需要划分为多种状态，本实施例中将负载运行状态划分为以下三种情况：
轻载状态，电机带载情况下的电机运行参数值小于或等于第一设定电机运行参数值，即P运行≤P设定1；
重载状态，电机带载情况下的电机运行参数值大于或等于第二设定电机运行参数值，即P运行≥P设定2；
半连接状态，正常恒定运行过程中，不同时刻的电机运行参数值的差值的绝对值大于或等于第三设定电机运行参数值，即正常恒定运行过程中，记录T1时刻功率参数P运行1，记录T2时刻功率参数P运行2，ΔT＝|P运行1-P运行2|≥P设定3，定义为半连接状态；
正常状态：除轻载状态、重载状态和半连接状态以外的情况均属于正常状态。
需要说明的是，上述仅以电机运行参数为电机运行功率的情况进行举例说明，但并不限于这一情况，当电机运行参数选择电机运行电压或者电机运行电流时，同样可以实现负载运行状态判断的目的。
电机的内置驱动控制芯片根据接收到的负载运行状态信息分别对不同状态进行编码，例如，00-轻载、01-重载、11-半连接、10-正常运行。需要说明的是，此处的编码方式还可以是其它形式：例如，00-重载、01-轻载、11-正常运行、10-半连接；又如，00-半连接、01-正常运行、11-重载、10-轻载，等等。
上述电机向主控制器反馈的电机反馈信号中可以包含若干与电机相关的脉冲信号，以下以最为常见的包含转速反馈脉冲的情况进行说明。
当在电机向主控制器反馈的电机反馈信号中加入体现负载运行状态的负载状态反馈脉冲后，电机反馈信号中将包含转速反馈脉冲信号和负载状态反馈脉冲信号。当转速反馈脉冲和负载状态反馈脉冲共用同一路反馈信号线时，为了便于两种信号的区分和辨认，要求转速反馈脉冲与负载状态反馈脉冲相互错开、不重叠；如果采用两路反馈信号线，即一路反馈信号线专用于发送转速反馈脉冲，另一路反馈信号线专用于发送负载状态反馈脉冲，则不做此要求。
本实施例的负载运行状态编码实现方式如图2所示。电机反馈信号中包括体现转速信息的转速反馈脉冲和体现负载状态的负载状态反馈脉冲，那么，电机反馈信号可表示为负载状态编码由如图2所示的头码和状态码组成：
头码：t1+t2
状态码：t3
根据上述检测结果得到的负载运行状态编码信息，在该数据位t3的时间周期内进行发送，相应地，根据在该时间周期内接收到的编码信息，即可确定负载运行状态。
作为一种举例，上述头码中t1时间内包含一个高电平，t2时间内包含一个低电平，t3时间内包含两个高电平、两个低电平。但本发明不限于上述举例，负载状态编码格式可以进行任意组合，能实现信号传递功能的编码格式均应包含在本发明的保护范围之内。图3和图4分别是两种负载状态编码格式的举例。
实施例二
本实施例提供一种实现负载运行状态判断的电机控制***，如图1所示，包括：
电机单元，电机单元内设置有运行参数检测模块和驱动控制及反馈模块，电机连接至负载；所述驱动控制及反馈模块根据运行参数检测模块检测到的负载运行状态，在电机反馈信号中加入负载状态反馈脉冲，对所述负载状态反馈脉冲编码后反馈至上层主控制器单元。
主控制器单元，用于接收电机反馈信号，并根据电机反馈信号向电机输出控制信号。
电源单元，用于给电机单元和主控制器单元提供电源。
本实施例的电机控制***能够用于实施例一中的电机控制方法。
作为本实施例的一种改进方案，该***还可以包括报警模块。主控制器获取电机负载判定运行信息后，如果出现轻载、重载、半连接状态，控制报警模块发出提示信息，提醒用户进行处理，报警模块可由声音元件、显示元件组成，发出特定声响和显示特定故障代码。
综上所述，本发明的方法即***，通过对内部带驱动电机增加负载判断过程，实现负载信息采集及判断，可以对电机传动***关键位置进行实时识别判断；电机可以将负载信息通过特殊编码方式反馈上层主控制器，实现信息流交换；对负载需要拆卸的应用环境、传动***随着长期使用带来的可靠性降低问题进行实时检测，提高***运行可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种实现负载运行状态判断的电机控制方法，其特征在于，在电机向主控制器反馈的电机反馈信号中加入体现负载运行状态的负载状态反馈脉冲，对所述负载状态反馈脉冲编码后反馈至主控制器；对所述负载状态反馈脉冲的脉冲结构进行编码，负载运行状态通过不同的编码进行区分，从而使负载状态反馈脉冲通过编码形式将负载运行状态反馈至主控制器；
所述负载运行状态包括：
轻载状态，电机带载情况下的电机运行参数值小于或等于第一设定电机运行参数值；
重载状态，电机带载情况下的电机运行参数值大于或等于第二设定电机运行参数值；
电机与负载不可靠连接状态，正常恒定运行过程中，不同时刻的电机运行参数值的差值的绝对值大于或等于第三设定电机运行参数值；
所述电机运行参数为电机运行电流、电机运行电压或者电机运行功率。
2.根据权利要求1所述的一种实现负载运行状态判断的电机控制方法，其特征在于，所述电机向主控制器反馈的电机反馈信号中还包括体现电机转速的转速反馈脉冲。
3.根据权利要求2所述的一种实现负载运行状态判断的电机控制方法，其特征在于，所述转速反馈脉冲与所述负载状态反馈脉冲共用同一路反馈信号线，但转速反馈脉冲与负载状态反馈脉冲相互错开、不重叠；或者，采用两路反馈信号线，其中，一路反馈信号线用于发送转速反馈脉冲，另一路反馈信号线用于发送负载状态反馈脉冲。
4.一种实现负载运行状态判断的电机控制***，其特征在于，包括：
电机单元，电机单元内设置有运行参数检测模块和驱动控制及反馈模块，电机连接至负载；所述驱动控制及反馈模块根据运行参数检测模块检测到的负载运行状态，在电机反馈信号中加入负载状态反馈脉冲，对所述负载状态反馈脉冲编码后反馈至主控制器；
主控制器，用于接收电机反馈信号，并根据电机反馈信号向电机输出控制信号；
所述负载运行状态包括：
轻载状态，电机带载情况下的电机运行参数值小于或等于第一设定电机运行参数值；
重载状态，电机带载情况下的电机运行参数值大于或等于第二设定电机运行参数值；
电机与负载不可靠连接状态，正常恒定运行过程中，不同时刻的电机运行参数值的差值的绝对值大于或等于第三设定电机运行参数值；
所述电机运行参数为电机运行电流、电机运行电压或者电机运行功率。
5.根据权利要求4所述的一种实现负载运行状态判断的电机控制***，其特征在于，还包括：
报警模块，当负载运行出现轻载、重载、电机与负载不可靠连接状态时，主控制器控制报警模块发出提示信息，提醒用户进行处理。
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