CN113917222A - 直流无刷电机过载电流计算方法、保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及直流无刷电机过载电流计算方法，具体包括以下步骤：S1：采集a个电流数据样本；S2：在采集的电流数据样本中随机选取b个样本；S3：将随机选取的电流数据样本按电流大小排序；S4：在排序的电流数据样本中剔除电流最大的c个样本；S5：在剩余的排序电流数据样本中取电流最大的d个样本；S6：计算d个样本的电流平均值。本发明具有能准确计算直流无刷电机的过载电流，有效发挥直流无刷电机性能，有效启动过载保护功能的优点。
Description
技术领域：
本发明涉及直流无刷电机技术领域，特别涉及直流无刷电机过载电流计算方法、保护装置。
背景技术：
直流无刷电机是一种将直流电能转换为机械能的装置。直流无刷电机分为直流无刷电机和直流有刷电机。直流无刷电机基于功率开关技术和永磁同步技术，使用霍尔传感器传递转子的位置，无电刷、无接口、无噪声，使用寿命长，故被广泛使用。
为防止电流过大对直流无刷电机的损害，一般都会增加过载保护功能，超过某一电流(过载电流)时，切断电源，保护直流无刷电机不被损毁。如何确定合适的过载电流，且在超过过载电流时能有效启动过载保护功能，是甄别直流无刷电机质量的重要指标。
过载电流的确定至关重要，过载电流数值太低，会影响直流无刷电机性能的发挥，过载电流数值太高，则有可能未启动过载保护功能而直接损害直流无刷电机。目前过载电流的确定是将电机堵转(电机转动过程中，使用障碍物迫使电机停止转动)，人工测量堵转状态下电机的电流，将其确定为过载电流。在实际中，因电机堵转时的电流是波动的，不稳定的，这种测量确定的过载电流是不准确的，往往达不到预想。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容：
为克服上述现有技术的不足，本发明提出直流无刷电机过载电流计算方法，具体包括以下步骤：
S1：采集a个电流数据样本；
S2：在采集的电流数据样本中随机选取b个样本；
S3：将随机选取的电流数据样本按电流大小排序；
S4：在排序的电流数据样本中剔除电流最大的c个样本；
S5：在剩余的排序电流数据样本中取电流最大的d个样本；
S6：计算d个样本的电流平均值；
所述步骤S1采集电流为直流无刷电机堵转状态下电流。
进一步地，所述步骤S1采集电流为采集于同一部直流无刷电机的电流，也可以是采集于多部直流无刷电机的电流。
进一步地，所述a>b>c。
进一步地，所述a>b>d。
进一步地，所述d>c。
本发明还提出直流无刷电机过载保护装置：包括电源入口和电源出口，电源入口接直流电源，电源出口接直流无刷电机，在电源入口和电源出口间设置继电器；在电源出口和继电器间设置电流传感器，采集电源出口的直流无刷电机电流；还包括微处理器；所述微处理器分别和电流传感器、继电器电连接；所述微处理器上保存预设电流阈值和预设时间，且能接收电流传感器采集的直流无刷电机电流值，并将接收到的电流值和预设电流阈值进行比对，且在预设时间段内持续高于预设电流阈值时，来控制继电器的断开。
进一步地，所述预设电流阈值为前述直流无刷电机过载电流计算方法获得的电流值。
本发明还提出直流无刷电机过载保护装置的检测方法：包括如下步骤：
S’1：接通直流无刷电机电源，使直流无刷电机正常工作；
S’2：使用障碍物使直流无刷电机停止转动；
S’3：堵转时间持续5秒；
S’4：直流无刷电机是否停止工作，如直流无刷电机停止工作，则过载保护装置启动正常，判定合格；如直流无刷电机不停止工作，则过载保护装置未正常启动，判定不合格。
与现有技术相比，本发明的直流无刷电机过载电流计算方法，采集多个电机堵转状态下电流，并从中随机选择，且剔除异常电流，后算出平均电流值，使得本发明具有能准确计算直流无刷电机的过载电流，有效发挥直流无刷电机性能，有效启动过载保护功能的优点。
附图说明：
图1为本发明直流无刷电机过载电流计算方法的步骤示意图；
图2为本发明直流无刷电机过载保护装置的结构示意图；
图3为本发明直流无刷电机过载保护装置的工作原理示意图；
图4为本发明直流无刷电机过载保护装置的检测方法的步骤示意图。
具体实施方式：
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1所示，本发明的直流无刷电机过载电流计算方法，包括以下步骤：
S1：接入研华工控机：AIMC-3200-00A1E+PCIE1816采集卡，采样速率设定：100KHz，给直流无刷电机上电并使其正常工作，后用障碍物(木棍)堵住该直流无刷电机使其停止转动，在该堵转状态下采集50000个电流数据，这50000个电流数据样本可以从同一部电机上采集，也可以
从不同部电机上采集；
S2：在采集的50000个电流数据样本中随机选取10000个样本；
S3：将随机选取的10000个电流数据样本按电流大小排序；
S4：在排序的10000电流数据样本中剔除电流最大的500个样本；
S5：在剩余的9500个排序电流数据样本中取电流最大的1000个样本；
S6：计算1000个样本的电流平均值，此平均值为直流无刷电机过载电流。
该计算方法大范围采样，且随机取样，并剔除异常数据，后计算平均数据，使得本计算方法获得的过载电流更准确，更能发挥直流无刷电机性能，更能正确启动过载保护，保护直流无刷电机免遭过流损害。
本发明还提出直流无刷电机过载保护装置，如图2所示，包括电源入口和电源出口，电源入口接直流电源，电源出口接直流无刷电机，在电源入口和电源出口间设置继电器；在电源出口和继电器间设置电流传感器，采集电源出口的直流无刷电机电流；还包括微处理器；所述微处理器分别和电流传感器、继电器电连接；所述微处理器上保存预设电流阈值和预设时间，且能接收电流传感器采集的直流无刷电机电流值，并将接收到的电流值和预设电流阈值进行比对，且在预设时间段内持续高于预设电流阈值时，来控制继电器的断开。该预设电流阈值为前述直流无刷电机过载电流计算方法获得的电流值。
其工作原理如下：
如图3所示，首先给微处理器上预设时间，预设电流阈值，预设时间一般设置5秒，如果低于5秒，有可能发生电流数据误报而导致错误启动过载保护而影响直流无刷电机的使用，而一般在5秒过载电流下，并不会对直流无刷电机造成损害；如果超过5秒，在过载电流下，就会对直流无刷电机造成损害，所以为避免误报，且不至于对电机损害的情况下，业内一般都选择5秒。直流无刷电机工作时，电流传感器不断对其电流进行检测，微处理器获取电流传感器采集的电流值，并判断该电流值是否大于预设电流阈值，如果在5秒时间段内，持续高于预设电流阈值，微处理器给继电器发一个断开信号，继电器切断电源，直流无刷电机停止工作。
为检测直流无刷电机过载保护装置的可靠性，在设置有过载保护装置的直流无刷电机出厂时，一般要对其过载保护装置是否能正常工作进行检测，因此，本发明又提出直流无刷电机过载保护装置的检测方法：具体包括如下步骤：
S’1：接通直流无刷电机电源，让直流无刷电机正常工作；
S’2：使用障碍物使直流无刷电机停止转动，比如：用木棍堵住直流无刷电机，让其不能转动；
S’3：堵转时间持续5秒；
S’4：直流无刷电机是否停止工作，如直流无刷电机自动切断电源停止工作，则过载保护装置启动正常，判定合格；如直流无刷电机未切断电源不停止工作，则过载保护装置未正常启动，判定不合格。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (8)
1.直流无刷电机过载电流计算方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：采集a个电流数据样本；
S2：在采集的电流数据样本中随机选取b个样本；
S3：将随机选取的电流数据样本按电流大小排序；
S4：在排序的电流数据样本中剔除电流最大的c个样本；
S5：在剩余的排序电流数据样本中取电流最大的d个样本；
S6：计算d个样本的电流平均值；
所述步骤S1采集电流为直流无刷电机堵转状态下电流。
2.根据权利要求1所述的直流无刷电机过载电流计算方法，其特征在于：所述步骤S1采集电流为采集于同一部直流无刷电机的电流，也可以是采集于多部直流无刷电机的电流。
3.根据权利要求1所述的直流无刷电机过载电流计算方法，其特征在于：所述a>b>c。
4.根据权利要求1所述的直流无刷电机过载电流计算方法，其特征在于：所述a>b>d。
5.根据权利要求1所述的直流无刷电机过载电流计算方法，其特征在于：所述d>c。
6.直流无刷电机过载保护装置：包括电源入口和电源出口，电源入口接直流电源，电源出口接直流无刷电机，其特征在于：在电源入口和电源出口间设置继电器；在电源出口和继电器间设置电流传感器，采集电源出口的直流无刷电机电流；还包括微处理器；所述微处理器分别和电流传感器、继电器电连接；所述微处理器上保存预设电流阈值和预设时间，且能接收电流传感器采集的直流无刷电机电流值，并将接收到的电流值和预设电流阈值进行比对，且在预设时间段内持续高于预设电流阈值时，来控制继电器的断开。
7.根据权利要求6所述的直流无刷电机过载保护装置，其特征在于：所述预设电流阈值为根据权利要求1至5任意一项所述的直流无刷电机过载电流计算方法获得的电流值。
8.根据权利要求6或7所述的直流无刷电机过载保护装置的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
S’1：接通直流无刷电机电源，使直流无刷电机正常工作；
S’2：使用障碍物使直流无刷电机停止转动；
S’3：堵转时间持续5秒；
S’4：直流无刷电机是否停止工作，如直流无刷电机停止工作，则过载保护装置启动正常，判定合格；如直流无刷电机不停止工作，则过载保护装置未正常启动，判定不合格。
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