CN114296429A - 一种控制器电机故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种控制器电机故障检测方法，所述方法包括如下步骤；S1、对初始状态下U相，V相桥臂中点进行采样；S2、通过控制U相下桥臂MOS管导通，采集V相桥臂中点电压，并对V相桥臂中点电压判断V相桥臂中点电压是否为“0”，若V相桥臂中点电压为“0”，说明电机未断线；若V相桥臂中点电压不为“0”，说明电机断线；S3、通过控制V相下桥臂MOS管导通，采集U相桥臂中点电压，并对U相桥臂中点电压判断是否为“0”，若U相桥臂中点电压为“0”，说明电机未断线；本发明通过判断U、V端电压变化是否正常即可检测电机是否出现断线或者桥臂MOS管是否正常。

Description

一种控制器电机故障检测方法

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种控制器电机故障检测方法。

背景技术

电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路；在电动驱动器应用场合中，电机控制器需要实现对电机是否断线和开关功率管是否正常的检测；如图1所示，针对电机的动力线断线故障，现有技术中通常通过对其中一相(Q₁、Q₂或Q₃、Q₄)发送PWM驱动信号，检测U、V两端电压变化是否与PWM一致来判断电机线连接是否正常或者功率管是否良好。

发明内容

为了更好、更全面地对电机故障检测，本发明提供一种控制器电机故障检测方法。该方法通过控制功率管的开通和关断，检测电机UV相中点电压并进行对比分析，从而判断UV相中点电压变化是否正常即可检测电机是否出现断线或者桥臂MOS是否正常。

一种控制器电机故障检测方法，所述方法包括如下步骤；

S1、对初始状态下U相，V相桥臂中点进行采样，判断两点电压是否满足

若不满足说明开关管不正常；

S2、通过控制U相下桥臂MOS管导通，采集V相桥臂中点电压，并对V相桥臂中点电压判断V相桥臂中点电压是否为“0”，若V相桥臂中点电压为“0”，说明电机未断线；若V相桥臂中点电压不为“0”，说明电机断线；

S3、通过控制V相下桥臂MOS管导通，采集U相桥臂中点电压，并对U相桥臂中点电压判断是否为“0”，若U相桥臂中点电压为“0”，说明电机未断线；若U相桥臂中点电压不为“0”，说明电机断线。

作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤S1还包括：

S11、在初始状态下，对U相，V相桥臂中点进行采样时，当检测到桥臂电压为“0”时，说明下桥臂MOS管短路；

S12、当检测到桥臂电压为电源电压时，说明上桥臂MOS管短路；

S13、通过控制U相下桥臂MOS管导通，采集U相桥臂中点电压，若U相中点电压不为“0”，判定U相下桥臂MOS管为开路；

S14、通过控制V相下桥臂MOS管导通，采集V相桥臂中点电压，若V相中点电压不为“0”，判定U相下桥臂MOS管为开路。

本发明至少具备以下有益效果：

1、本发明通过检测U、V相中点电压并进行对比，当检测到两点电压不满足

时，说明开关管不正常，从而在启动前提醒工作人员，避免强制启动给电机带来更大损坏。

2、本发明通过检测U、V相中点电压并与“0”电压以及电源电压进行对比，在初始状态下，对U相，V相桥臂中点进行采样时，当检测到桥臂电压为“0”时，说明下桥臂MOS管短路；当检测到桥臂电压为电源电压时，说明上桥臂MOS管短路；从而能够排除开关管不正常的原因是否为上桥臂MOS管或下桥臂MOS管短路引起的不正常，进而能够给维修人员提供故障原因，提高维修效率。

3、本发明通过控制U相或V相下桥臂MOS管导通，并采集U相或V相桥臂中点电压，且将U相或V相桥臂中点电压与“0”电压进行对比，若U相中点电压不为“0”，可以判断出U相下桥臂MOS管开路；若V相中点电压不为“0”，可以判断出V相下桥臂MOS管开路；从而能够排除开关管不正常的原因是否为桥臂MOS管开路引起的不正常；进而能够给维修人员提供故障原因，提高维修效率。

4、本发明通过控制其中一相的下桥臂Q₂或Q₄开通，另外桥臂保持驱动断开，通过判断U、V端电压变化是否正常即可检测电机是否出现断线。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为直流电机的单相交流电机驱动***电路示意图；

图2为桥臂驱动电路图；

图3为图2的电路的简化图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

本发明在原有如图1所示的直流电机的单相交流电机驱动***的基础上提出了一种控制器电机故障检测方法，如图3所示，以U相为例，其详细步骤如下；

一种控制器电机故障检测方法，所述方法包括如下步骤；

S1、对初始状态下U相，V相桥臂中点进行采样，判断两点电压是否满足

若不满足说明开关管不正常；

S11、在初始状态下，对U相，V相桥臂中点进行采样时，当检测到桥臂电压为“0”时，说明下桥臂MOS管短路；

S12、当检测到桥臂电压为电源电压时，说明上桥臂MOS管短路；

S13、通过控制U相下桥臂MOS管导通，采集U相桥臂中点电压，若U相中点电压不为“0”，判定U相下桥臂MOS管为开路；

S14、通过控制V相下桥臂MOS管导通，采集V相桥臂中点电压，若V相中点电压不为“0”，判定V相下桥臂MOS管为开路；

S2、通过控制U相下桥臂MOS管导通，采集V相桥臂中点电压，并对V相桥臂中点电压判断V相桥臂中点电压是否为“0”，若V相桥臂中点电压为“0”，说明电机未断线；若V相桥臂中点电压不为“0”，说明电机断线；

S3、通过控制V相下桥臂MOS管导通，采集U相桥臂中点电压，并对U相桥臂中点电压判断是否为“0”，若U相桥臂中点电压为“0”，说明电机未断线；若U相桥臂中点电压不为“0”，说明电机断线。

需着重说明的是，本发明文举例对象为应用于直流电机的单相交流电机驱动***，但该方法同样适用于三相交流电机驱动***；在此不再赘述。

在控制器硬件设计中，目前大多采用自举驱动的方式来实现桥臂上功率管的开通和关断，图2为典型的桥臂驱动电路设计，图3为图2的简化版本，同时考虑在实际应用中开关管两端对应的等效电容C₂；在实际应用中，V_CC电压为15V，二极管压降V_DB为0.5-0.7V。

在控制器未发出驱动时，自举驱动电路会建立电源V_CC，二极管DB，电容C_BS，等效电容C₂的回路；。因此U点会建立电压，且其表达式满足以下公式：

(其中V_DB二极管DB电压)，对初始状态下U相，V相桥臂中点进行采样，判断两点电压是否满足

否说明开关管不正常，存在故障，然后执行S11判断采集到的桥臂电压是否为“0”，若为“0”说明下桥臂MOS管短路；若不为“0”，执行步骤S12，然后判断采集到的桥臂电压是否为电源电压，若为电源电压说明上桥臂MOS管短路，若不为电源电压，执行步骤S13，然后通过控制U相下桥臂MOS管导通，采集U相桥臂中点电压，并判断U相中点电压是否为“0”，若U相中点电压不为“0”，可以判断出U相下桥臂MOS管开路；若为“0”，执行步骤S14，然后通过控制V相下桥臂MOS管导通，采集V相桥臂中点电压，若V相中点电压不为“0”，可以判断出V相下桥臂MOS管开路；由此根据采样的桥臂电压可以排除MOS管故障并非上述的短路或开路故障。

本发明需着重说明的是，由于在实际应用过程中在未发驱动时，桥臂中点U、V的电压值并不为“0”(由于驱动上桥臂自举电路上电容与MOS管寄生电容存在分压情况导致)，故在实际进行检测的时候只需要将其中一相的下桥臂(Q₂或Q₄)开通，另外桥臂保持驱动断开，通过判断U、V端电压变化是否正常即可检测电机是否出现断线或者桥臂MOS管是否正常。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.一种控制器电机故障检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤；

S1、对初始状态下U相，V相桥臂中点进行采样，判断两点电压是否满足

若不满足说明开关管不正常；

S2、通过控制U相下桥臂MOS管导通，采集V相桥臂中点电压，并对V相桥臂中点电压判断V相桥臂中点电压是否为“0”，若V相桥臂中点电压为“0”，说明电机未断线；若V相桥臂中点电压不为“0”，说明电机断线；

S3、通过控制V相下桥臂MOS管导通，采集U相桥臂中点电压，并对U相桥臂中点电压判断是否为“0”，若U相桥臂中点电压为“0”，说明电机未断线；若U相桥臂中点电压不为“0”，说明电机断线。

2.根据权利要求1所述的一种控制器电机故障检测方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：

S11、在初始状态下，对U相，V相桥臂中点进行采样时，当检测到桥臂电压为“0”时，说明下桥臂MOS管短路；

S12、当检测到桥臂电压为电源电压时，说明上桥臂MOS管短路；

S13、通过控制U相下桥臂MOS管导通，采集U相桥臂中点电压，若U相中点电压不为“0”，判定U相下桥臂MOS管为开路；

S14、通过控制V相下桥臂MOS管导通，采集V相桥臂中点电压，若V相中点电压不为“0”，判定U相下桥臂MOS管为开路。

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