CN104184123A - 电机、电机运动保护方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种电机、电机运动保护方法及装置，所述方法包括：检测输入电机的实际电流强度；将所述实际电流强度与预设的过流保护值进行比较，所述过流保护值与电机的行程位置对应；若所述实际电流强度大于所述过流保护值，切断输入电机的电源。本发明对电机运动的过程中，不同的行程位置设置不同的过流保护值，使得过流保护值能够适应电机运动的全行程，同时避免了电机启动时输入的较大的启动电流可能导致的误判断，且无需通过大量的实验测试得出精确的过流保护值的设置值，从而减少了测试过流保护值的设置值所耗费的时间，且在系统量产时不再要求所有部件加工和组装的一致性，因此对机械加工工艺及安装精度的要求较低。

Description

电机、电机运动保护方法及装置

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种电机、电机运动保护方法及装置。

背景技术

电机在运动过程中，难免会发生一些突发状况，为了防止各类突发状况可能对系统造成的损害，需要对电机采取一定的保护措施，例如可以给电机设置一个过流保护值。电机工作时，电机带动负载，当电机的驱动器检测到输入电机的电流超过上述过流保护值时，则认为发生了突发状况，如系统发生碰撞等，此时，驱动器切断输入电机的电源。

现有的电机及电机驱动器，用于电机突发状况保护的过流保护值通常为一个预设的值，发明人发现，这样的设计存在以下缺陷：

1、电机在全行程中，不同的行程位置下所对应的合理的电流强度参考值往往是不同的，而且部件的机械加工和组装也不可能达到完全的一致性，过流保护值采用单一的设置值无法保证在电机全行程的每一点都准确适用。例如电机在启动时，输入电机的启动电流远大于启动后正常工作时的电流，因此，过流保护值不能设置得太小，以免影响电机的正常启动，然而，若将过流保护值设置得太大，则会影响电机的安全性，容易出现保护不及时，对人员或者设备造成损伤，过流保护值采用单一的设置值难以克服上述矛盾。

2、由于过流保护值的确定需要考虑到诸多方面的影响，因此，需要通过大量实验测试来得出一个精确的过流保护值设置值，从而尽可能地降低各类情况所带来的负面影响。然而，在系统量产时，很难保证量产机型与样机的一致性，因此，将样机上测试得到的数据复制到量产机型上不一定适用。

发明内容

本发明解决的是现有技术中电机过流保护值采用单一的设置值，无法保证在电机全行程都适用的技术问题。

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种电机运动保护方法，包括：

检测输入电机的实际电流强度；

将所述实际电流强度与预设的过流保护值进行比较，所述过流保护值与电机的行程位置对应；

若所述实际电流强度大于所述过流保护值，切断输入电机的电源。

可选的，所述预设的过流保护值的获取方法为：

获得在至少一种预设条件下各个行程位置输入电机的电流强度数据并记录；

根据记录的所述至少一组所述电流强度数据，计算电机在各个行程位置的电流强度参考值；

根据所述电流强度参考值，计算电机在各个行程位置的过流保护值。

可选的，所述预设条件为：预设的加速度、速度条件。

可选的，所述获得在至少一种预设条件下各个行程位置输入电机的电流强度数据并记录之后，还包括：

根据记录的至少一组所述电流强度数据，绘制在预设条件下，输入电机的电流强度与电机行程位置的对应关系曲线，所述对应关系曲线用于计算电机在各个行程位置的电流强度参考值。

可选的，所述根据所述电流强度参考值，计算电机在各个行程位置的过流保护值具体为：在所述电流强度参考值的基础上，增加预设的保护电流容限，得出电机在各个行程位置的过流保护值。

可选的，所述保护电流容限为固定值或电流强度参考值的倍数。

可选的，所述保护电流容限为电流强度参考值的0.2倍。

为了解决上述问题，本发明实施例还提供一种电机运动保护装置，包括：

存储单元，用于存储预设的过流保护值，所述过流保护值与电机的行程位置对应；

检测单元，用于检测输入电机的实际电流强度；

比较单元，用于将所述检测单元检测到的实际电流强度与所述存储单元存储的预设的过流保护值进行比较；

电源控制单元，用于根据所述比较单元比较所获得的结果，若所述实际电流强度大于所述过流保护值，切断输入电机的电源。

可选的，所述电机运动保护装置还包括：

记录单元，用于记录在至少一种预设条件下各个行程位置输入电机的电流强度数据；

第一计算单元，用于根据所述记录单元记录的至少一组所述电流强度数据，计算电机在各个行程位置的电流强度参考值；

第二计算单元，用于根据所述第一计算单元计算得到的电流强度参考值，计算电机在各个行程位置的过流保护值。

可选的，所述记录单元记录的预设条件为：预设的加速度、速度条件。

可选的，所述电机运动保护装置还包括：

曲线绘制单元，用于根据所述记录单元记录的至少一组所述电流强度数据，绘制在预设条件下输入电机的电流强度与电机行程位置的对应关系曲线，所述对应关系曲线用于计算电机在各个行程位置的电流强度参考值。

为了解决上述问题，本发明实施例还提供一种电机，包括驱动器，还包括上述电机运动保护装置。

可选的，所述电机运动保护装置设置在所述驱动器上。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

对电机运动的过程中，不同的行程位置设置不同的过流保护值，使得过流保护值能够适应电机运动的全行程，同时避免了电机启动时输入的较大的启动电流可能导致的误判断。另外，无需通过大量的实验测试得出精确的过流保护值的设置值，从而减少了测试过流保护值的设置值所耗费的时间，且在系统量产时不再要求量产机型与样机的一致性，因此对机械加工工艺及安装精度的要求较低。

进一步地，测定在不同加速度、速度条件下，电机在各个行程位置的电流强度参考值，从而使得计算出的过流保护值能够适应电机以各种不同加速度、速度运动的情况。

进一步地，绘制在预设条件下，输入电机的电流强度与电机行程位置的对应关系曲线，用于计算电机在各个行程位置的电流强度参考值，在具体的实施例中，对于不同的加速度、速度条件，可以绘制多条电流强度与电机行程位置的对应关系曲线，从而方便了对不同加速度、速度条件下，电机在各个行程位置的电流强度进行综合处理。

附图说明

图1是本发明实施例一中电机运动保护方法流程图；

图2是本发明实施例二中用于电机运动保护的过流保护值的获取方法流程图；

图3是本发明实施例三中电机运动保护装置结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中，对电机运动的过程中，不同的行程位置设置不同的过流保护值，使得过流保护值能够适应电机运动的全行程，同时避免了电机启动时输入的较大的启动电流可能导致的误判断。另外，无需通过大量的实验测试得出精确的过流保护值的设置值，从而减少了测试过流保护值的设置值所耗费的时间，同时在系统量产时不再需要苛求量产机型与样机的一致性，因此减小了对机械加工工艺及安装精度的依赖。

为使本领域技术人员更好地理解和实现本发明，以下参照附图，通过具体实施例进行详细说明。

实施例一

参照图1所示的电机运动保护方法流程图，以下通过具体步骤进行详细说明：

S101，检测输入电机的实际电流强度。

在电机运动的过程中，输入电机的实际电流强度是变化的，发明人发现，这个变化往往与电机运动的行程位置密切相关。例如，电机在启动时，输入电机的电流强度远大于启动后正常工作时的电流强度；又如，电机在运动到上升阶段时，输入电机的电流强度大于电机运动到下降阶段时；再如，电机在运动到需要加速、减速或转弯时，输入电机的电流强度大于电机做匀速直线运动时。

在电机运动的过程中，反复检测输入电机的实际电流强度。在具体的实施例中，可以是每隔固定的时间段检测一次实际电流强度，也可以在特定的行程位置进行检测。

S102，将所述实际电流强度与预设的过流保护值进行比较，所述过流保护值与电机的行程位置对应。

在具体的实施例中，检测输入电机的实际电流强度的步骤与将所述实际电流强度与预设的过流保护值进行比较可以是对应的，即每次检测完实际电流强度之后，将检测的结果与预设的过流保护值进行比较。当然，这样的对应关系并不是必须的，例如，当实际电流强度的检测频率较低时，将检测到一个实际电流强度数据分别与多个不同的过流保护值进行比较同样是可行的。

S103，若所述实际电流强度大于所述过流保护值，切断输入电机的电源。

根据步骤S102中比较得到的结果判断电机是否处于正常工作状态，当所述实际电流强度小于所述过流保护值时，认为电机正常运动；若所述实际电流强度大于所述过流保护值，认为电机发生了突发状况，例如系统发生碰撞等，此时，切断输入电机的电源。

需要注意的是，在电机运动的过程中，上述步骤S101与步骤S102不断地反复进行，直至电机运动结束。在具体的实施例中，步骤S101的开始并不以上一个流程的步骤S102结束为条件，即可以在上一个流程的步骤S102还在进行的过程中，同时进行下一个流程的步骤S101。而步骤S103则由S102中比较得到的结果来触发。

本实施例与现有技术的不同之处在于：所述过流保护值与电机的行程位置对应。现有技术中，过流保护值通常为一个预设的值，而本实施例中的过流保护值则与电机的行程位置对应。这是因为在电机运动的过程中，输入电机的实际电流强度是变化的，而这个变化往往与电机运动的行程位置密切相关，因此，本实施例中，根据电机运动的行程位置，将检测到的实际电流强度分别与当前所处的行程位置下的过流保护值进行比较，从而能够提供更好的过流保护。

实施例二

参照图2所示的用于电机运动保护的过流保护值的获取方法流程图，本实施例与实施例一的不同之处在于，进一步提供了通过测试获取所述过流保护值的方法，以下通过具体步骤进行详细说明：

S201，获得在至少一种预设条件下各个行程位置输入电机的电流强度数据并记录。

除了与电机的行程位置有关外，发明人还发现，输入电机的电流强度还与电机运动的加速度、速度有一定的关联。

在具体的实施例中，可以先预设电机运动的加速度、速度，控制电机在预设的加速度、速度条件下进行运动，同时记录在所述预设的加速度、速度条件下，电机在各个行程位置通过电机的电流强度数据。

在具体的实施例中，可以控制电机进行正反向全行程运动，记录电机全行程的电流强度数据，当然，也可以根据实际需要，只测试并获得部分行程的电流强度数据。考虑到电机在运动过程中，哪些行程位置比较特殊是可以预料的，即哪些行程位置的电流强度数据会显著大于或小于其他行程位置，因此，也可以仅仅对上述比较特殊的行程位置进行测试。

在具体的实施例中，为了使最终得出的过流保护值能够适应电机在不同加速度、速度条件下的运动，可以在重设加速度、速度的预设值后，再次进行测试。每次重设加速度、速度的预设值后，记录一组电流强度数据。

S202，根据记录的所述至少一组所述电流强度数据，计算电机在各个行程位置的电流强度参考值。

根据步骤S201中记录的电流强度数据，计算电机在各个行程位置的电流强度参考值。

在只记录了一组电流强度数据的情况下，可以直接得出电流强度参考值。

在记录了多组电流强度数据的情况下，对多组电流强度数据进行综合处理，可以使得出的数据能够适应电机在各种不同加速度、速度条件下的运动。所述综合处理的方法可以采用取平均值法、排除明显错误的最大、最小值等方法。

在具体的实施例中，为了方便对上述多组电流强度数据的综合处理，可以采用绘制曲线图的方法，对每一组电流强度数据分别绘制电流强度与电机行程位置的对应关系曲线，多组电流强度数据绘制成多条对应关系曲线，所述对应关系曲线用于计算电机在各个行程位置的电流强度参考值。在绘制了电流强度与电机行程位置的对应关系曲线的情况下，根据绘制的至少一条所述电流强度与电机行程位置的对应关系曲线，计算电机在各个行程位置的电流强度参考值。

在具体的实施例中，如果不需要得到精确的过流保护值的设置值，可以对电机运动的行程位置进行分段处理，分段处理的具体方法可以是：在连续的行程位置上，若对应的电流强度参考值的变化始终处于预设的阈值范围内，则将上述连续的行程位置作为一段，同一段行程位置采用相同的过流保护值，所述过流保护值可以根据该段的电流强度参考值的平均值来计算得到。

S203，根据所述电流强度参考值，计算电机在各个行程位置的过流保护值。

由于电机每次运动时，输入电机的电流强度未必与测试得出的结果刚好相等，如果直接将电流强度参考值作为过流保护值，会带来不必要的误判断。因此，可以在所述电流强度参考值的基础上，增加预设的保护电流容限，得到过流保护值。

在具体的实施例中，保护电流容限可以设置为固定值或者是电流强度参考值的倍数。在保护电流容限是电流强度参考值倍数的情况下，可以是0.2倍。

需要说明的是，本实施例所提供的过流保护值的获取方法并不是获得实施例一中的过流保护值的唯一方法，实施例一中的过流保护值，除了可以通过测试的方法获得以外，也可以通过理论推算的方法获得，还可以通过对部分行程位置的测试，结合理论推算来获得全行程的过流保护值。

实施例三

参照图3所示的电机运动保护装置结构示意图，包括：存储单元301、检测单元302、比较单元303、电源控制单元304，其中：

存储单元301，用于存储预设的过流保护值，所述过流保护值与电机的行程位置对应；

检测单元302，用于检测输入电机的实际电流强度；

比较单元303，用于将所述检测单元302检测到的实际电流强度与所述存储单元301存储的预设的过流保护值进行比较；

电源控制单元304，用于根据所述比较单元303比较所获得的结果，若所述实际电流强度大于所述过流保护值，切断输入电机的电源。

本实施例中，对电机运动的过程中，不同的行程位置设置不同的过流保护值，使得过流保护值能够适应电机运动的全行程，同时避免了电机启动时输入的较大的启动电流可能导致的误判断。另外，无需通过大量的实验测试得出精确的过流保护值的设置值，从而减少了测试过流保护值的设置值所耗费的时间，且在系统量产时不再要求量产机型与样机的一致性，因此对机械加工工艺及安装精度的要求较低。

在一个优选的实施例中，还可以包括：记录单元311、第一计算单元312、第二计算单元313，其中：

记录单元311，用于记录在至少一种预设条件下各个行程位置输入电机的电流强度数据；

第一计算单元312，用于根据所述记录单元311记录的至少一组所述电流强度数据，计算电机在各个行程位置的电流强度参考值；

第二计算单元313，用于根据所述第一计算单元312计算得到的电流强度参考值，计算电机在各个行程位置的过流保护值。

在一个优选的实施例中，所述记录单元311记录的预设条件为：预设的加速度、速度条件。

通过测定在不同加速度、速度条件下，电机在各个行程位置的电流强度参考值，从而使得计算出的过流保护值能够适应电机以各种不同加速度、速度运动的情况。

在一个优选的实施例中，还可以包括：曲线绘制单元314，用于根据所述记录单元311记录的至少一组所述电流强度数据，绘制在预设条件下输入电机的电流强度与电机行程位置的对应关系曲线，所述对应关系曲线用于计算电机在各个行程位置的电流强度参考值。

本实施例中，通过绘制在预设条件下，输入电机的电流强度与电机行程位置的对应关系曲线，用于计算电机在各个行程位置的电流强度参考值，在具体的实施例中，对于不同的加速度、速度条件，可以绘制多条电流强度与电机行程位置的对应关系曲线，从而方便了对不同加速度、速度条件下，电机在各个行程位置的电流强度进行综合处理。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种电机运动保护方法，其特征在于，包括：

检测输入电机的实际电流强度；

将所述实际电流强度与预设的过流保护值进行比较，所述过流保护值与电机的行程位置对应；

若所述实际电流强度大于所述过流保护值，切断输入电机的电源。

2.如权利要求1所述的电机运动保护方法，其特征在于，所述预设的过流保护值的获取方法为：

获得在至少一种预设条件下各个行程位置输入电机的电流强度数据并记录；

根据记录的所述至少一组所述电流强度数据，计算电机在各个行程位置的电流强度参考值；

根据所述电流强度参考值，计算电机在各个行程位置的过流保护值。

3.如权利要求2所述的电机运动保护方法，其特征在于，所述预设条件为：预设的加速度、速度条件。

4.如权利要求2所述的电机运动保护方法，其特征在于，所述获得在至少一种预设条件下各个行程位置输入电机的电流强度数据并记录之后，还包括：

根据记录的至少一组所述电流强度数据，绘制在预设条件下，输入电机的电流强度与电机行程位置的对应关系曲线，所述对应关系曲线用于计算电机在各个行程位置的电流强度参考值。

5.如权利要求2所述的电机运动保护方法，其特征在于，所述根据所述电流强度参考值，计算电机在各个行程位置的过流保护值具体为：在所述电流强度参考值的基础上，增加预设的保护电流容限，得出电机在各个行程位置的过流保护值。

6.如权利要求5所述的电机运动保护方法，其特征在于，所述保护电流容限为固定值或电流强度参考值的倍数。

7.如权利要求6所述的电机运动保护方法，其特征在于，所述保护电流容限为电流强度参考值的0.2倍。

8.一种电机运动保护装置，其特征在于，包括：

存储单元，用于存储预设的过流保护值，所述过流保护值与电机的行程位置对应；

检测单元，用于检测输入电机的实际电流强度；

比较单元，用于将所述检测单元检测到的实际电流强度与所述存储单元存储的预设的过流保护值进行比较；

电源控制单元，用于根据所述比较单元比较所获得的结果，若所述实际电流强度大于所述过流保护值，切断输入电机的电源。

9.如权利要求8所述的电机运动保护装置，其特征在于，还包括：

记录单元，用于记录在至少一种预设条件下各个行程位置输入电机的电流强度数据；

第一计算单元，用于根据所述记录单元记录的至少一组所述电流强度数据，计算电机在各个行程位置的电流强度参考值；

第二计算单元，用于根据所述第一计算单元计算得到的电流强度参考值，计算电机在各个行程位置的过流保护值。

10.如权利要求9所述的电机运动保护装置，其特征在于，所述记录单元记录的预设条件为：预设的加速度、速度条件。

11.如权利要求9所述的电机运动保护装置，其特征在于，还包括：

曲线绘制单元，用于根据所述记录单元记录的至少一组所述电流强度数据，绘制在预设条件下输入电机的电流强度与电机行程位置的对应关系曲线，所述对应关系曲线用于计算电机在各个行程位置的电流强度参考值。

12.一种电机，包括驱动器，其特征在于，还包括权利要求8至11中任一项所述的电机运动保护装置。

13.如权利要求12所述的电机，其特征在于，所述电机运动保护装置设置在所述驱动器上。