CN106569129A - 电机安全检测方法及系统和电机控制系统 - Google Patents

电机安全检测方法及系统和电机控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电机安全检测方法及系统和电机控制系统，电机启动之前，在母线整流桥和充电电容之间接入缓冲电阻，在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压，分析滤波后的波动周期，当滤波后的波动周期在预设持续时间内维持在设定范围内时，则输出报警提醒；当滤波后的波动周期在预设持续时间内未在设定范围内时，则在母线整流桥和充电电容之间断开缓冲电阻的接入，并输出启动信号。通过在电机启动之前，利用缓冲电阻在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压，使得母线电压的检测在变频器停机或带电机空载运行时更加精确，从而保证后续的母线电压的趋势判断能够更加精准、真实，因此提升输入缺相检测的精确度，避免误判。

Description

电机安全检测方法及系统和电机控制系统
技术领域
本发明涉及电机启动前的安全检测，尤其是涉及一种电机安全检测方法及系统和电机控制系统。
背景技术
变频器在工业领域中已经得到广泛应用，变频器在输入三相电源时，电源的稳定性对变频器的工作至关重要，因此输入电源缺相保护功能已经作为变频器的一个最基本的保护功能
传统的输入电源缺相检测方法主要包括两类：一是采用硬件电路检测，通过采样电路采样三相输入电源信号，经过一系列处理，通过波形比较来判断输入缺相；二是通过硬件降压电路，将采样三相输入电压送入数字信号处理电路(DSP)的AD采样口，通过软件判断三相电压输入缺相。
传统采用硬件的缺相检测方法对于低成本、紧凑型小功率变频器而言，会增加电路成本和复杂度，增加电路板PCB体积，进而影响整机结构与体积。
发明内容
基于此，有必要提供一种电机安全检测方法及系统和电机控制系统。
在本发明的其中一个方面，提供了一种电机安全检测方法，其包括以下步骤：
电机启动之前，在母线整流桥和充电电容之间接入缓冲电阻，在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压，其中，每次逆变桥载波周期达到时对母线电压进行一次采样；
根据当前逆变桥载波频率大小，确定从母线电压的采样结果中进行抽样的间隔取样时间；
依据所述间隔取样时间，从母线电压的采样结果中抽取母线电压；
开始记录抽样时间，根据连续抽取的预设数量的母线电压，获得所述母线电压的变化趋势，当母线电压在两次上升起始段之间存在一次下降段时，则将当前记录的抽样时间赋值为母线电压的一个波动周期，并重新记录下一个抽样时间，依此循环在预设持续时间内连续获得多个波动周期；
将母线电压的多个波动周期进行滤波，获得滤波后的波动周期；
分析所述滤波后的波动周期，当滤波后的波动周期在预设持续时间内维持在设定范围内时，则输出报警提醒；当滤波后的波动周期在预设持续时间内未在设定范围内时，则在母线整流桥和充电电容之间断开缓冲电阻的接入，并输出启动信号。
其中，所述根据当前逆变桥载波频率大小，确定从母线电压的采样结果中进行抽样的间隔取样时间，依据所述间隔取样时间，从母线电压的采样结果中抽取母线电压，开始记录抽样时间的步骤包括：
获取当前逆变桥载波频率，根据所述当前逆变桥载波频率查找间隔取样时间；
根据查找获得的取样时间，设定间隔取样时间定时器的计时时间；
每当间隔取样时间定时器的计时时间到达，则从母线电压的采样结果中抽取母线电压的当前采样结果；
开启计时器，记录所述抽样时间。
其中，所述根据连续抽取的预设数量的母线电压，获得所述母线电压的变化趋势的步骤包括：
连续多次判断三个相邻取样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于上升起始段；
连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递减，若多次判断的结果均为递减，则视为母线电压处于下降段；
在母线电压处于波动周期的下降段时，连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于下一个上升起始段。
其中，所述在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压的步骤之后，还包括：
对采样的母线电压进行低通惯性滤波；
对滤波后的母线电压进行采样，并计算出在额定时间内母线电压的最大值和最小值；
基于母线电压的最大值和最小值计算母线电压的波动幅值；
判断所述波动幅值是否超过预设波动阈值，若是，则执行所述根据当前逆变桥载波频率大小，确定从母线电压的采样结果中进行抽样的间隔取样时间的步骤至所述分析所述滤波后的波动周期的步骤。
在本发明的其中一个方面，提供了一种电机安全检测系统，其包括采样模块、滤波模块、处理模块、及判断模块；
所述采样模块用于当在母线整流桥和母线电容之间接入缓冲电阻时，在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压，其中，每次逆变桥载波周期达到时对母线电压进行一次采样；
所述处理模块用于根据当前逆变桥载波频率大小，确定从母线电压的采样结果中进行抽样的间隔取样时间，依据所述间隔取样时间，从母线电压的采样结果中抽取母线电压，开始记录抽样时间；
所述判断模块用于根据连续抽取的预设数量的母线电压，获得所述母线电压的变化趋势，当母线电压在两次上升起始段之间存在一次下降段时，则将当前记录的抽样时间赋值为母线电压的一个波动周期，并重新记录下一个抽样时间，依此循环在预设持续时间内连续获得多个波动周期；
所述滤波模块用于将母线电压的多个波动周期进行滤波，获得滤波后的波动周期；
所述处理模块还用于分析所述滤波后的波动周期，当滤波后的波动周期在预设持续时间内维持在设定范围内时，则输出报警提醒；当滤波后的波动周期在预设持续时间内未在设定范围内时，则在母线整流桥和充电电容之间断开缓冲电阻的接入，并输出启动信号。
其中，所述处理模块还用于获取当前逆变桥载波频率，根据所述当前逆变桥载波频率查找间隔取样时间；根据查找获得的取样时间，设定间隔取样时间定时器的计时时间；当间隔取样时间定时器的计时时间到达，则从母线电压的采样结果中抽取母线电压的采样结果；开启计时器，记录所述抽样时间。
其中，所述判断模块用于连续多次判断三个相邻取样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于上升起始段；
所述判断模块用于连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递减，若多次判断的结果均为递减，则视为母线电压处于下降段；
在母线电压处于波动周期的下降段时，所述判断模块用于连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于下一个上升起始段。
其中，所述滤波模块还用于在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压的步骤之后，对采样的母线电压进行低通惯性滤波；
所述系统还包括计算模块，用于对滤波后的母线电压进行采样，并计算出在额定时间内母线电压的最大值和最小值；基于母线电压的最大值和最小值计算母线电压的波动幅值；判断所述波动幅值是否超过预设波动阈值，若是，则执行所述滤波模块、处理模块、及判断模块。
在本发明的其中一个方面，提供了一种电机控制系统，其包括整流桥模块、充电电容、缓冲电阻、开关模块、电压检测模块、逆变桥模块、控制模块及电机；
所述整流桥模块的输入连接三相电源，所述逆变桥模块与所述充电电容并联，所述整流桥模块的输出包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接充电电容的一端和逆变桥模块的一输入，所述第二输出端依次通过缓冲电阻连接充电电容的另一端和逆变桥模块的另一输入端；所述开关模块与所述缓冲电阻并联，所述电压检测模块的一输入连接在所述缓冲电阻和整流桥模块的第二输出端之间，所述电压检测模块的另一输入连接在充电电容和整流桥模块的第一输出端之间；所述电压检测模块的电压输出端连接控制模块的输入端，所述控制模块的逆变输出端连接逆变器的控制信号输入端，电机的输入接入逆变桥模块的输出端，开关模块的受控端连接控制模块的开关信号输出端；
在启动电机之前，控制模块输出第一开关信号控制开关模块处于第一状态使缓冲电阻接入母线，所述电压检测模块采样母线电压输入所述控制模块，当所述控制模块计算的母线电压的波动周期在预设持续时间内维持在设定范围内时，则所述控制模块输出报警提醒信号；当所述控制模块计算的母线电压的波动周期在预设持续时间内未在设定范围内时，则所述控制模块输出第二开关信号控制开关模块处于第二状态使母线整流桥和充电电容之间断开缓冲电阻的接入，并产生启动信号。
其中，还包括与控制模块连接的安全检测模块，所述安全检测模块用于检测电机启动之前的电路故障，并向所述控制模块输出故障报警信号，当产生了启动信号、且不存在故障报警信号时，所述控制模块向逆变桥模块输入电机启动信号。
上述电机安全检测方法、系统及电机控制系统通过在电机启动之前，在母线整流桥和充电电容之间接入缓冲电阻，利用缓冲电阻在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压，使得母线电压的检测在变频器停机或带电机空载运行时更加精确，从而保证后续的母线电压的趋势判断能够更加精准、真实，因此提升输入缺相检测的精确度，避免误判。因而，仅需利用缓冲电阻的接入和释放来使得只需利用对母线电压的采样就能准确的判断在变频器停机或带电机空载运行时的输入电源缺相，无需增加额外的硬件电路，因而避免因增加额外硬件电路而带来的诸多问题。
附图说明
图1为电机安全检测方法的流程图；
图2为电机安全检测系统的模块图；
图3为电机安全检测系统的模块图；
图4为电机安全检测系统的电路图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，为电机安全检测方法的流程图。
一种电机安全检测方法，用于对变频器的三相输入电源进行缺相检测，包括以下步骤：
步骤S110，在电机启动之前，在母线整流桥和充电电容之间接入缓冲电阻，在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压，其中，每次逆变桥载波周期达到时对母线电压进行一次采样。更进一步地，在其中一个实施例中，还可以对采样的母线电压进行滤波，例如进行低通惯性滤波。
在逆变桥载波周期中断程度对母线电压进行采样并滤波，该中断程序为每隔一个逆变桥载波周期执行一次。滤波方式采用低通惯性滤波，滤波公式如下：
Udc为滤波后的母线电压，Udcsample为未滤波采样到的母线电压。
依据上述采样规则，可以连续获得多个母线电压的采样结果。
步骤S120，根据当前逆变桥载波频率大小，确定从母线电压的采样结果中进行抽样的间隔取样时间。逆变桥载波频率可以根据实际情况进行调节，由用户设定。当逆变桥载波频率较大时，需要放慢采样时间来获得母线电压，从而使母线电压的波动周期检测更加精确。例如，在其中一个实施例中，根据当前逆变桥载波周期大小来确定所述母线电压的间隔取样时间的步骤包括：当逆变桥载波频率≤2000赫兹时，间隔取样时间为第一数值，可以通过计数器累加第一数值来确定间隔取样时间的到达，或者还可以通过定时器来确定第一数值时间的到达，当间隔取样时间计时或定时到达时都需要执行步骤130，其中，第一数值可以由逆变桥载波周期确定。当2000赫兹＜逆变桥载波频率＜6000赫兹时，间隔取样时间为第二数值，其可以为第一数值的第一倍数(通常取整数)，也可以通过计数器累加第二数值来确定间隔取样时间的到达，或者还可以通过定时器来确定第二数值时间的到达，当间隔取样时间计时或定时到达时都需要执行步骤130。也就是说，在第二数值作为间隔取样时间时，所述母线电压的采样周期每隔第一倍数减1个逆变桥载波周期进行一次抽样判断获取母线电压的波动分析。当逆变桥载波周期≥6000赫兹时，间隔取样时间为第三数值，可以为第一数值的第二倍数(通常取整数)，也可以通过计数器累加第三数值来确定间隔取样时间的到达，或者还可以通过定时器来确定第三数值时间的到达，当间隔取样时间计时或定时到达时都需要执行步骤130。也就是说，在第三数值作为间隔取样时间时，所述母线电压的采样周期每隔第二倍数减1个逆变桥载波周期进行一次抽样判断获取母线电压的波动分析，即每隔第二倍数减1个逆变桥载波周期都需要执行步骤130。
当然，根据不同的当前逆变桥载波频率，还可以通过获取当前逆变桥载波频率，利用查表的方式，根据所述当前逆变桥载波频率查找间隔取样时间；并根据查找获得的取样时间，设定间隔取样时间定时器的计时时间；每当间隔取样时间定时器的计时时间到达，则从母线电压的采样结果中抽取母线电压的当前采样结果，用于执行抽样判断获取母线电压的波动分析。并开启计时器，记录所述抽样时间。
步骤S130，依据所述间隔取样时间，从母线电压的采样结果中抽取母线电压；开始记录抽样时间，根据连续抽取的预设数量的母线电压，获得所述母线电压的变化趋势。连续抽取的预设数量可以大于等于3。开始记录抽样时间的过程可以采用计时器，也可以采用定时器。
具体的，步骤130包括：
连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于上升起始段。
连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递减，若多次判断的结果均为递减，则视为母线电压处于下降段。
在母线电压处于波动周期的下降段时，连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于下一个上升起始段。
在本实施例中，判断当前母线电压Udc[k]与上次母线电压Udc[k-1]以及上上次母线电压Udc[k-2]，判断是否满足Udc[k]＞Udc[k-1]＞Udc[k-2]，如果连续3次都满足，说明此时母线电压位于上升周期开始段，母线电压波动周期计数器赋给母线电压波动周期，同时母线电压波动周期计数器清零。本实施例中，母线电压波动计算周期以电压上升段为起点是基于以下考虑：输入缺相时，母线电压波形上升斜率大于下降斜率，单位时间上升段母线电压变化比下降段大。因此，电压上升条件更容易判断。如果以下降段为起始段开始判断，则由于下降段开始段平缓，容易误判断，影响频率计算精度。上述k表示抽样时间或者抽样次数。
当连续5次检测到Udc[k]＜Udc[k-1]＜Udc[k-2]，说明母线电压开始处于下降段。
当母线电压下降段条件满足之后，如连续3次出现Udc[k]＞Udc[k-1]＞Udc[k-2],说明下一个母线电压上升周期开始，那么此时母线电压波动周期计数器值即为母线电压波动周期。同时母线电压波动周期计数器清零，下一个周期计数开始。上述判断波动周期中连续检测3次和5次是为了更准确的判断母线电压上升下降趋势。
步骤S140，依据上述判断，当母线电压在两次上升起始段之间存在一次下降段时，则将当前记录的抽样时间赋值为母线电压的一个波动周期，并重新记录下一个抽样时间，依此循环在预设持续时间内连续获得多个波动周期，即重复执行上述步骤S130获得多个波动周期。其中，所述母线电压波动周期可以由逆变桥载波周期的中断次数确定。对应的母线电压的波动频率可以为载波频率/载波周期中断次数。
步骤S150，将母线电压的多个波动周期进行滤波，获得滤波后的波动周期。这里的滤波方式也可以采用前文公式中提到的低通惯性滤波。
步骤S160，分析所述滤波后的波动周期，当滤波后的波动周期在预设持续时间内维持在设定范围内时，则输出报警提醒；当滤波后的波动周期在预设持续时间内未在设定范围内时，则在母线整流桥和充电电容之间断开缓冲电阻的接入，并输出启动信号。当不存在其他故障报警信号时，例如不存在短路报警信号时，启动信号输入至逆变桥则可以产生PWM调制波控制电机运转。预设持续时间可以为大于等于变频器功能码设定输入缺相检测时间，用于判断波动周期的设定范围可以由50Hz-150Hz转化为周期数来确定。判断波动周期在预设持续时间内是否维持在设定范围内，也可理解为，在预设持续时间内接收的多个波动周期是否在维持在设定范围内。本实施例中的预设持续时间大于等于20Ms。
具体的，在其中一个实施例中，将获得的波动周期转化为波动频率，当母线电压的波动频率在50Hz-150Hz之间，且持续时间超过变频器功能码设定输入缺相检测时间，那么输入缺相故障成立。其中输入缺项检测时间可以自由设定，方便调整缺相检测时间。变频器功能码允许的母线电压波动值可以供用户选择即使在输入缺相条件下，如果母线电压没有超过允许值，变频器可以继续运行，避免变频器停机故障带来的损失。
此外，在其中一个实施例中，在上述步骤S110和步骤S120之间还包括以下步骤：
步骤A1,对采样的母线电压进行低通惯性滤波；
步骤A2,对滤波后的母线电压进行采样，并计算出在额定时间内母线电压的最大值和最小值；
步骤A3,基于母线电压的最大值和最小值计算母线电压的波动幅值；
步骤A4,判断所述波动幅值是否超过预设波动阈值，若是，则执行上述步骤S120根据当前逆变桥载波频率大小，确定从母线电压的采样结果中进行抽样的间隔取样时间的步骤至上述步骤160分析所述滤波后的波动周期的步骤。若否，则可以跳过波动周期的检测。
对滤波后的母线电压进行采样，并计算出在额定时间内母线电压的波动周期的最大值和最小值，进而求出滤波所述母线电压的波动周期。具体的，预设持续时间为20Ms，在每20Ms内分别采样计算出在该周期内的母线电压最大值和最小值。进而求出母线电压在20Ms内波动值。考虑到三相输入电源缺相和三相输入电源正常时其母线电压波动周期大概为3.3Ms和10Ms。那么在20Ms内能够准确获取母线电压最大值和最小值。母线电压波动幅值等于母线电压最大减去母线电压最小值。
此外，上述步骤A1至步骤A4的过程还可以设置在步骤S160之前，例如，先进行波动幅值是否超过预设波动阈值，若是，则执行步骤S160，反之则跳过波动周期的检测。从而降低整体方案的计算周期和提升运算速度。
或者，还可以将上述步骤A1至步骤A4的过程设置在步骤160的输入启动信号之前，在判断完滤波后的波动周期是否在预设持续时间内维持在设定范围内后，当滤波后的波动周期在预设持续时间内未在设定范围内时，则执行上述步骤A1至步骤A4的过程，在波动幅值超过预设波动阈值时输出上述启动信号，反之重复图1中步骤S110至步骤S160的过程，执行步骤S160的过程。当再次检测时滤波后的波动周期在预设持续时间内维持在设定范围内时，则输出报警提醒。
结合上述步骤S120至步骤S160的过程，当母线电压波动周期在50Hz～150Hz之间，满足输入缺相时频率检测条件，同时母线电压波动幅值大于变频器功能码允许的母线电压波动值，并且持续时间超过变频器功能码设定输入缺相检测时间，那么输入缺相故障成立，需要输出报警提醒信号，其中输入缺项检测时间可以自由设定，方便调整缺相检测时间。
如图2所示，为电机安全检测系统的模块图。
一种电机安全检测系统，用于对变频器的三相输入电源进行缺相检测，包括采样模块201、滤波模块202、处理模块203、判断模块204及计算模块205；
采样模块201用于当在母线整流桥和母线电容之间接入缓冲电阻时，在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压，其中，每次逆变桥载波周期达到时对母线电压进行一次采样；
处理模块203用于根据当前逆变桥载波频率大小，确定从母线电压的采样结果中进行抽样的间隔取样时间，依据所述间隔取样时间，从母线电压的采样结果中抽取母线电压，开始记录抽样时间；
判断模块204用于根据连续抽取的预设数量的母线电压，获得所述母线电压的变化趋势，当母线电压在两次上升起始段之间存在一次下降段时，则将当前记录的抽样时间赋值为母线电压的一个波动周期，并重新记录下一个抽样时间，依此循环在预设持续时间内连续获得多个波动周期；
滤波模块202用于将母线电压的多个波动周期进行滤波，获得滤波后的波动周期；
处理模块203还用于分析所述滤波后的波动周期，当滤波后的波动周期在预设持续时间内维持在设定范围内时，则输出报警提醒；当滤波后的波动周期在预设持续时间内未在设定范围内时，则在母线整流桥和充电电容之间断开缓冲电阻的接入，并输出启动信号。
在其中一个实施例中，所述处理模块203还用于获取当前逆变桥载波频率，根据所述当前逆变桥载波频率查找间隔取样时间；根据查找获得的取样时间，设定间隔取样时间定时器的计时时间；当间隔取样时间定时器的计时时间到达，则从母线电压的采样结果中抽取母线电压的采样结果；开启计时器，记录所述抽样时间。
所述判断模块204用于连续多次判断三个相邻取样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于上升起始段；
所述判断模块204用于连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递减，若多次判断的结果均为递减，则视为母线电压处于下降段；
在母线电压处于波动周期的下降段时，所述判断模块204用于连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于下一个上升起始段。
在其中一个实施例中，所述滤波模块202还用于在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压的步骤之后，对采样的母线电压进行低通惯性滤波；
所述系统还包括计算模块，用于对滤波后的母线电压进行采样，并计算出在额定时间内母线电压的最大值和最小值；基于母线电压的最大值和最小值计算母线电压的波动幅值；判断所述波动幅值是否超过预设波动阈值，若是，则执行所述滤波模块202、处理模块203及判断模块204。
上述实施例中，采样模块201、滤波模块202、处理模块203、判断模块204及计算模块205分别用于实现上述步骤S110至步骤S160，具体实现过程可参见前文中的方法说明，在此不再累述。
如图3和图4所示，为电机安全检测系统的模块图。
一种电机安全检测系统，用于对变频器的三相输入电源进行缺相检测，包括整流桥模块301(同上文整流桥)、充电电容302、缓冲电阻303、开关模块304、电压检测模块305、逆变桥模块306(同上文逆变桥)、控制模块307及电机308；
所述整流桥模块301的输入连接三相电源，所述逆变桥模块306与所述充电电容302并联，所述整流桥模块301的输出包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接充电电容302的一端和逆变桥模块306的一输入，所述第二输出端依次通过缓冲电阻303连接充电电容302的另一端和逆变桥模块306的另一输入端；所述开关模块304与所述缓冲电阻303并联，所述电压检测模块305的一输入连接在所述缓冲电阻303和整流桥模块301的第二输出端之间，所述电压检测模块305的另一输入连接在充电电容302和整流桥模块的第一输出端之间；所述电压检测模块305的电压输出端连接控制模块307的输入端，所述控制模块307的逆变输出端连接逆变器的控制信号输入端，电机308的输入接入逆变桥模块306的输出端，开关模块304的受控端连接控制模块307的开关信号输出端。
在启动电机308之前，控制模块307输出第一开关信号控制开关模块304处于第一状态使缓冲电阻303接入母线，即将缓冲电阻303接入整流桥模块的第二输出端和充电电容的另一端之间，所述电压检测模块305采样母线电压输入所述控制模块307，当所述控制模块307计算的母线电压的波动周期在预设持续时间内维持在设定范围内时，则所述控制模块307输出报警提醒信号；当所述控制模块307计算的母线电压的波动周期在预设持续时间内未在设定范围内时，则所述控制模块307输出第二开关信号控制开关模块304处于第二状态使母线整流桥和充电电容302之间断开缓冲电阻303的接入，并产生启动信号。启动信号可以用于输入至逆变桥模块用以控制电机运转。本实施例中的母线电压的波动周期以及波动周期的判断过程，可参见前文中关于图1所示方法中的相关步骤的描述，在此不再累述。例如，控制模块307可以参见前文中步骤S120至步骤S160的过程。
在其中一个实施例中，还包括与控制模块307连接的安全检测模块，所述安全检测模块用于检测电机308启动之前的电路故障，并向所述控制模块307输出故障报警信号，当产生了启动信号、且不存在故障报警信号时，所述控制模块307向逆变桥模块306输入电机308启动信号。这里的安全检测模块可以时短路检测模块，用于检测电路是否存在短路情况，若存在，则发出短路故障报警信号。
请结合图4。
在本实施例中，整流桥模块301包括三组二极管单元，每组二极管单元包括第一二极管和第二二极管，第一二极管和第二二极管串联。三组二极管单元并联后的一公共端为整流桥模块301的第一输出端，另一公共端为整流桥模块301的第二输出端，其中，第一二极管和第二二极管串联的负极为第一输出端、正极为第二输出端。三相电源分别接每组二极管单元中两个二极管的公共连接端。
逆变桥模块306包括三组三极管单元，每组三极管单元包括第一三极管和第二三极管，第一三极管和第二三极管串联。三组三极管单元并联后的一公共端接整流桥模块301的第一输出端，另一公共端接整流桥模块301的第二输出端，其中，第一三极管和第二三极管串联的集电极接第一输出端、发射极接第二输出端。
电机安全检测系统还包括与控制模块307连接的故障处理模块203，控制模块307若检测出三相电源输入缺相时，发送输入缺相标识给故障处理模块203，故障处理模块203用于故障报警。
本发明通过在电机启动之前，在母线整流桥和充电电容之间接入缓冲电阻，利用缓冲电阻在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压，使得母线电压的检测在变频器停机或带电机空载运行时更加精确，从而保证后续的母线电压的趋势判断能够更加精准、真实，因此提升输入缺相检测的精确度，避免误判。因而，仅需利用缓冲电阻的接入和释放来使得只需利用对母线电压的采样就能准确的判断在变频器停机或带电机空载运行时的输入电源缺相，无需增加额外的硬件电路，因而避免因增加额外硬件电路而带来的诸多问题。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电机安全检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
电机启动之前，在母线整流桥和充电电容之间接入缓冲电阻，在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压，其中，每次逆变桥载波周期达到时对母线电压进行一次采样；
根据当前逆变桥载波频率大小，确定从母线电压的采样结果中进行抽样的间隔取样时间；
依据所述间隔取样时间，从母线电压的采样结果中抽取母线电压；
开始记录抽样时间，根据连续抽取的预设数量的母线电压，获得所述母线电压的变化趋势，当母线电压在两次上升起始段之间存在一次下降段时，则将当前记录的抽样时间赋值为母线电压的一个波动周期，并重新记录下一个抽样时间，依此循环在预设持续时间内连续获得多个波动周期；
将母线电压的多个波动周期进行滤波，获得滤波后的波动周期；
分析所述滤波后的波动周期，当滤波后的波动周期在预设持续时间内维持在设定范围内时，则输出报警提醒；当滤波后的波动周期在预设持续时间内未在设定范围内时，则在母线整流桥和充电电容之间断开缓冲电阻的接入，并输出启动信号。
2.根据权利要求1所述的电机安全检测方法，其特征在于，所述根据当前逆变桥载波频率大小，确定从母线电压的采样结果中进行抽样的间隔取样时间，依据所述间隔取样时间，从母线电压的采样结果中抽取母线电压，开始记录抽样时间的步骤包括：
获取当前逆变桥载波频率，根据所述当前逆变桥载波频率查找间隔取样时间；
根据查找获得的取样时间，设定间隔取样时间定时器的计时时间；
每当间隔取样时间定时器的计时时间到达，则从母线电压的采样结果中抽取母线电压的当前采样结果；
开启计时器，记录所述抽样时间。
3.根据权利要求1所述的电机安全检测方法，其特征在于，所述根据连续抽取的预设数量的母线电压，获得所述母线电压的变化趋势的步骤包括：
连续多次判断三个相邻取样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于上升起始段；
连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递减，若多次判断的结果均为递减，则视为母线电压处于下降段；
在母线电压处于波动周期的下降段时，连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于下一个上升起始段。
4.根据权利要求1所述的电机安全检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
对采样的母线电压进行低通惯性滤波；
对滤波后的母线电压进行采样，并计算出在额定时间内母线电压的最大值和最小值；
基于母线电压的最大值和最小值计算母线电压的波动幅值；
判断所述波动幅值是否超过预设波动阈值，若是，则执行所述根据当前逆变桥载波频率大小，确定从母线电压的采样结果中进行抽样的间隔取样时间的步骤，至所述分析所述滤波后的波动周期的步骤，或者执行所述分析所述滤波后的波动周期的步骤，或者执行输出启动信号的步骤。
5.一种电机安全检测系统，其特征在于，包括采样模块、滤波模块、处理模块及判断模块；
所述采样模块用于当在母线整流桥和母线电容之间接入缓冲电阻时，在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压，其中，每次逆变桥载波周期达到时对母线电压进行一次采样；
所述处理模块用于根据当前逆变桥载波频率大小，确定从母线电压的采样结果中进行抽样的间隔取样时间，依据所述间隔取样时间，从母线电压的采样结果中抽取母线电压，开始记录抽样时间；
所述判断模块用于根据连续抽取的预设数量的母线电压，获得所述母线电压的变化趋势，当母线电压在两次上升起始段之间存在一次下降段时，则将当前记录的抽样时间赋值为母线电压的一个波动周期，并重新记录下一个抽样时间，依此循环在预设持续时间内连续获得多个波动周期；
所述滤波模块用于将母线电压的多个波动周期进行滤波，获得滤波后的波动周期；
所述处理模块还用于分析所述滤波后的波动周期，当滤波后的波动周期在预设持续时间内维持在设定范围内时，则输出报警提醒；当滤波后的波动周期在预设持续时间内未在设定范围内时，则在母线整流桥和充电电容之间断开缓冲电阻的接入，并输出启动信号。
6.根据权利要求5所述的电机安全检测系统，其特征在于，所述处理模块还用于获取当前逆变桥载波频率，根据所述当前逆变桥载波频率查找间隔取样时间；根据查找获得的取样时间，设定间隔取样时间定时器的计时时间；当间隔取样时间定时器的计时时间到达，则从母线电压的采样结果中抽取母线电压的采样结果；开启计时器，记录所述抽样时间。
7.根据权利要求5所述的电机安全检测系统，其特征在于，所述判断模块用于连续多次判断三个相邻取样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于上升起始段；
所述判断模块用于连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递减，若多次判断的结果均为递减，则视为母线电压处于下降段；
在母线电压处于波动周期的下降段时，所述判断模块用于连续多次判断三个相邻采样的母线电压是否依次递增，若多次判断的结果均为递增，则视为母线电压处于下一个上升起始段。
8.根据权利要求5所述的电机安全检测系统，其特征在于，所述滤波模块还用于在整流桥和缓冲电阻之间采样母线电压的步骤之后，对采样的母线电压进行低通惯性滤波；
所述系统还包括计算模块，用于对滤波后的母线电压进行采样，并计算出在额定时间内母线电压的最大值和最小值；基于母线电压的最大值和最小值计算母线电压的波动幅值；判断所述波动幅值是否超过预设波动阈值，若是，则执行所述滤波模块、处理模块、及判断模块。
9.一种电机控制系统，其特征在于，包括整流桥模块、充电电容、缓冲电阻、开关模块、电压检测模块、逆变桥模块、控制模块及电机；
所述整流桥模块的输入连接三相电源，所述逆变桥模块与所述充电电容并联，所述整流桥模块的输出包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端连接充电电容的一端和逆变桥模块的一输入，所述第二输出端依次通过缓冲电阻连接充电电容的另一端和逆变桥模块的另一输入端；所述开关模块与所述缓冲电阻并联，所述电压检测模块的一输入连接在所述缓冲电阻和整流桥模块的第二输出端之间，所述电压检测模块的另一输入连接在充电电容和整流桥模块的第一输出端之间；所述电压检测模块的电压输出端连接控制模块的输入端，所述控制模块的逆变输出端连接逆变器的控制信号输入端，电机的输入接入逆变桥模块的输出端，开关模块的受控端连接控制模块的开关信号输出端；
在启动电机之前，控制模块输出第一开关信号控制开关模块处于第一状态使缓冲电阻接入母线，所述电压检测模块采样母线电压输入所述控制模块，当所述控制模块计算的母线电压的波动周期在预设持续时间内维持在设定范围内时，则所述控制模块输出报警提醒信号；当所述控制模块计算的母线电压的波动周期在预设持续时间内未在设定范围内时，则所述控制模块输出第二开关信号控制开关模块处于第二状态，使母线整流桥和充电电容之间断开缓冲电阻的接入，并产生启动信号。
10.根据权利要求9所述的电机控制系统，其特征在于，还包括与控制模块连接的安全检测模块，所述安全检测模块用于检测电机启动之前的电路故障，并向所述控制模块输出故障报警信号，当产生了所述启动信号、且不存在故障报警信号时，所述控制模块向逆变桥模块输入电机启动信号。
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