CN109994998B - 电机反电动势保护方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

一种电机反电动势保护方法、保护系统、保护装置及存储介质；所述电机反电动势保护方法应用于电机驱动电路，所述电机反电动势保护方法包括：采集控制单元的开关触发信号；根据当前的开关触发信号判断电机是否处于异常上电状态；若电机处于异常上电状态，则控制H桥电路中下桥臂的两条控制支路导通，所述电机与所述下桥臂的两条控制支路形成一放电回路，通过该放电回路消耗电机的反电动势电能，以防止电机异常上电启动；通过本发明解决了传统技术中电机在失电停机时会由于反电动势而异常上电启动，电机安全性能较低的问题。

Description

电机反电动势保护方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明属于电机保护技术领域，尤其涉及一种电机反电动势保护方法、电机反电动势保护系统、电机反电动势保护装置及计算机可读存储介质。

背景技术

电机在工业产品中常用的电子元器件，在电机的控制过程当中，通过调节电机的输入电源以改变电机的运行状态，通过电机能够驱动多个电子元器件实现完整的电路功能，电机的控制方式极为简便，能够提高电子元器件的实用价值；因此，相关技术人员可通过控制输入电源来使电机运行或者停转，实现电机的良好控制性能。

然而在传统技术中，由于电机反电动势的存在，在电机没有电源输入的情况下，电机由于外界的干扰动作而产生反电动势，电机接入反电动势电能仍然会处于运转状态，这种异常的启动将会严重危机电子元器件以及外界人员的安全；以小型机器人中的电机为例，由于机器人中的电机通常采用空心杯或者铁心电机，然而该电机既可以作为电动机也可以作为发电机；在正常运转过程中，机器人在没有外界电源的输入条件下保持失电停机状态；若在机器人失电停机时，外界技术人员手动地去掰机器人的关节，这时候机器人中的电机就会作为发电机；外界人员强力掰机器人的关节部位时，机器人内部的电机将产生很高的反电动势，此时机器人控制主板就会接入反电动势；一旦机器人的控制主板得电后，控制主板就会根据反电动势电流产生误判，导致机器人的误触发，机器人在没有外界电源的情况下自动开机启动，给用户的使用带来极大地不便，甚至在某些特殊的场所，自动开机的机器人将会严重危害公共生产安全，降低了电动的安全性能。

综上所述，传统技术中电机在外界干扰力的操控下将会产生较大的反电动势，这种反电动势将会导致电机异常开启启动，降低了电机的安全性能，电机的实用价值较低，难以普遍适用于不同的工业领域。

发明内容

本发明提供一种电机反电动势保护方法、保护系统、保护装置及存储介质，旨在解决传统技术中电机在失电停机时会产生反电动势，电机异常开机启动，进而导致电机的安全性能不高，实用价值较低的问题。

本发明第一方面提供一种电机反电动势保护方法，应用于电机驱动电路，所述电机驱动电路包括：直流电源、控制单元及H桥电路，其中所述直流电源与控制单元连接，所述控制单元与所述H桥电路连接，所述H桥电路与电机连接，所述H桥电路包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括两条控制支路，所述下桥臂包括两条控制支路；所述电机反电动势保护方法包括：

采集所述控制单元的开关触发信号；

根据当前的开关触发信号判断所述电机是否处于异常上电状态；

若所述电机处于异常上电状态，则控制所述H桥电路中下桥臂的两条控制支路导通，所述电机与所述下桥臂的两条控制支路形成一放电回路，以消耗电机内部的反电动势电能。

在其中的一个实施例中，根据所述开关触发信号判断所述电机是否处于异常上电状态，具体为：

记录并存储所述开关触发信号的历史电平变化信息；

根据所述历史电平变化信息建立所述开关触发信号的电平状态与所述电机上电状态之间的对照关系表；

根据当前的所述开关触发信号和所述对照关系表判断当前所述电机是否处于异常上电状态。

在其中的一个实施例中，所述对照关系表包括：

若当前所述开关触发信号为第一电平，则确认所述控制单元未被触发，所述电机处于异常上电状态；

若当前所述开关触发信号为第二电平，则确认所述控制单元被触发，所述电机未处于异常上电状态。

在其中的一个实施例中，所述电机反电动势保护方法还包括：

若所述电机未处于异常上电状态，则控制所述上桥臂中一条控制支路和所述下桥臂中一条控制支路导通，以使所述电机正转或者反转。

在其中的一个实施例中，所述若电机未处于异常上电状态，则控制所述上桥臂中一条控制支路和所述下桥臂中一条控制支路导通，以使所述电机正转或者反转，具体为：

若所述电机未处于异常上电状态，则向所述电机发出正转指令或者反转指令；

通过所述正转指令使所述上桥臂中一条控制支路和所述下桥臂中一条控制支路导通，所述上桥臂中的一条控制路、所述电机以及所述下桥臂中的一条控制支路形成正转驱动支路，以驱动所述电机正转；

通过所述反转指令使所述上桥臂中另一条控制支路和所述下桥臂中另一条控制支路导通，所述下桥臂中的另一条控制支路、所述电机以及所述下桥臂中的另一条控制支路形成反转驱动支路，以驱动所述电机反转。

在其中的一个实施例中，若所述电机处于异常上电状态，所述电机反电动势保护方法还包括：

检测所述电机的反电动势；

显示所述电机的反电动势信息。

本发明第二方面提供一种电机反电动势保护系统，应用于电机驱动电路中，所述电机驱动电路包括：直流电源、控制单元及H桥电路，其中所述直流电源与控制单元连接，所述控制单元与所述H桥电路连接，所述H桥电路与电机连接，所述H桥电路包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括两条控制支路，所述下桥臂包括两条控制支路；所述电机反电动势保护系统包括：

信号采集模块，用于采集所述控制单元的开关触发信号；

控制模块，用于根据当前的开关触发信号判断所述电机是否处于异常上电状态；若所述电机处于异常上电状态，则所述控制模块还用于控制所述H桥电路中下桥臂的两条控制支路导通，所述电机与所述下桥臂的两条控制支路形成一放电回路，以消耗电机内部的反电动势电能。

在其中的一个实施例中，所述控制模块包括：

存储单元，用于记录并存储所述开关触发信号的历史电平变化信息；

信号处理单元，用于根据所述历史电平变化信息建立所述开关触发信号的电平状态与所述电机上电状态之间的对照关系表；

状态判断单元，用于根据当前的所述开关触发信号和所述对照关系表判断所述电机是否处于异常上电状态。

本发明第三方面提供一种电机反电动势保护装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述电机反电动势保护方法的步骤。

本发明第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述电机反电动势保护方法的步骤。

上述电机反电动势保护方法能够根据电机驱动电路中控制单元当前的开关触发信息来判断电机是否处于异常上电，检测的精确极高，当电机在失电停机时产生较大的反电动势，则通过电机的H桥臂中下桥臂来释放掉电机中的反电动势电能，避免电机由于反电动势而异常上电；因此本发明在未改变电机驱动电路的硬件电路结构基础之上，利用H桥臂中的下桥臂及时释放电机中的反电动势，操作简便，电机反电动势保护成本较低，极大地提高电机的安全性能；从而解决了传统技术中电机中的反电动势会导致异常启动，电机安全性能较低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本发明实施例提供的一种电机驱动电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种H桥电路的电路结构图；

图3是本发明实施例提供的一种电机反电动势保护方法的实现流程图；

图4是本发明实施例提供的一种电机在异常上电状态的供电示意图；

图5是本发明实施例提供的一种根据当前的开关触发信号来判断电机是否处于异常上电状态的具体实现流程图；

图6是本发明实施例提供的另一种电机反电动势保护方法的实现流程图；

图7是本发明实施例提供的一种电机未处于异常上电状态时电机的控制流程图；

图8是本发明实施例提供的另一种电机反电动势保护方法的实现流程图；

图9是本发明实施例提供的一种电机反电动势保护系统的模块结构图；

图10是本发明实施例提供的一种控制模块的模块结构图；

图11是本发明实施例提供的一种电机反电动势保护装置的模块结构图。

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。

需要说明的是，电机作为一种电能驱动装置，通常的，只有电机驱动电路接入外界电源时，才能保持稳定的运转状态，以实现电机运行状态的操控；示例性的，图1示出了本发明实施例提供的电机驱动电路10的结构示意，如图1所示，电机驱动电路10包括：直流电源101、控制单元102以及H桥电路103，其中，直流电源101能够输出直流电能，通过该直流电能能够控制电机驱动电机10处于正常的运转状态，电机驱动电路10能够保持稳定的工作状态，通过直流电源101能够输出稳定的电能，提高电机驱动电路10的可控性能。

作为一种可选的实施方式，直流电源101为+10V直流电源或者+20V直流电源。

直流电源101与控制单元102连接，控制单元102能够实现电路的通断控制，只有当控制单元102被触发时，直流电源101才能输出直流电源，电机驱动电路10接入稳定电能，以保持正常的运行状态；通过电机驱动电路10能够控制电机20的输入电源大小以及输入电源流向，使电机20正转或者反转；因此只有当控制单元102被触发时，电机20的电源供应支路导通，电机驱动电路10才能够实现对于电机20的正反转控制；若控制单元102未触发，则说明电机20处于失电停机的状态，电机驱动电路10无法对电机20实现控制功能；因此在本实施例中，通过控制单元102能够控制电机驱动电路10的工作状态，操作简便，提高了电机驱动电路10的控制响应速度。

作为一种可选的实施方式，所述控制单元102包括控制开关，示例性的，所述控制开关可采用传统技术中的控制保护开关来实现；其中控制开关被触发闭合时，所述电机驱动电路10才能够接入电能，以维持电机的正常的运转；若控制开关未被触发，所述控制开关断开时，电机驱动电路10无法接入直流电能，电机20处于失电停机的状态；因此本实施例通过控制开关来操控电机驱动电路10的得电或者失电状态，控制单元102的电路结构简单，实用价值极高，能够有效地提高所述电机驱动电路10的控制响应速度，简化所述电机驱动电路10的电路结构，用户的使用体验更高。

H桥电路103连接在控制单元102与电机20之间，具体的，控制单元102与H桥电路103的输入端连接，H桥电路103的输出端与电机20连接，当控制单元102被触发时，直流电源101将直流电能传输至H桥电路103的输入端，通过该直流电能能够控制H桥电路103中不同的桥臂进行导通或者关断，以控制电机20输入的电源，改变电机20中的运行电流，驱动电机20正转或者反转；因此本实施例通过H桥电路103可控制电机20的输入电源状态，实现对于电机20的正转控制或者反转控制，提高了电机20的可操控性。

作为一种可选的实施方式，图2示出了本实施例提供的H桥电路103的电路结构，如图2(a)、图2(b)以及图2(c)所示；在图2(a)中，H桥电路103包括上桥臂201和下桥臂202，其中上桥臂201包括两条控制支路AH和BH，下桥臂202包括两条控制支路AL和BL，H桥电路103中的输入端能够接入直流电源，以驱动上桥臂201和下桥臂202进行导通，当上桥臂201中的控制支路和下桥臂202的控制支路分别导通或者关断时，供电电源VM通过上桥臂201和下桥臂202分别将不同的供电电能输出至电机20中，若上桥臂201中的控制支路和下桥臂202中的控制支路分别处于不同的导通或者关断状态时，电机20能够接入不同的供电电能以保持正转或者反转。

作为一种更为具体的实施方式，如图2(a)所示。其中H桥的每一个桥臂包括一个开关管；可选的，所述开关管为MOS管或者三极管，通过该开关管的控制端接入直流电能，通过该直流电能控制开关管导通，以形成不同的供电回路，该供电回路中存在供电电流，通过该供电电流驱动电机20进行正转或者反转。

示例性的，如图2(b)所示，当上桥臂201的控制支路AH和下桥臂202的控制支路BL同时导通时，供电电源VM按照供电回路203传输供电电流，当电机20接入供电电流时，通过该供电电流能够驱动电机20正转；相反，如图2(c)所示，若通过直流电能控制上桥臂201的控制支路BH和下桥臂202的控制支路AL同时导通时，供电电源VM按照供电回路204传输供电电流，当电机20接入供电电能时，通过该供电电流能够驱动电机20反转；因此在本实施例通过直流电能能够控制H桥电路103中上桥臂201和下桥臂202之间的导通或者关断，以形成不同的供电回路，实现对于电机20的正转或者反转控制。

上述电机驱动电路10通过H桥臂电路103能够改变电机20的输入电源，控制电机20的运转，并且通过控制单元102能够控制电机20的开启或者停止，电机驱动电路10具有极为简化的电路结构，电机20的控制成本较低；通过该电机驱动电路10实现了对于电机20的安全、稳定控制，提高了电机20的控制响应速度。

需要说明的是，上述图1和图2仅仅是所述电机驱动电路10的实施例而已，并非意味着构成本发明的现有技术；并且由于上述电机驱动电路10可作为本发明中电机反电动势保护方法的应用对象，在不改变本发明实施例中电机反电动势保护方法实质技术特征的基础上，本领域技术人员在图1和图2中电机驱动电路10的基础上，进行拓展、延伸等操作，由于这仅仅设计本发明中电机反电动势保护方法中应用对象的调整，本发明实施例中的电机反电动势保护方法仍然可适用于不同类型的电机驱动电路中。

结合图1和图2中的电路结构、以及本领域中关于电机的基础知识，由于电机20在运转过程会存在电流，电机20内部的导线在通电时会产生电动势；并且电机运转时在切割磁感线，也会产生电动势；根据右手螺旋定则，电机的电动势会与电机的输入端和输出端所加的电压相反，这就是电机的反电动势；具体结合本发明中的电机驱动电路10，由于电机20在失电停机的过程中，虽然电机20没有接入供电电源，但是由于电机20在外界强制力的推动下，电机20仍然会发生转动，电机20会切换磁感应线，以产生反电动势电能；以小型机器人为例，电机20的产生的反电动势可达5V-20V；若无法对电机20的反电动势进行处理，那么电机20在没有供电电能的情况下也能够自行异常启动，以进入运转状态，这种反电动势所引起的电机开机异常启动，将会严重的损害电机20的运行安全；为此本发明提供的电机反电动势保护方法能够及时地消耗电机20的反电动势，保护电机的安全。

作为一种具体的实施方式，图3示出了本实施例提供的电机反电动势保护方法的实现流程，所述电机反电动势保护方法应用于电机驱动电路，其中所述电机驱动电路的具体结构及其工作原理参考图1至图2的实施例，此处不再赘述；如图3所示，所述电机反电动势保护方法具体包括：

步骤S301：采集控制单元的开关触发信号。

参照上述图1和图2的实施例，通过控制单元能够操控电机驱动电路的工作状态，以实现电机运转状态的控制；其中该开关触发信号能够用来体现控制单元的工作状态；当控制单元被被触发或者未被触发时，开关触发信号具有不同的电平状态；因此在步骤S101中，通过实时采集开关触发信号能够得到电机驱动电路的工作状态，提高电机驱动电路的控制灵敏性。

步骤S302：根据当前的开关触发信号判断电机是否处于异常上电状态。

如上所述，通过当前的开关触发信号能够得到目前电机是否处于正常驱动状态，若电机驱动电路能够控制电机正常运转，则电机处于正常驱动状态；反之若通过当前的开关触发信号得到电机驱动电路并未处于正常驱动状态，电机驱动电路对电机并未实现驱动控制功能，则说明目前电机在未接入供电电源的基础之上自行启动，属于异常上电状态；因此在步骤S302中，通过当前的开关触发信号能够准确判断出电机的运行状态，对于电机运行状态的检测精度极高。

步骤S303：若所述电机处于异常上电状态，则控制所述H桥电路中下桥臂的两条控制支路导通，所述电机与所述下桥臂的两条控制支路形成一放电回路，以消耗电机内部的反电动势电能；

示例性的，图4示出了本实施例提供的电机在异常上电状态的供电示意，如图4所示，当电机由于外界的强制力而产生反电动势，电机就会自动异常上电启动，此时在步骤S303中，闭合下桥臂两条控制支路AL和BL，以形成放电回路401；由于存在闭合的回路，电机的反电动势通过该放电回路401进行流动，并且由于下桥臂中控制支路中开关管的导通内阻非常小，则反电动势电能以开关管发热的形式释放出去，因此电机的反电动势的在放电回路401中完全被消耗；并且由于电机内部的构造，反电动势的电流会经过电机的线圈，该线圈会产生阻碍反电动势的力，以抵抗外界强制力对电机的干扰，减少电机中反电动势的幅值，保障电机的运行安全。

在本发明实施例中，通过对于控制单元当前的工作状态进行实时监控，即可得到电机是否处于异常上电状态，操作简便，提高了对于电机的安全保护性能；若电机处于异常上电状态，则使下桥臂的两条控制支路导通，以形成放电回路，通过该放电回路完全消耗掉电机的反电动势，并且电机能够产生抵抗外界强制力的能量，避免了电机由于反电动势而出现异常自动启动的现象，实现了对于电机的反电动势保护；因此本实施例中的电机反电动势保护方案无需增加额外的电路结构，通过H桥电路中下桥臂可释放电机的反电动势，节省了电机驱动的成本，提高了电机的安全性能，适应范围极广；从而有效地解决了传统技术中电机由于反电动势而异常开启，导致电机的安全性能不高的问题。

作为一种可选的实施方式，图5示出了本实施例提供的上述步骤S302的具体实现流程，如图5所示，步骤S302具体包括：

步骤S501：记录并存储开关触发信号的历史电平变化信息。

在步骤S501中，通过记录每次电机在运转过程中所述开关按钮的历史电平变化信息，根据该历史电平变化信息能够得到开关触发信号的电平与电机上电状态之间的控制规律，进而通过开关触发信号的电平状态可预判出电机的运行状态，通过电机驱动电路能够控制电机正转或者反转，提高了电机的控制灵敏度。

步骤S502：根据历史电平变化信息建立开关触发信号的电平状态与电机上电状态之间的对照关系表；

如上所述，通过开关触发信号的电平状态能够控制电机驱动电路的工作状态，以得到电机是否处于正常上电状态，则开关触发信号的电平状态与电机的上电状态存在一一对应的关系；在步骤S502中，通过对于开关触发信号电平状态的前期记录，能够根据当前开关触发信号的电平状态，获取电机的实际上电状态；因此本实施例对于开关触发信号电平状态进行实时监控，以得到电机的上电状态，实现了对于电机运行状态的精确、实时检测。

步骤S503：根据当前的开关触发信号和对照关系表判断当前电机是否处于异常上电状态。

在本实施例中，通过对照关系表能够得到电机的实际上电状态，当采集得到控制单元的当前电平状态时，通过在对照关系表中进行数据查找，以得到在当前的开关触发信号电平状态下电机的实际上电状态，进而识别出电机是否处于异常上电状态，操作简便，对于电机上电状态能够实现精确的监控，保障了电机的运行安全。

作为一种具体的实施方式，在本实施例中，所述对照关系表包括：

若当前开关触发信号为第一电平，则确认控制单元未被触发，所述电机处于异常上电状态；

若当前所述开关触发信号为第二电平，则确认控制单元被触发，所述电机未处于异常上电状态。

作为一种可选的实施方式，上述开关触发信号的第一电平为高电平或者低电平，对此不做限定；开关触发信号的第一电平和第二电平的相位交错，当开关触发信号的第一电平为高电平，则开关触发信号的第二电平为低电平；当开关触发信号的第一电平为低电平，则开关触发信号的第二电平为高电平；因此本实施例通过开关触发信号的电平状态能够得到控制单元的动作状态，提高了电机反电动势的兼容性和实用性。

结合上述图1和图2的实施例，由于控制单元能够控制电机的工作状态，只有当控制单元被触发时，H桥电路才能够接入直流电能，实现对于电机的正常、稳定控制；在上述对照关系表中，开关触发信号的电平状态与控制单元的动作状态具有一一对应的关系；若开关触发信号为第一电平，则控制单元未被触发，电机驱动电路对于电机无法实现电机控制功能，此时电机仍然处于运转状态，则说明电机内部产生反电动势，电机的控制板接入反电动势电能产生误触发操作，电机处于异常上电状态；相反，若当前按钮信号为第二电平，则控制单元被触发，电机驱动电路接入直流电能，通过电机驱动电路能够对电机进行正常的运转控制，此时电机接入外部的供电电能以维持正常的运转状态，那么电机并未处于异常上电状态；由于所述对照关系表包含开关触发信号的电平状态与电机的上电状态之间的映射关系，因此本实施例根据开关触发信号能够得到电机的异常上电信息，检测的精度极高，避免了电机内部的反电动势导致电机异常开机启动现象，极大地保障了电机的安全性能。

作为一种可选的实施方式，图6示出了本实施例提供提供的电机反电动势保护方法的另一种实现流程，相比于图3中所示出电机反电动势保护方法的实现流程，附图6中的电机反电动势保护方法还包括：步骤S304。

其中，步骤S304：若电机未处于异常上电状态，则控制上桥臂中一条控制支路和下桥臂中一条控制支路导通，以使电机正转或者反转。

参照上述图2(b)和图2(c)的电路结构，由于此时电机驱动电路处于正常工作状态，通过电机驱动电路中的H桥电路能够改变电机的输入电源情况，当上桥臂中的一条控制支路和下桥臂中的一条控制支路导通时，H桥电路中不同供电回路会相应的导通，电机内部的电流流向并不相同，参考图2(b)和图2(c)的实施例，因此在电机未处于异常上电状态，通过是上桥臂中的控制支路与下桥臂中的控制支路形成供电回路，电机能够稳定、持续地接入供电电能，以实现电机正转或者反转控制，提高了电机的可操控性能。电机驱动电路具有更佳的控制效果。

作为一种可选的实施方式，图7示出了本实施例提供的步骤S304具体实现流程，步骤S304具体为：

步骤S601：若电机未处于异常上电状态，则向电机发出正转指令或者反转指令。

由于电机接入外界的供电电源，电机能够处于正常、稳定的运转状态，此时通过正转指令或者反转指令能够控制电机进行正转或者反转，以实现相应的电路功能；因此在电机未处于异常上电状态时，通过电机驱动电路能够直接控制电机的运行状态，电机能够实现相应的电路功能。

步骤S602：通过正转指令使上桥臂中一条控制支路和下桥臂中一条控制支路导通，上桥臂中的一条控制路、电机以及下桥臂中的一条控制支路形成正转驱动支路，以驱动电机正转。

参考附图2(b)，通过正转指令使H桥电路中上桥臂和下桥臂分别导通，电机通过正转驱动支路接入供电电流，电机的运行电流按照正转驱动支路流动，电机接入供电电能以保持正转运行状态，电机的可控性极强。

步骤S603：通过反转指令使上桥臂中另一条控制支路和下桥臂中另一条控制支路导通，下桥臂中的另一条控制支路、电机以及下桥臂中的另一条控制支路形成反转驱动支路，以驱动电机反转。

参考附图2(c)，通过反转指令能够使H桥电路中的控制支路相应导通，电机通过反转驱动支路接入供电电能，由于电机内部存在特定流向的运行电流，通过供电电能能够驱动电机进行反转；因此本实施例中，若电机未处于异常上电状态，则通过正转指令和反转指令能够实现电机在正转状态和反转状态之间进行切换，在保障电机运行安全的基础之上，电机的运行状态具有良好的可操控性，保障了电机驱动电路的控制响应速度。

需要说明的是，在图7所示出的具体实施流程，步骤S602和步骤S603的先后顺序并无特定限定，例如，步骤S602可位于步骤S603之前，或者步骤S602可位于步骤S603之后；因此本实施例中的电机反电动势保护方法具有极强的适应性，能够保障不同类型的电机处于正常的工作状态。

作为一种可选的实施方式，图8示出了本实施例提供的另一种电机反电动势保护方法的实现流程，相比于图3中的电机反电动势保护方法，若电机处于异常上电状态，图8中的电机反电动势保护方法还包括：

步骤S701：检测电机的反电动势。

由于电机处于异常上电状态，一方面通过电机驱动电路中H桥电路的下桥臂及时消耗电机的反电动势，以避免电机中的反电动势电能对电机造成损害；另一方面，通过对于电机内部的反电动势进行实时检测，以得到电机反电动势对于电机内部电路结构的影响程度；示例性的，在步骤S701中，通过检测反电动势的幅值变化情况能够得到电机的异常运转信息，进而防止过大的反电动势对电机的内部结构造成较大的损害；因此本实施例对于电机的反电动势进行检测能够更加全面地保障电机的物理安全，电机始终能够处于安全运行状态。

步骤S702：显示电机的反电动势信息。

可选的，经过步骤S701以后，通过显示装置显示电机的反电动势信息，以直观地向技术人员传递反电动势信息，技术人员能够实时掌握电机的异常上电状态，提高了电机的可操控性能，电机驱动电路具有更佳的人机交互性能，灵活性极强；通过本实施例中的反电动势保护方法能够完全地释放电机的反电动势，电机的安全性能极高。

需要说明的是，参考图8，步骤S701以及步骤S702与步骤S303并无顺序限制，示例性的，步骤S701和步骤S702可位于步骤S303之前，也可位于步骤S303之后；本实施例能够及时地检测并显示电机的反电动势。

作为一种可选的实施方式，在上述步骤S702中，所述反电动势信息包括：反电动势的幅值和反电动势的频率。

电机的反电动势存在相应的电能，本实施例通过该对于电动势幅值和频率进行检测，能够得到电机中反电动势的波动情况；若添加到电机的外界强制力越大，则电机的反电动势的幅值就会越大，此时通过H桥电路中的放电回路能够完全消耗掉电机内部的反电动势电能，使电机中的反电动势始终能够处于安全阈值之内；因此技术人员可直观地获取反电动势的幅值和频率，以得到电机内部的反电动势电能大小，全面地维护电机的稳定运行，避免反电动势电能对电机造成较大的损害。

图9示出了本实施例提供的电机反电动势保护系统80的模块结构，其中该电机反电动势保护系统80应用于电机驱动电路中，所述电机驱动电路包括：直流电源、控制单元及H桥电路，其中所述直流电源与控制单元连接，所述控制单元与所述H桥电路连接，所述H桥电路与电机连接，所述H桥电路包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括两条控制支路，所述下桥臂包括两条控制支路；如图9所示，电机反电动势保护系统80包括：信号采集模块801和控制模块802。

其中，信号采集模块801，用于采集所述控制单元的开关触发信号。

控制模块802，用于根据当前的开关触发信号判断所述电机是否处于异常上电状态；若所述电机处于异常上电状态，则所述控制模块还用于控制所述H桥电路中下桥臂的两条控制支路导通，所述电机与所述下桥臂的两条控制支路形成一放电回路，以消耗电机内部的反电动势电能。

作为一种可选的实施方式，图10示出了本实施例提供的控制模块802的另一模块结构，如图10所示，控制模块802具体包括：存储单元901、信号处理单元902以及状态判断单元903。

其中，存储单元901，用于记录并存储开关触发信号的历史电平变化信息。

可选的，存储单元901为ROM(Read Only Memory，只读存储器)或者RAM(RandomAccess Memory，随机存取存储器)；进而本实施例通过存储单元901能够存储开关触发信号的电平信息，通过对于开关触发信号的历史电平变化信息进行分析与记录，能够准确地得到电机的异常上电信息，提高了电机异常上电状态的检测精度。

信号处理单元902，用于根据历史电平变化信息建立开关触发信号的电平状态与电机上电状态之间的对照关系表。

状态判断单元903，用于根据当前的开关触发信号和对照关系表判断电机是否处于异常上电状态。

在本实施例中，信号处理单元902具有数据集中处理和分析功能，通过信号处理单元902建立开关触发信号的电平状态与电机上电状态之间的映射联系；进而状态判断单元903根据当前的开关触发信号的电平状态能够得出电机的异常上电信息，高效可靠，避免了反电动势电能对电机造成较大损害的问题。

由于图9和图10中的电机反电动势保护系统80与图3至图8中的电机反电动势保护方法相对应，因此关于图9和图10中电机反电动势保护系统80的具体实施方式可参照图1至图8的实施例，此处不再赘述。

在本实施例中，通过信号采集模块801能够实时采集控制单元的开关触发信号，控制模块802通过对于开关触发信号的电平状态进行分析和处理，能够准确地判断出电机是否处于异常上电状态；若电机内部产生较大的反电动势电能，则通过电机驱动电路中H桥电路的下桥臂完全消耗反电动势电能，避免电机处于异常上电状态；本实施例中的电机反电动势保护系统80具有较为简化的模块结构，能够实现对于电机反电动势的实时监控以及电机的反电动势保护，电机能够保持稳定安全的状态，极大地提高了电机的安全性能，实用价值极高；从而有效地解决了传统技术中电机在失电停机时会产生较大的反电动势，导致电机异常开机启动，电机容易遭受到物理损害的问题。

图11示出了本实施例提供的电机反电动势保护装置100的模块结构，如图11所示，该实施例的电机反电动势保护装置100包括：处理器1001、存储器1002以及存储在所述存储器1002中并可在所述处理器1001上运行的计算机程序1003。所述处理器1001执行所述计算机程序1003时实现上述各个电机反电动势保护方法实施例中的步骤，例如附图3所示的步骤S301至步骤S303；或者，所述处理器1001执行所述计算机程序1003时实现上述各电机反电动势保护系统实施例中各模块/单元的功能，例如图9所示模块801至802的功能。

示例性的，所述计算机程序1003可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器1002中，并由所述处理器1001执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序1003在电机反电动势保护装置100中的执行过程。例如，所述计算机程序1003可以被分割成不同的功能模块。

所述电机反电动势保护装置100可以是MCU(Microcontroller Unit，微控制器)、单片机等电子设备。示例性的，若电机反电动势保护装置100为单片机，其中单片机内部存储着相应的算法，通过该单片机能够实现对于电机的准确反电动势保护功能；所述电机反电动势保护装置100可包括，但不仅限于，处理器1001、存储器1002。本领域技术人员可以理解，图11仅仅是电机反电动势保护装置100的示例，并不构成对电机反电动势保护装置100的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述电机反电动势保护装置100还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器1001可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器1002可以是所述电机反电动势保护装置100的内部存储单元，例如电机反电动势保护装置100的硬盘或内存。所述存储器1002也可以是所述电机反电动势保护装置100的外部存储设备，例如所述电机反电动势保护装置100上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器1002还可以既包括所述电机反电动势保护装置100的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器1002用于存储所述计算机程序以及所述电机反电动势保护装置100所需的其他程序和数据。所述存储器1002还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的实现上述实施例电机反电动势保护方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个电机反电动势保护方法实施例的步骤。技术方案本质上或者说对传统技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明实施例各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

综上所述，本发明中的电机反电动势保护方法能够有效地防止电机的异常启动问题；若电机中存在反电动势电能，通过控制电机驱动电路中H桥电路的下桥臂可完全消耗反电动势电能，无需改变电机驱动电路的内部电路结构，操作简便，对于电机驱动电路的反电动势保护成本较低，极大地提高了电机的安全性能；从而本发明中的电机反电动势保护方法能够适用于各个工业技术领域的电机保护中，实用价值极高，对于电机的安全性能具有极为重要的实际意义。

Claims (7)

1.一种电机反电动势保护方法，应用于电机驱动电路，其特征在于，所述电机驱动电路包括：直流电源、控制单元及H桥电路，其中所述直流电源与控制单元连接，所述控制单元与所述H桥电路连接，所述H桥电路与电机连接，所述H桥电路包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括两条控制支路，所述下桥臂包括两条控制支路；所述电机反电动势保护方法包括：

采集所述控制单元的开关触发信号；

根据当前的开关触发信号判断所述电机是否处于异常上电状态；

若所述电机处于异常上电状态，则检测所述电机的反电动势，显示所述电机的反电动势信息，控制所述H桥电路中下桥臂的两条控制支路导通，所述电机与所述下桥臂的两条控制支路形成一放电回路，以消耗电机内部的反电动势电能；

所述根据所述开关触发信号判断所述电机是否处于异常上电状态，具体为：

记录并存储所述开关触发信号的历史电平变化信息；

根据所述历史电平变化信息建立所述开关触发信号的电平状态与所述电机上电状态之间的对照关系表；

根据当前的所述开关触发信号和所述对照关系表判断当前所述电机是否处于异常上电状态。

2.根据权利要求1所述的电机反电动势保护方法，其特征在于，所述对照关系表包括：

若当前所述开关触发信号为第一电平，则确认所述控制单元未被触发，所述电机处于异常上电状态；

若当前所述开关触发信号为第二电平，则确认所述控制单元被触发，所述电机未处于异常上电状态。

3.根据权利要求1所述的电机反电动势保护方法，其特征在于，所述电机反电动势保护方法还包括：

若所述电机未处于异常上电状态，则控制所述上桥臂中一条控制支路和所述下桥臂中一条控制支路导通，以使所述电机正转或者反转。

4.根据权利要求3所述的电机反电动势保护方法，其特征在于，若电机未处于异常上电状态，则控制所述上桥臂中一条控制支路和所述下桥臂中一条控制支路导通，以使所述电机正转或者反转，具体为：

若所述电机未处于异常上电状态，则向所述电机发出正转指令或者反转指令；

通过所述正转指令使所述上桥臂中一条控制支路和所述下桥臂中一条控制支路导通，所述上桥臂中的一条控制路、所述电机以及所述下桥臂中的一条控制支路形成正转驱动支路，以驱动所述电机正转；

通过所述反转指令使所述上桥臂中另一条控制支路和所述下桥臂中另一条控制支路导通，所述上桥臂中的另一条控制支路、所述电机以及所述下桥臂中的另一条控制支路形成反转驱动支路，以驱动所述电机反转。

5.一种电机反电动势保护系统，应用于电机驱动电路中，其特征在于，所述电机驱动电路包括：直流电源、控制单元及H桥电路，其中所述直流电源与控制单元连接，所述控制单元与所述H桥电路连接，所述H桥电路与电机连接，所述H桥电路包括上桥臂和下桥臂，所述上桥臂包括两条控制支路，所述下桥臂包括两条控制支路；所述电机反电动势保护系统包括：

信号采集模块，用于采集所述控制单元的开关触发信号；

控制模块，用于根据当前的开关触发信号判断所述电机是否处于异常上电状态；若所述电机处于异常上电状态，则检测所述电机的反电动势，显示所述电机的反电动势信息，所述控制模块还用于控制所述H桥电路中下桥臂的两条控制支路导通，所述电机与所述下桥臂的两条控制支路形成一放电回路，以消耗电机内部的反电动势电能；

所述控制模块包括：

存储单元，用于记录并存储所述开关触发信号的历史电平变化信息；

信号处理单元，用于根据所述历史电平变化信息建立所述开关触发信号的电平状态与所述电机上电状态之间的对照关系表；

状态判断单元，用于根据当前的所述开关触发信号和所述对照关系表判断所述电机是否处于异常上电状态。

6.一种电机反电动势保护装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述电机反电动势保护方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述电机反电动势保护方法的步骤。

Images