CN111064158A - 一种过流保护装置、磁悬浮系统及其过流保护方法 - Google Patents

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CN111064158A CN201911397944.6A CN201911397944A CN111064158A CN 111064158 A CN111064158 A CN 111064158A CN 201911397944 A CN201911397944 A CN 201911397944A CN 111064158 A CN111064158 A CN 111064158A
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Abstract

本发明公开了一种过流保护装置、磁悬浮系统及其过流保护方法，该装置包括：阈值确定单元，根据应用需求，确定用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值；过流保护单元，采样磁悬浮系统的当前保护信号，并将磁悬浮系统的当前保护信号与当前保护阈值进行对比，以根据当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护；其中，当前保护信号，包括：当前电流信号或当前电压信号；根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行的过流保护，包括：一级过流保护和/或二级过流保护。该方案，可以解决磁悬浮系统的电流保护的保护阈值固定而影响使磁悬浮系统的适用范围的问题，达到扩大磁悬浮系统的适用范围的效果。

Description

一种过流保护装置、磁悬浮系统及其过流保护方法
技术领域
本发明属于磁悬浮技术领域，具体涉及一种过流保护装置、磁悬浮系统及其过流保护方法，尤其涉及一种磁悬浮系统保护装置、磁悬浮系统及其过流保护方法。
背景技术
磁悬浮系统的稳定性和可靠性决定着磁悬浮技术应用产品的质量，为了保证磁悬浮系统稳定可靠，其相关的保护机制尤为重要。例如：磁悬浮系统的电流保护中，电流保护的保护阈值固定，使得磁悬浮系统的适用范围有限。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的目的，包括：第一目的、和/或第二目的。
其中，第一目的在于，提供一种过流保护装置、磁悬浮系统及其过流保护方法，以解决磁悬浮系统的电流保护的保护阈值固定而影响使磁悬浮系统的适用范围的问题，达到扩大磁悬浮系统的适用范围的效果。
第二目的在于，提供一种过流保护装置、磁悬浮系统及其过流保护方法，以解决磁悬浮系统的电流保护机制采用软件保护时由于软件保护存在延时而导致电流保护的可靠性差的问题，达到提升电流保护的可靠性的效果。
本发明提供一种过流保护装置，包括：阈值确定单元、过流保护单元；其中，阈值确定单元，用于根据磁悬浮系统的应用需求，确定用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值；过流保护单元，用于采样磁悬浮系统的当前保护信号，并将磁悬浮系统的当前保护信号与磁悬浮系统的当前保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护；其中，当前保护信号，包括：当前电流信号或当前电压信号；根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行的过流保护，包括：一级过流保护和/或二级过流保护。
可选地，阈值确定单元，包括：阈值获取模块、阈值转换模块；其中，阈值获取模块，用于获取由上位机设置的初始保护阈值；阈值转换模块，用于对上位机设置的初始保护阈值进行转换处理后，得到磁悬浮系统的当前保护阈值，并输出至过流保护单元。
可选地，阈值获取模块，包括：磁悬浮系统的控制器；阈值转换模块，包括：DAC电路；其中，DAC电路，用于将基于上位机设置的初始保护阈值所对应的数字量，转换为模拟量后输出，即得到磁悬浮系统的当前保护阈值。
可选地，当前保护阈值，包括：当前第一保护阈值和当前第二保护阈值，且当前第一保护阈值大于当前第二保护阈值；过流保护单元，包括：采样模块、第一保护模块和第二保护模块；其中，采样模块，用于采样磁悬浮系统的当前保护信号；第一保护模块，用于将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第一保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护；第二保护模块，用于将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第二保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护。
可选地，第一保护模块，包括：第一比较电路和保护动作电路；其中，第一比较电路的反相输入端，用于接收磁悬浮系统的当前第一保护阈值；第一比较电路的同相输入端，用于接收磁悬浮系统的当前保护信号；第一比较电路的输出端，用于在当前保护信号大于当前第一保护阈值的情况下，输出一级保护信号；保护动作电路，用于根据一级保护信号执行预设的一级保护动作。
可选地，第二保护模块，包括：第二比较电路、延时电路和保护动作电路；其中，第二比较电路的反相输入端，用于接收磁悬浮系统的当前第二保护阈值；第二比较电路的同相输入端，用于接收磁悬浮系统的当前保护信号；第二比较电路的输出端，用于在当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的情况下，输出计时信号；延时电路，用于根据计时信号进行计时，并确定计时得到的当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间是否超过设定的延时时间；若当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间超过设定的延时时间，则输出二级保护信号；保护动作电路，用于根据二级保护信号执行预设的二级保护动作。
可选地，延时电路，包括：电阻模块、电容模块和二极管模块；其中，二极管模块的阴极连接至第二比较电路的输出端，二极管模块的阳极分别连接至电容模块和保护动作电路，电阻模块并联在二极管模块的阴极与阳极之间。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种磁悬浮系统，包括：以上所述的过流保护装置。
与上述磁悬浮系统相匹配，本发明再一方面提供一种磁悬浮系统的过流保护方法，包括：通过阈值确定单元，根据磁悬浮系统的应用需求，确定用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值；通过过流保护单元，采样磁悬浮系统的当前保护信号，并将磁悬浮系统的当前保护信号与磁悬浮系统的当前保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护；其中，当前保护信号，包括：当前电流信号或当前电压信号；根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行的过流保护，包括：一级过流保护和/或二级过流保护。
可选地，通过阈值确定单元确定用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值，包括：通过阈值获取模块，获取由上位机设置的初始保护阈值；通过阈值转换模块，对上位机设置的初始保护阈值进行转换处理后，得到磁悬浮系统的当前保护阈值，并输出至过流保护单元。
可选地，通过阈值获取模块获取由上位机设置的初始保护阈值，包括：通过DAC电路，将基于上位机设置的初始保护阈值所对应的数字量，转换为模拟量后输出，即得到磁悬浮系统的当前保护阈值。
可选地，当前保护阈值，包括：当前第一保护阈值和当前第二保护阈值，且当前第一保护阈值大于当前第二保护阈值；通过过流保护单元根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护，包括：通过采样模块，采样磁悬浮系统的当前保护信号；通过第一保护模块，将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第一保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护；通过第二保护模块，将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第二保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护。
可选地，通过第一保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护，包括：通过第一比较电路的反相输入端，接收磁悬浮系统的当前第一保护阈值；通过第一比较电路的同相输入端，接收磁悬浮系统的当前保护信号；通过第一比较电路的输出端，在当前保护信号大于当前第一保护阈值的情况下，输出一级保护信号；通过保护动作电路，根据一级保护信号执行预设的一级保护动作。
可选地，通过第二保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护，包括：通过第二比较电路的反相输入端，接收磁悬浮系统的当前第二保护阈值；通过第二比较电路的同相输入端，接收磁悬浮系统的当前保护信号；通过第二比较电路的输出端，在当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的情况下，输出计时信号；通过延时电路，根据计时信号进行计时，并确定计时得到的当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间是否超过设定的延时时间；若当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间超过设定的延时时间，则输出二级保护信号；通过保护动作电路，根据二级保护信号执行预设的二级保护动作。
本发明的方案，通过增加可调保护阈值的功能，根据具体的需求能灵活地更改保护阈值，使磁悬浮系统电流保护装置具备可调保护阈值的功能，保证了磁悬浮系统的使用灵活性，可以提高磁悬浮系统的适用性。
进一步，本发明的方案，通过两级硬件保护电路，能够极大提高系统响应速度，并能够保证在干扰信号或短时间可承受电流范围内能够继续稳定运行，可以提高磁悬浮系统的可靠性。
进一步，本发明的方案，通过设置两级硬件保护，并根据磁悬浮系统的不同使用需求进行设定保护阈值，能够在两级硬件快速响应保护的基础上实现可调保护阈值功能，可以保证在干扰信号或电流可承受时间范围内能够继续稳定运行，从而提高磁悬浮系统得适用性和可靠性。
由此，一方面，本发明的方案，通过根据磁悬浮系统的不同使用需求进行设定保护阈值，实现可调保护阈值功能，解决磁悬浮系统的电流保护的保护阈值固定而影响使磁悬浮系统的适用范围的问题，达到扩大磁悬浮系统的适用范围的效果，提升磁悬浮系统的适用性能。
另一方面，本发明的方案，通过设置两级硬件保护，并根据磁悬浮系统的不同使用需求进行设定保护阈值，解决磁悬浮系统的电流保护机制采用软件保护时由于软件保护存在延时而导致电流保护的可靠性差的问题，达到提升电流保护的可靠性的效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的过流保护装置的一实施例的结构示意图；
图2为磁悬浮系统的一实施例的磁悬浮轴承电流软件保护装置的结构示意图；
图3为磁悬浮系统的另一实施例的磁悬浮轴承系统电流保护装置的结构示意图；
图4为磁悬浮系统的再一实施例的电流保护装置的硬件结构示意图；
图5为磁悬浮系统的又一实施例的电流保护装置的控制流程示意图；
图6为本发明的过流保护方法的一实施例的流程示意图；
图7为本发明的方法中通过阈值确定单元确定可以用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值的一实施例的流程示意图；
图8为本发明的方法中通过过流保护单元根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护的一实施例的流程示意图；
图9为本发明的方法中通过第一保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护的一实施例的流程示意图；
图10为本发明的方法中通过第二保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种过流保护装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该过流保护装置可以包括：阈值确定单元、过流保护单元，阈值确定单元可以与过流保护单元相连。
具体地，阈值确定单元，可以用于根据磁悬浮系统的应用需求，确定可以用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值。例如：增加可调保护阈值的功能，可以根据具体的需求能灵活地更改保护阈值。
在一个可选例子中，阈值确定单元，可以包括：阈值获取模块、阈值转换模块；上位机、阈值获取模块和阈值转换模块可以依次相连，且连接至过流保护单元。
具体地，阈值获取模块，可以用于获取由上位机设置的初始保护阈值。
例如：初始保护阈值，可以是初始设置的电流保护阈值。在当前保护阈值可以包括当前第一保护阈值和当前第二保护阈值的情况下，初始保护阈值可以包括初始设置的第一电流保护阈值和第二电流保护阈值，如上位机设定的保护阈值I1、I2。
具体地，阈值转换模块，可以用于对上位机设置的初始保护阈值进行转换处理后，得到磁悬浮系统的当前保护阈值，并输出至过流保护单元。
由此，通过获取由上位机设置的初始保护阈值，可以灵活获取基于磁悬浮系统的应用需求设置的初始保护阈值；进而将该初始保护阈值转换为电流保护单元所需要的当前保护阈值，使得对当前保护阈值额确定灵活且可靠。
可选地，阈值获取模块，可以包括：磁悬浮系统的控制器，如磁悬浮系统的MCU；阈值转换模块，可以包括：DAC电路。其中，DAC电路，可以用于将基于上位机设置的初始保护阈值所对应的数字量，转换为模拟量后输出，即得到磁悬浮系统的当前保护阈值。
例如：上位机与MCU通信，MCU通过DAC输出设定保护阈值，可以根据不同需求进行设定。通过上位机与MCU通信，将保护阈值存入MCU的EEPROM中，MCU上电读取后写入DAC模块(如第一DAC电路、第二DAC电路等)输出保护阈值。
例如：MCU上电读取，MCU读取设定保护阈值I1、I2。I1、I2分别为一级、二级保护电路设定的电流保护阈值，对应Idef(电流保护阈值)。进而，通过DAC模块输出两级保护阈值。
其中，可以由公式Vdef＝Idef*R计算得到V1、V2。R为采样电路的电阻值，Idef即为计算的电压保护阈值，Vdef为计算的电压保护阈值。V1、V2分别为一级、二级保护阈值，即V1、V2分别为一级、二级保护电路的DAC输出的电压保护阈值，对应Vdef(电压保护阈值)，V1、V2通过公式Vdef＝Idef*R计算得出。
进而，根据X＝(Vdef/Vref)*2y计算得到X，将X写入DAC，输出相应的电压值Vdef。其中，y为DAC的位数，Vref为DAC电路的参考值。也就是说，DAC要想输出V1、V2，是通过MCU向DAC写入数字量X，经过转换才能输出相应的V1、V2，转换公式为X＝(Vdef/Vref)*2y，所以X的值根据转换公式计算得来，Vdef即V1、V2，Vref为DAC电路固定的电压参考值，y为DAC芯片的位数(如12位、16位等等)。其中，电流保护实际是通过换算成电压，通过电压比较来进行保护的。
这样，通过上位机将设定保护阈值I1、I2传输给MCU，MCU写入E2PROM中保存，不同磁悬浮系统的保护阈值可根据需求进行更改，无需更改软件，提高了磁悬浮系统的适用性和可靠性。
由此，通过DAC模块对磁悬浮系统的控制器获取的初始保护阈值进行数模转换处理，得到磁悬浮系统的当前保护阈值，实现不同磁悬浮系统的保护阈值可根据需求进行更改，而无需更改软件，提高了磁悬浮系统的适用性和可靠性。
具体地，过流保护单元，可以用于采样磁悬浮系统的当前保护信号，并将磁悬浮系统的当前保护信号与磁悬浮系统的当前保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护。
其中，当前保护信号，可以包括：当前电流信号或当前电压信号。根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行的过流保护，包括：一级过流保护和/或二级过流保护。
由此，通过根据磁悬浮系统的应用需求确定过流保护的当前保护阈值，可以提高磁悬浮系统电流保护机制的适用性。
在一个可选例子中，当前保护阈值，可以包括：当前第一保护阈值和当前第二保护阈值，且当前第一保护阈值大于当前第二保护阈值。阈值转换模块可以包括第一阈值转换模块如第一DAC电路和第二阈值转换模块如第二DAC电路，第一DAC电路可以基于上位机设置的初始保护阈值转换并输出当前第一保护阈值，第二DAC电路可以基于上位机设置的初始保护阈值转换并输出当前第二保护阈值。
相应地，过流保护单元，可以包括：采样模块、第一保护模块和第二保护模块；采样模块，分别与第一保护模块和第二保护模块连接，以通过第一保护模块和第二保护模块实现对磁悬浮系统的二级过流保护。其中，
具体地，采样模块，可以用于采样磁悬浮系统的当前保护信号。
例如：采样模块，可以是电流采样电路，电流采样电路可以采用采样电阻。如采样电阻可以采样磁悬浮系统的电流信号后输出电压信号至第一保护模块和第二保护模块。电流采样电路可通过连接采样电阻接地进行采样得出电压值。
具体地，第一保护模块，可以用于将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第一保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护。
具体地，第二保护模块，可以用于将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第二保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护。
例如：采用两级比较电路，两级比较电路经过比较后输出相应状态，异常状态则保护动作电路动作进行保护。这样，采用二级比较电路，对于一定时间内可承受电流，避免频繁进行保护，影响系统可靠性，保证在有干扰信号的情况仍能正常工作。
例如：通过二级保护模块、且具备可调保护阈值的功能，两级硬件保护电路能够保证在干扰信号或短时间可承受电流范围内能够继续稳定运行，大大提高了磁悬浮系统的适用性和可靠性。
由此，通过第一保护模块和第二保护模块形成的两级过流保护模块，对磁悬浮系统进行两级过流保护，可以对于一定时间内可承受电流不进行过流保护，从而避免频繁进行过流保护而影响系统可靠性，有利于提升磁悬浮系统的过流保护的可靠性。
下面示例性地说明第一保护模块和第二保护模块对磁悬浮系统进行二级过流保护的具体过程。
例如：可以分别针对第一保护模块如一级比较电路和第二保护模块如二级比较电路进行二级保护。V1、V2分别连接比较器的反向输入端，V1＞V2；Ireal经过电流采样电路得到电压值Vreal，Vreal分别连接比较器的正向输入端，Vreal与V1、V2进行比较；Ireal为实际电流值，电流传感器输出，Vreal为通过电流采样电路采样的电压值。
可选地，第一保护模块，可以包括：第一比较电路和保护动作电路。第一DAC电路的输出端可以连接至第一比较电路的反相输入端，采样模块如电流采样电路的输出端可以连接至第一比较电路的同相输入端，第一比较电路的输出端可以连接至保护动作电路。第一比较电路，可以是第一比较器。
具体地，第一比较电路的反相输入端，可以用于接收磁悬浮系统的当前第一保护阈值。
具体地，第一比较电路的同相输入端，可以用于接收磁悬浮系统的当前保护信号。
具体地，第一比较电路的输出端，可以用于在当前保护信号大于当前第一保护阈值的情况下，确定磁悬浮系统存在一级过流的问题，输出一级保护信号。
当然，在当前保护信号小于或等于当前第一保护阈值的情况下，不需输出一级保护信号，磁悬浮系统可以继续正常运行。
具体地，保护动作电路，可以用于根据一级保护信号执行预设的一级保护动作，实现对磁悬浮系统的一级过流保护，如关闭磁悬浮系统的供电电源的电流输出。例如：一级保护动作，可以通过启动保护动作电路来执行。保护动作电路，主要可以用的是IPM模块，通过将异常信号输入到IPM模块，IPM模块内部保护进制根据异常信号进行相应动作。
例如：可以判断一级比较电路是否输出低电平，若一级比较电路输出低电平，则控制磁悬浮系统正常运行；若一级比较电路输出高电平，则保护动作电路动作，关闭磁悬浮系统的电流输出。
例如：若Vreal＞V1，则一级比较电路输出高电平，硬件立即进行保护动作，关闭电流输出。其中，I1保护阈值为大电流，影响到磁悬浮系统可靠性，立即进行保护动作。
由此，通过利用第一比较电路和保护动作电路，在磁悬浮系统的当前保护信号大于当前第一保护阈值的情况下立即执行保护动作，可以快速且可靠地实现对磁悬浮系统的一级过流保护。
可选地，第二保护模块，可以包括：第二比较电路、延时电路和保护动作电路。第一保护模块中的保护动作电路，与第二保护模块中的保护动作电路，可以是同一保护动作电路，也可以是单独设置的保护动作电路。当然，为节省硬件成本，优选设置为同一保护动作电路。同理，二级过滤保护模块采用同一采样模块。第二DAC电路的输出端可以连接至第二比较电路的反相输入端，采样模块如电流采样电路的输出端可以连接至第二比较电路的同相输入端，第二比较电路的输出端可以经延时电路之后连接至保护动作电路。第二比较电路，可以是第二比较器。
具体地，第二比较电路的反相输入端，可以用于接收磁悬浮系统的当前第二保护阈值。
具体地，第二比较电路的同相输入端，可以用于接收磁悬浮系统的当前保护信号。
具体地，第二比较电路的输出端，可以用于在当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的情况下，输出计时信号，以对当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间进行计时。
当然，在当前保护信号小于或等于当前第二保护阈值的情况下，不需输出计时信号，磁悬浮系统可以继续正常运行。例如：若Vreal＜V2，则二级比较电路输出低电平，磁悬浮系统运行正常。
具体地，延时电路，可以用于根据计时信号进行计时，并确定计时得到的当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间是否超过设定的延时时间；若当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间超过设定的延时时间，则确定磁悬浮系统存在二级过流，并输出二级保护信号。
当然，若当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间未超过设定的延时时间，如当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间小于或等于设定的延时时间，则不需输出二级保护信号，磁悬浮系统可以继续正常运行。例如：若V1＞Vreal＞V2，则二级比较电路输出高电平，经过延时电路进行判断，若未超过时间T则判定为干扰信号或可承受电流，无需动作。
具体地，保护动作电路，可以用于根据二级保护信号执行预设的二级保护动作，实现对磁悬浮系统的二级过流保护，如关闭磁悬浮系统的供电电源的电流输出。例如：二级保护动作，可以通过启动保护动作电路来执行。保护动作电路，主要可以用的是IPM模块，通过将异常信号输入到IPM模块，IPM模块内部保护进制根据异常信号进行相应动作。
例如：可以判断二级比较电路是否输出低电平，若二级比较电路输出低电平，则控制磁悬浮系统正常运行；若二级比较电路输出高电平，则启动延时电路，并判断延时电路的延时时间是否超过设定时间；若延时电路的延时时间超过设定时间，则保护动作电路动作，关闭磁悬浮系统的电流输出；若延时电路的延时时间未超过设定时间，则返回继续判断二级比较电路是否输出低电平。
例如：若V1＞Vreal＞V2，则二级比较电路输出高电平，经过延时电路进行判断，超过时间T则判定为过流，保护动作电路动作。I2保护阈值为T时间内允许电流(如线圈耐电流值)，T时间内不保护，超过T时间进行保护动作。
由此，通过利用第二比较电路、延时电路和保护动作电路，在当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间超过设定的延时时间的情况下立即执行保护动作，可以在确定磁悬浮系统确实存在二级过流的情况下可以快速且可靠地实现对磁悬浮系统的二级过流保护，也可以避免由于干扰而进行二级过流保护影响磁悬浮系统运行的可靠性。
更可选地，延时电路，可以包括：电阻模块、电容模块和二极管模块。其中，二极管模块的阴极连接至第二比较电路的输出端，二极管模块的阳极分别连接至电容模块和保护动作电路，电阻模块并联在二极管模块的阴极与阳极之间。
例如：延时电路可以由R、C、D组成，延时电路的延时时间T由比较电路输出高电平时，通过电阻R对电容C的充电时间决定，根据器件的耐电流性确定R、C的值；放电是在比较电路输出低电平时通过二极管D向比较器进行灌电流放电，放电更快，此电路解决了用并联电阻放电，放电时间慢的问题。
由此，通过电阻模块、电容模块和二极管模块对当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间进行计时，结构简单，且在第二比较电路输出低电平时通过二极管模型向第二比较电路进行灌电流放电，放电更快，有利于进一步提升二级过流保护的响应速度。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过增加可调保护阈值的功能，根据具体的需求能灵活地更改保护阈值，使磁悬浮系统电流保护装置具备可调保护阈值的功能，保证了磁悬浮系统的使用灵活性，可以提高磁悬浮系统的适用性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于过流保护装置的一种磁悬浮系统。该磁悬浮系统可以包括：以上所述的过流保护装置。
磁悬浮轴承直接控制对象为磁轴承线圈电流，电流保护在磁悬浮系统的作用至关重要，电流保护通常采用软件保护。如具体的电流保护机制可以参见图2所示的例子。
其中，软件保护机制能够设定精准的保护阈值，采样后由MCU进行判定后做出相应的保护动作。但该保护机制也有一些弊端，比如：保护阈值由软件固定，更改比较麻烦，且受采样速率以及MCU的运行速率的影响，保护动作有一定的延时；又如：对于一定时间内可承受电流，易受干扰信号影响频繁触发保护，影响系统可靠性。
另外，一些电流保护方案的侧重点在于过流时间和过流预警次数，其保护阈值均不可调；但对于磁悬浮系统而言，不同磁悬浮系统的设定阈值需求不同，固定保护阈值机制的磁悬浮系统无法适配所有产品。例如：磁悬浮系统的电流保护中，可以通过设定的保护阈值，在电流采样后由MCU进行判定后做出相应的保护动作。但该设定的保护阈值一旦设定则无法更改；而不同磁悬浮系统的设定阈值需求不同，固定的保护阈值的磁悬浮系统则无法适配所有产品。
在一个可选实施方式中，至少为了解决磁悬浮系统的电流保护机制采用软件保护时由于软件保护存在延时而导致电流保护的可靠性差的问题，本发明的方案，提供一种磁悬浮系统保护装置，具体可以是一种磁悬浮系统的电流两级硬件保护装置，通过电流两级硬件保护，能够极大提高系统响应速度；可以增加可调保护阈值的功能，根据具体的需求能灵活地更改保护阈值；在干扰信号或短时间可承受范围内能够继续稳定运行，保证了磁悬浮系统的快速响应性和灵活性，大大和可靠性。
也就是说，本发明的方案提出的一种磁悬浮系统电流两级硬件保护装置，可以在硬件保护装置上增加可调保护阈值功能，可以根据不同的需求适配不同的保护阈值，解决了软件保护延时和不同磁悬浮系统因保护阈值需求不同而无法适用的问题，保证了电流保护的快速响应性和灵活性。
在一个可选例子中，本发明的方案提出的一种磁悬浮系统电流两级硬件保护装置，即一种可调阈值的磁悬浮系统电流两级硬件保护装置，上位机与MCU通信，MCU通过DAC输出设定保护阈值，可以根据不同需求进行设定，在两级硬件快速响应保护的基础上实现了可调保护阈值功能，保证在干扰信号或电流可承受时间范围内能够继续稳定运行，提高了磁悬浮系统得适用性和可靠性。从而，保证了磁悬浮系统的快速响应性和灵活性，提高了磁悬浮系统电流保护机制的适用性和可靠性。
在一个可选具体实施方式中，可以参见图2至图5所示的例子中，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。
图2为磁悬浮系统的一实施例的磁悬浮轴承电流软件保护装置的结构示意图。
一些电流保护装置可以参见图2所示的例子。如图2所示的电流保护装置，可以包括：电流采样电路、MUC和保护动作电路，通过电流采样电路实时采集电流输入MCU，MCU进行信号处理后和软件中的保护阈值进行比较判定，超过阈值则关闭电流输出，电流为0。
图3为磁悬浮系统的另一实施例的磁悬浮轴承系统电流保护装置的结构示意图。
在一个可选具体例子中，本发明的方案的一个实施例中的磁悬浮轴承系统电流保护装置，可以参见图3所示的例子。如图3所示的磁悬浮轴承系统电流保护装置，可以包括：上位机、MCU、第一DAC电路、一级比较电路、保护动作电路、电流采样电路、第二DAC电路和二级比较电路。如图3所示的磁悬浮轴承系统电流保护装置，是通过上位机与MCU通信，将保护阈值存入MCU的EEPROM中，MCU上电读取后写入DAC模块(如第一DAC电路、第二DAC电路等)输出保护阈值；并采用两级比较电路，两级比较电路经过比较后输出相应状态，异常状态则保护动作电路动作进行保护。
图3所示的磁悬浮轴承系统电流保护装置中，采用二级比较电路，对于一定时间内可承受电流不进行过流保护，避免频繁进行保护，影响系统可靠性，保证在有干扰信号的情况仍能正常工作。而采用一级比较电路，对于大电流，可能破坏系统运行，直接进行保护，保证系统稳定可靠。
图4为磁悬浮系统的再一实施例的电流保护装置的硬件结构示意图。图5为磁悬浮系统的又一实施例的电流保护装置的控制流程示意图。
在一个可选具体例子中，如图5所示，本发明的方案的一个实施例中的磁悬浮系统电流保护装置的控制流程，可以包括：
步骤1、通过上位机将设定保护阈值I1、I2传输给MCU，MCU写入E2PROM中保存，不同磁悬浮系统的保护阈值可根据需求进行更改，无需更改软件，提高了磁悬浮系统的适用性和可靠性。
步骤2、MCU上电读取，MCU读取设定保护阈值I1、I2。I1、I2分别为一级、二级保护电路设定的电流保护阈值，对应Idef(电流保护阈值)。
步骤3、通过DAC模块输出两级保护阈值。
其中，可以由公式Vdef＝Idef*R计算得到V1、V2。
R为采样电路的电阻值，Idef即为计算的电压保护阈值，Vdef为计算的电压保护阈值。V1、V2分别为一级、二级保护阈值，即V1、V2分别为一级、二级保护电路的DAC输出的电压保护阈值，对应Vdef(电压保护阈值)，V1、V2通过公式Vdef＝Idef*R计算得出。
根据X＝(Vdef/Vref)*2y计算得到X，将X写入DAC，输出相应的电压值Vdef。其中，y为DAC的位数，Vref为DAC电路的参考值。
也就是说，DAC要想输出V1、V2，是通过MCU向DAC写入数字量X，经过转换才能输出相应的V1、V2，转换公式为X＝(Vdef/Vref)*2y，所以X的值根据转换公式计算得来，Vdef即V1、V2，Vref为DAC电路固定的电压参考值，y为DAC芯片的位数(如12位、16位等等)。
其中，该实施例中，电流保护实际是通过换算成电压，通过电压比较来进行保护的。
步骤4、分别针对一级比较电路和二级比较电路进行二级保护。
可选地，可以判断一级比较电路是否输出低电平，若一级比较电路输出低电平，则控制磁悬浮系统正常运行；若一级比较电路输出高电平，则保护动作电路动作，关闭磁悬浮系统的电流输出。
可选地，可以判断二级比较电路是否输出低电平，若二级比较电路输出低电平，则控制磁悬浮系统正常运行；若二级比较电路输出高电平，则启动延时电路，并判断延时电路的延时时间是否超过设定时间；若延时电路的延时时间超过设定时间，则保护动作电路动作，关闭磁悬浮系统的电流输出；若延时电路的延时时间未超过设定时间，则返回继续判断二级比较电路是否输出低电平。
在一个可选具体例子中，关于一级比较电路和二级比较电路的具体比较情况，可以参见图4所示的例子。
如图4所示，V1、V2分别连接比较器的反向输入端，V1＞V2；Ireal经过电流采样电路得到电压值Vreal，Vreal分别连接比较器的正向输入端，Vreal与V1、V2进行比较。Ireal为实际电流值，电流传感器输出，Vreal为通过电流采样电路采样的电压值。在图4所示的例子中，电流采样电路可通过连接采样电阻接地进行采样得出电压值。
具体地，若Vreal＜V2，则二级比较电路输出低电平，磁悬浮系统运行正常。
具体地，若V1＞Vreal＞V2，则二级比较电路输出高电平，经过延时电路进行判断，超过时间T则判定为过流，保护动作电路动作；若未超过时间T则判定为干扰信号或可承受电流，无需动作。
具体地，若Vreal＞V1，则一级比较电路输出高电平，硬件立即进行保护动作，关闭电流输出。
其中，I1保护阈值为大电流，影响到磁悬浮系统可靠性，立即进行保护动作；I2保护阈值为T时间内允许电流(如线圈耐电流值)，T时间内不保护，超过T时间进行保护动作。
可选地，保护动作，可以通过启动保护动作电路来执行。保护动作电路，主要可以用的是IPM模块，通过将异常信号输入到IPM模块，IPM模块内部保护进制根据异常信号进行相应动作。
可选地，延时电路可以参见图4所示的例子，由R、C、D组成，延时电路的延时时间T由比较电路输出高电平时，通过电阻R对电容C的充电时间决定，根据器件的耐电流性确定R、C的值；放电是在比较电路输出低电平时通过二极管D向比较器进行灌电流放电，放电更快，此电路解决了用并联电阻放电，放电时间慢的问题。
综上，相比于一些磁悬浮系统电流保护装置，本发明的方案提供的磁悬浮系统电流保护装置具备可调保护阈值的功能，其两级硬件保护电路能够保证在干扰信号或短时间可承受电流范围内能够继续稳定运行，大大提高了磁悬浮系统的适用性和可靠性。
由于本实施例的磁悬浮系统所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过两级硬件保护电路，能够极大提高系统响应速度，并能够保证在干扰信号或短时间可承受电流范围内能够继续稳定运行，可以提高磁悬浮系统的可靠性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于磁悬浮系统的一种磁悬浮系统的过流保护方法，如图6所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该磁悬浮系统的过流保护方法可以包括：步骤S110和步骤S120。
在步骤S110处，通过阈值确定单元，根据磁悬浮系统的应用需求，确定可以用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值。
例如：增加可调保护阈值的功能，根据具体的需求能灵活地更改保护阈值。
在一个可选例子中，阈值确定单元，可以包括：阈值获取模块、阈值转换模块；上位机、阈值获取模块和阈值转换模块可以依次相连，且连接至过流保护单元。其中，步骤S110中通过阈值确定单元确定可以用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值，可以参见以下示例性说明。
下面结合图7所示本发明的方法中通过阈值确定单元确定可以用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S110中通过阈值确定单元确定可以用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值的具体过程，可以包括：步骤S210和步骤S220。
步骤S210，通过阈值获取模块，获取由上位机设置的初始保护阈值。
例如：初始保护阈值，可以是初始设置的电流保护阈值。在当前保护阈值可以包括当前第一保护阈值和当前第二保护阈值的情况下，初始保护阈值可以包括初始设置的第一电流保护阈值和第二电流保护阈值，如上位机设定的保护阈值I1、I2。
步骤S220，通过阈值转换模块，对上位机设置的初始保护阈值进行转换处理后，得到磁悬浮系统的当前保护阈值，并输出至过流保护单元。
由此，通过获取由上位机设置的初始保护阈值，可以灵活获取基于磁悬浮系统的应用需求设置的初始保护阈值；进而将该初始保护阈值转换为电流保护单元所需要的当前保护阈值，使得对当前保护阈值额确定灵活且可靠。
可选地，阈值获取模块，可以包括：磁悬浮系统的控制器，如磁悬浮系统的MCU；阈值转换模块，可以包括：DAC电路。其中，通过阈值获取模块获取由上位机设置的初始保护阈值，可以包括：通过DAC电路，将基于上位机设置的初始保护阈值所对应的数字量，转换为模拟量后输出，即得到磁悬浮系统的当前保护阈值。
例如：上位机与MCU通信，MCU通过DAC输出设定保护阈值，可以根据不同需求进行设定。通过上位机与MCU通信，将保护阈值存入MCU的EEPROM中，MCU上电读取后写入DAC模块(如第一DAC电路、第二DAC电路等)输出保护阈值。
例如：MCU上电读取，MCU读取设定保护阈值I1、I2。I1、I2分别为一级、二级保护电路设定的电流保护阈值，对应Idef(电流保护阈值)。进而，通过DAC模块输出两级保护阈值。
其中，可以由公式Vdef＝Idef*R计算得到V1、V2。R为采样电路的电阻值，Idef即为计算的电压保护阈值，Vdef为计算的电压保护阈值。V1、V2分别为一级、二级保护阈值，即V1、V2分别为一级、二级保护电路的DAC输出的电压保护阈值，对应Vdef(电压保护阈值)，V1、V2通过公式Vdef＝Idef*R计算得出。
进而，根据X＝(Vdef/Vref)*2y计算得到X，将X写入DAC，输出相应的电压值Vdef。其中，y为DAC的位数，Vref为DAC电路的参考值。也就是说，DAC要想输出V1、V2，是通过MCU向DAC写入数字量X，经过转换才能输出相应的V1、V2，转换公式为X＝(Vdef/Vref)*2y，所以X的值根据转换公式计算得来，Vdef即V1、V2，Vref为DAC电路固定的电压参考值，y为DAC芯片的位数(如12位、16位等等)。其中，电流保护实际是通过换算成电压，通过电压比较来进行保护的。
这样，通过上位机将设定保护阈值I1、I2传输给MCU，MCU写入E2PROM中保存，不同磁悬浮系统的保护阈值可根据需求进行更改，无需更改软件，提高了磁悬浮系统的适用性和可靠性。
由此，通过DAC模块对磁悬浮系统的控制器获取的初始保护阈值进行数模转换处理，得到磁悬浮系统的当前保护阈值，实现不同磁悬浮系统的保护阈值可根据需求进行更改，而无需更改软件，提高了磁悬浮系统的适用性和可靠性。
在步骤S120处，通过过流保护单元，采样磁悬浮系统的当前保护信号，并将磁悬浮系统的当前保护信号与磁悬浮系统的当前保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护.
其中，当前保护信号，可以包括：当前电流信号或当前电压信号；根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行的过流保护，包括：一级过流保护和/或二级过流保护。
由此，通过根据磁悬浮系统的应用需求确定过流保护的当前保护阈值，可以提高磁悬浮系统电流保护机制的适用性。
在一个可选例子中，当前保护阈值，可以包括：当前第一保护阈值和当前第二保护阈值，且当前第一保护阈值大于当前第二保护阈值。阈值转换模块可以包括第一阈值转换模块如第一DAC电路和第二阈值转换模块如第二DAC电路，第一DAC电路可以基于上位机设置的初始保护阈值转换并输出当前第一保护阈值，第二DAC电路可以基于上位机设置的初始保护阈值转换并输出当前第二保护阈值。
相应地，过流保护单元，可以包括：采样模块、第一保护模块和第二保护模块。采样模块，分别与第一保护模块和第二保护模块连接，以通过第一保护模块和第二保护模块实现对磁悬浮系统的二级过流保护。其中，步骤S120中通过过流保护单元根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护，可以参见以下示例性说明。
下面结合图8所示本发明的方法中通过过流保护单元根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S120中通过过流保护单元根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护的具体过程，可以包括：步骤S310至步骤S330。
步骤S310，通过采样模块，采样磁悬浮系统的当前保护信号。
例如：采样模块，可以是电流采样电路，电流采样电路可以采用采样电阻。如采样电阻可以采样磁悬浮系统的电流信号后输出电压信号至第一保护模块和第二保护模块。电流采样电路可通过连接采样电阻接地进行采样得出电压值。
步骤S320，通过第一保护模块，将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第一保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护。
步骤S330，通过第二保护模块，将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第二保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护。
例如：采用两级比较电路，两级比较电路经过比较后输出相应状态，异常状态则保护动作电路动作进行保护。这样，采用二级比较电路，对于一定时间内可承受电流，避免频繁进行保护，影响系统可靠性，保证在有干扰信号的情况仍能正常工作。
例如：通过二级保护模块、且具备可调保护阈值的功能，两级硬件保护电路能够保证在干扰信号或短时间可承受电流范围内能够继续稳定运行，大大提高了磁悬浮系统的适用性和可靠性。
由此，通过第一保护模块和第二保护模块形成的两级过流保护模块，对磁悬浮系统进行两级过流保护，可以对于一定时间内可承受电流不进行过流保护，从而避免频繁进行过流保护而影响系统可靠性，有利于提升磁悬浮系统的过流保护的可靠性。
下面示例性地说明第一保护模块和第二保护模块对磁悬浮系统进行二级过流保护的具体过程。
例如：可以分别针对第一保护模块如一级比较电路和第二保护模块如二级比较电路进行二级保护。V1、V2分别连接比较器的反向输入端，V1＞V2；Ireal经过电流采样电路得到电压值Vreal，Vreal分别连接比较器的正向输入端，Vreal与V1、V2进行比较；Ireal为实际电流值，电流传感器输出，Vreal为通过电流采样电路采样的电压值。
可选地，第一保护模块，可以包括：第一比较电路和保护动作电路。第一DAC电路的输出端可以连接至第一比较电路的反相输入端，采样模块如电流采样电路的输出端可以连接至第一比较电路的同相输入端，第一比较电路的输出端可以连接至保护动作电路。第一比较电路，可以是第一比较器。其中，步骤S320中通过第一保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护，可以参见以下示例性说明。
下面结合图9所示本发明的方法中通过第一保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S320中通过第一保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护的具体过程，可以包括：步骤S410至步骤S440。
步骤S410，通过第一比较电路的反相输入端，接收磁悬浮系统的当前第一保护阈值。
步骤S420，通过第一比较电路的同相输入端，接收磁悬浮系统的当前保护信号。
步骤S430，通过第一比较电路的输出端，在当前保护信号大于当前第一保护阈值的情况下，确定磁悬浮系统存在一级过流的问题，输出一级保护信号。当然，在当前保护信号小于或等于当前第一保护阈值的情况下，不需输出一级保护信号，磁悬浮系统可以继续正常运行。
步骤S440，通过保护动作电路，可以根据一级保护信号执行预设的一级保护动作，实现对磁悬浮系统的一级过流保护，如关闭磁悬浮系统的供电电源的电流输出。例如：一级保护动作，可以通过启动保护动作电路来执行。保护动作电路，主要可以用的是IPM模块，通过将异常信号输入到IPM模块，IPM模块内部保护进制根据异常信号进行相应动作。
例如：可以判断一级比较电路是否输出低电平，若一级比较电路输出低电平，则控制磁悬浮系统正常运行；若一级比较电路输出高电平，则保护动作电路动作，关闭磁悬浮系统的电流输出。
例如：若Vreal＞V1，则一级比较电路输出高电平，硬件立即进行保护动作，关闭电流输出。其中，I1保护阈值为大电流，影响到磁悬浮系统可靠性，立即进行保护动作。
由此，通过利用第一比较电路和保护动作电路，在磁悬浮系统的当前保护信号大于当前第一保护阈值的情况下立即执行保护动作，可以快速且可靠地实现对磁悬浮系统的一级过流保护。
可选地，第二保护模块，可以包括：第二比较电路、延时电路和保护动作电路。第一保护模块中的保护动作电路，与第二保护模块中的保护动作电路，可以是同一保护动作电路，也可以是单独设置的保护动作电路。当然，为节省硬件成本，优选设置为同一保护动作电路。同理，二级过滤保护模块采用同一采样模块。第二DAC电路的输出端可以连接至第二比较电路的反相输入端，采样模块如电流采样电路的输出端可以连接至第二比较电路的同相输入端，第二比较电路的输出端可以经延时电路之后连接至保护动作电路。第二比较电路，可以是第二比较器。其中，步骤S330中通过第二保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护，可以参见以下示例性说明。
下面结合图10所示本发明的方法中通过第二保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S330中通过第二保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护的具体过程，可以包括：步骤S510至步骤S550。
步骤S510，通过第二比较电路的反相输入端，接收磁悬浮系统的当前第二保护阈值。
步骤S520，通过第二比较电路的同相输入端，接收磁悬浮系统的当前保护信号。
步骤S530，通过第二比较电路的输出端，在当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的情况下，输出计时信号，以对当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间进行计时。
当然，在当前保护信号小于或等于当前第二保护阈值的情况下，不需输出计时信号，磁悬浮系统可以继续正常运行。例如：若Vreal＜V2，则二级比较电路输出低电平，磁悬浮系统运行正常。
步骤S540，通过延时电路，根据计时信号进行计时，并确定计时得到的当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间是否超过设定的延时时间；若当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间超过设定的延时时间，则确定磁悬浮系统存在二级过流，并输出二级保护信号。
当然，若当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间未超过设定的延时时间，如当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间小于或等于设定的延时时间，则不需输出二级保护信号，磁悬浮系统可以继续正常运行。例如：若V1＞Vreal＞V2，则二级比较电路输出高电平，经过延时电路进行判断，若未超过时间T则判定为干扰信号或可承受电流，无需动作。
步骤S550，通过保护动作电路，根据二级保护信号执行预设的二级保护动作，实现对磁悬浮系统的二级过流保护，如关闭磁悬浮系统的供电电源的电流输出。例如：二级保护动作，可以通过启动保护动作电路来执行。保护动作电路，主要可以用的是IPM模块，通过将异常信号输入到IPM模块，IPM模块内部保护进制根据异常信号进行相应动作。
例如：可以判断二级比较电路是否输出低电平，若二级比较电路输出低电平，则控制磁悬浮系统正常运行；若二级比较电路输出高电平，则启动延时电路，并判断延时电路的延时时间是否超过设定时间；若延时电路的延时时间超过设定时间，则保护动作电路动作，关闭磁悬浮系统的电流输出；若延时电路的延时时间未超过设定时间，则返回继续判断二级比较电路是否输出低电平。
例如：若V1＞Vreal＞V2，则二级比较电路输出高电平，经过延时电路进行判断，超过时间T则判定为过流，保护动作电路动作。I2保护阈值为T时间内允许电流(如线圈耐电流值)，T时间内不保护，超过T时间进行保护动作。
由此，通过利用第二比较电路、延时电路和保护动作电路，在当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间超过设定的延时时间的情况下立即执行保护动作，可以在确定磁悬浮系统确实存在二级过流的情况下可以快速且可靠地实现对磁悬浮系统的二级过流保护，也可以避免由于干扰而进行二级过流保护影响磁悬浮系统运行的可靠性。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述磁悬浮系统的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过设置两级硬件保护，并根据磁悬浮系统的不同使用需求进行设定保护阈值，能够在两级硬件快速响应保护的基础上实现可调保护阈值功能，可以保证在干扰信号或电流可承受时间范围内能够继续稳定运行，从而提高磁悬浮系统得适用性和可靠性。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种过流保护装置，其特征在于，包括：阈值确定单元、过流保护单元；其中，
阈值确定单元，用于根据磁悬浮系统的应用需求，确定用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值；
过流保护单元，用于采样磁悬浮系统的当前保护信号，并将磁悬浮系统的当前保护信号与磁悬浮系统的当前保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护；
其中，当前保护信号，包括：当前电流信号或当前电压信号；根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行的过流保护，包括：一级过流保护和/或二级过流保护。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，阈值确定单元，包括：阈值获取模块、阈值转换模块；其中，
阈值获取模块，用于获取由上位机设置的初始保护阈值；
阈值转换模块，用于对上位机设置的初始保护阈值进行转换处理后，得到磁悬浮系统的当前保护阈值，并输出至过流保护单元。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，阈值获取模块，包括：磁悬浮系统的控制器；阈值转换模块，包括：DAC电路；其中，
DAC电路，用于将基于上位机设置的初始保护阈值所对应的数字量，转换为模拟量后输出，即得到磁悬浮系统的当前保护阈值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，当前保护阈值，包括：当前第一保护阈值和当前第二保护阈值，且当前第一保护阈值大于当前第二保护阈值；
过流保护单元，包括：采样模块、第一保护模块和第二保护模块；其中，
采样模块，用于采样磁悬浮系统的当前保护信号；
第一保护模块，用于将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第一保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护；
第二保护模块，用于将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第二保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，第一保护模块，包括：第一比较电路和保护动作电路；其中，
第一比较电路的反相输入端，用于接收磁悬浮系统的当前第一保护阈值；
第一比较电路的同相输入端，用于接收磁悬浮系统的当前保护信号；
第一比较电路的输出端，用于在当前保护信号大于当前第一保护阈值的情况下，输出一级保护信号；
保护动作电路，用于根据一级保护信号执行预设的一级保护动作。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，第二保护模块，包括：第二比较电路、延时电路和保护动作电路；其中，
第二比较电路的反相输入端，用于接收磁悬浮系统的当前第二保护阈值；
第二比较电路的同相输入端，用于接收磁悬浮系统的当前保护信号；
第二比较电路的输出端，用于在当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的情况下，输出计时信号；
延时电路，用于根据计时信号进行计时，并确定计时得到的当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间是否超过设定的延时时间；若当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间超过设定的延时时间，则输出二级保护信号；
保护动作电路，用于根据二级保护信号执行预设的二级保护动作。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，延时电路，包括：电阻模块、电容模块和二极管模块；其中，
二极管模块的阴极连接至第二比较电路的输出端，二极管模块的阳极分别连接至电容模块和保护动作电路，电阻模块并联在二极管模块的阴极与阳极之间。
8.一种磁悬浮系统，其特征在于，包括：如权利要求1至7中任一项所述的过流保护装置。
9.一种如权利要求8所述的磁悬浮系统的过流保护方法，其特征在于，包括：
通过阈值确定单元，根据磁悬浮系统的应用需求，确定用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值；
通过过流保护单元，采样磁悬浮系统的当前保护信号，并将磁悬浮系统的当前保护信号与磁悬浮系统的当前保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护；
其中，当前保护信号，包括：当前电流信号或当前电压信号；根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行的过流保护，包括：一级过流保护和/或二级过流保护。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过阈值确定单元确定用于对磁悬浮系统进行过流保护的当前保护阈值，包括：
通过阈值获取模块，获取由上位机设置的初始保护阈值；
通过阈值转换模块，对上位机设置的初始保护阈值进行转换处理后，得到磁悬浮系统的当前保护阈值，并输出至过流保护单元。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，通过阈值获取模块获取由上位机设置的初始保护阈值，包括：
通过DAC电路，将基于上位机设置的初始保护阈值所对应的数字量，转换为模拟量后输出，即得到磁悬浮系统的当前保护阈值。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其特征在于，当前保护阈值，包括：当前第一保护阈值和当前第二保护阈值，且当前第一保护阈值大于当前第二保护阈值；
通过过流保护单元根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前保护阈值对磁悬浮系统进行过流保护，包括：
通过采样模块，采样磁悬浮系统的当前保护信号；
通过第一保护模块，将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第一保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护；
通过第二保护模块，将磁悬浮系统的当前保护信号与当前第二保护阈值进行对比，以根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过第一保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第一保护阈值对磁悬浮系统进行一级过流保护，包括：
通过第一比较电路的反相输入端，接收磁悬浮系统的当前第一保护阈值；
通过第一比较电路的同相输入端，接收磁悬浮系统的当前保护信号；
通过第一比较电路的输出端，在当前保护信号大于当前第一保护阈值的情况下，输出一级保护信号；
通过保护动作电路，根据一级保护信号执行预设的一级保护动作。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过第二保护模块根据磁悬浮系统的当前保护信号和当前第二保护阈值对磁悬浮系统进行二级过流保护，包括：
通过第二比较电路的反相输入端，接收磁悬浮系统的当前第二保护阈值；
通过第二比较电路的同相输入端，接收磁悬浮系统的当前保护信号；
通过第二比较电路的输出端，在当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的情况下，输出计时信号；
通过延时电路，根据计时信号进行计时，并确定计时得到的当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间是否超过设定的延时时间；若当前保护信号小于当前第一保护阈值、且大于当前第二保护阈值的时间超过设定的延时时间，则输出二级保护信号；
通过保护动作电路，根据二级保护信号执行预设的二级保护动作。
CN201911397944.6A 2019-12-30 2019-12-30 一种过流保护装置、磁悬浮系统及其过流保护方法 Pending CN111064158A (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112104220A (zh) * 2020-10-30 2020-12-18 上海芯龙半导体技术股份有限公司南京分公司 一种保护信号发生电路、供电电路及电源芯片
CN113346452A (zh) * 2021-05-17 2021-09-03 珠海格力电器股份有限公司 一种过流保护装置、磁悬浮系统及其过流保护方法
WO2022166901A1 (zh) * 2021-02-05 2022-08-11 广州视源电子科技股份有限公司 过流保护电路及其控制方法

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