CN111769781B - 电机故障停机方法、存储介质、故障保护模块及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机故障停机方法、存储介质、故障保护模块及控制系统，电机故障停机方法包括如下步骤：检测电机运行是否产生故障，若是则执行故障程序，否则继续检测电机的运行是否产生故障；执行故障程序包括：检测电机的端电压是否高于预设值，然后检测电机的转速是否高于预设值，若端电压高于预设值，则执行第一程序制动电机，若端电压低于预设值，则执行第二程序制动电机；执行第一程序或第二程序后，检测电机的转速是否高于预设值，若转速低于预设值，则电机执行自由停机程序，若转速高于预设值，则继续判断端电压是否高于预设值，直至转速低于预设值，电机执行自由停机程序。本发明提供的电机故障停机方法节约了成本，效率更高。

Description

电机故障停机方法、存储介质、故障保护模块及控制系统

技术领域

本发明属于电机技术领域，更具体地说，是涉及一种电机故障停机方法、存储介质、故障保护模块及控制系统。

背景技术

永磁同步电机以其控制性能好、功率密度高、节能等特点，已经在各行各业中得到广泛的应用。

目前，已经有了一些关于永磁同步电机的停机方式，但是目前的一些停机方法对电机的停机进行操作时，对电机需要停机的时机把握不准确，也就是不知道电机什么时候该停机。或者目前有了把握电机停机时机的方法，但现有的停机方法对电机的损害比较大，容易烧坏电机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机故障停机方法、存储介质、故障保护模块及控制系统，以解决现有技术中存在的停机方法对电机的损害较大，容易烧坏电机的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种电机故障停机方法，包括如下步骤：

检测电机运行是否产生故障，若是则执行故障程序，否则继续检测电机的运行是否产生故障；

所述执行故障程序包括：检测电机的端电压是否高于预设值，然后检测电机的转速是否高于预设值，若端电压高于预设值，则执行第一程序制动电机，若端电压低于预设值，则执行第二程序制动电机；

执行所述第一程序或第二程序后，检测电机的转速是否高于预设值，若转速低于预设值，则电机执行自由停机程序，若转速高于预设值，则继续判断端电压是否高于预设值，直至转速低于预设值，电机执行自由停机程序。

进一步地，所述第一程序包括：开启PWM，开启逆变电路，并开始计时第一时长，若所述第一时长小于第一预设时长，则继续保持PWM和逆变电路的开启状态。

进一步地，所述第一程序还包括：若所述第一时长大于所述第一预设时长，则关闭PWM，关闭逆变电路，并开始计时第二时长，若所述第二时长大于所述第二预设时长，则所述第一程序结束，若所述第二时长小于所述第二预设时长，则继续进行计时直至所述第二时长大于所述第二预设时长。

进一步地，所述第二程序包括：开启PWM，开启逆变电路，并开始计时第三时长，若所述第三时长大于第三预设时长，则第二程序结束，若所述第三时长小于第三预设时长，则继续计时直至第三时长大于第三预设时长。

进一步地，所述自由停机程序包括：关闭PWM，对电机的端电压进行检测，若能检测到端电压，则电机继续减速，直至检测不到端电压，则所述自由停机程序结束。

本发明的另一目的在于提供一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，所述程序运行时执行上述电机故障停机方法。

本发明的另一目的在于提供一种故障保护模块，包括存储器和处理器，上述存储器配置为存储可执行指令；上述处理器配置为执行存储的指令以实现上述电机故障停机方法。

本发明的另一目的在于提供一种控制系统，包括上述故障保护模块和逆变电路。

进一步地，所述逆变电路包括三相桥式电路，所述三相桥式电路包括六个开关管，所述开关管为IGBT。

进一步地，所述PWM控制所述IGBT的工作状态。

本发明提供的电机故障停机方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明在执行故障程序时，根据端电压与预设值的大小关系，对电机的制动方式分别采用第一程序和第二程序。端电压高于预设值时，采用第一程序对电机进行制动，端电压低于预设值时，采用第二程序对电机进行制动。采用不同的制动程序对电机的转速进行降速，在保证电机的转速快速被降低的同时，防止电机在降速的过程中，端电压降低的过快，提升了对电机的保护，减少了因降低转速对电机的损害，防止电机被烧坏。主要是通过对控制方法的改进，也就是对软件的改进，对硬件没有改进，节约了成本，改进更加地灵活，效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电机故障停机方法的流程结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的执行故障程序的流程结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的第一程序的流程结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第二程序的流程结构示意图；

图5为本发明实施例所采用的自由停机程序的流程结构示意图；

图6为本发明实施例所采用的逆变电路的结构示意图，部分结构未视出。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

请一并参阅图1及图2，现对本发明实施例提供的电机故障停机方法进行说明。所述电机故障停机方法，包括如下步骤：先检测电机在高速运行的时候是否产生故障，若检测到了电机发生故障，则执行故障程序，若没有检测到电机发生故障，则继续对电机的运行进行检测是否发生故障。其中，执行故障程序包括：检测电机的端电压是否高于预设值，然后检测电机的转速是否高于预设值，若端电压高于预设值，则执行第一程序对电机进行制动，使得电机的转速被降低。若检测到的端电压低于预设值，则执行第二程序对电机进行制动，使得电机的转速被降低。在执行第一程序或者第二程序后，再对电机的转速进行检测，将检测到的电机的转速与预设值（也就是电机需要停机时的转速）进行比较，若电机的转速低于预设值，则电机执行自由停机的额程序，若转速高于预设值，则继续对电机的端电压进行检测，判断端电压是否高于预设值，随后电机继续执行第一程序或者第二程序，直至电机的转速被降低至低于预设值。随后电机执行自由停机程序。

本发明提供的电机故障停机方法，与现有技术相比，在执行故障程序时，根据端电压与预设值的大小关系，对电机的制动方式分别采用第一程序和第二程序。端电压高于预设值时，采用第一程序对电机进行制动，端电压低于预设值时，采用第二程序对电机进行制动。采用不同的制动程序对电机的转速进行降速，在保证电机的转速快速被降低的同时，防止电机在降速的过程中，端电压降低的过快，提升了对电机的保护，减少了因降低转速对电机的损害，防止电机被烧坏。主要是通过对控制方法的改进，也就是对软件的改进，对硬件没有改进，节约了成本，改进更加地灵活，效率更高。

具体地，请参阅图3，第一程序包括：开启PWM，开启逆变电路并开始计时第一时长，若第一时长大于第一预设时长，则第一程序结束，若第一时长小于第一预设时长，则继续计时直至第一时长大于第一预设时长。

具体地，请参阅图4，第二程序包括：PWM，开启逆变电路，并开始计时第二时长，若第二时长小于第二预设时长，则继续保持PWM和逆变电路的开启状态，计时继续。此部分的闭环反馈控制，开启了PWM和逆变电路，对电机进行制动，使得电机的转速可以快速地降下来，同时电机的端电压也被降了下来。但是长时间开启PWM信号，相当于将电机高速发电产生的能量全部消耗在电机上，电机线圈会发热，进而烧坏电机。因此，第二程序还包括：若第二时长大于第二预设时长，则关闭PWM，关闭逆变电路，并开始计时第三时长，若第三时长大于第三预设时长，则第二程序结束，若第三时长小于第三预设时长，则继续进行计时直至第三时长大于第三预设时长。关闭PWM和逆变电路后，使得电机的端电压进行回升，同时对电机的线圈进行冷却。在第二程序内先开启PWM，使得逆变电路被开启，对电机进行快速制动，但是制动的过程中，电机的线圈容易发热，电机的端电压也会快速降低，因此，需要在降速一段时间后，再关闭PWM，使得电机的线圈被冷却，同时使得电机的端电压回升。

具体地，请参阅图5，自由停机程序包括：关闭PWM，对电机的端电压进行检测，若能检测到端电压，则电机继续减速，直至检测不到端电压，则自由停机程序结束。

本发明还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，程序运行时执行上述电机故障停机方法。

本发明还提供了一种故障保护模块，包括存储器和处理器，存储器配置为存储可执行指令；处理器，配置为执行存储的指令以实现上述电机故障停机方法。

请参阅图6，本发明还提供了一种控制系统，控制系统包括上述故障保护模块、逆变电路，其中，逆变电路包括三相桥式电路，三相桥式电路包括六个开关管，其中开关管为IGBT，其中六个开关管分别为V1、V2、V3、V4、V5、V6，每个开关管上还分别连接有二极管VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6。其中，上桥中的开关管为V1、V3、V5，下桥中的开关管为V2、V4、V6，由于上桥部分还连接有较为复杂的电路，图中未视出，因此，在开启PWM后，使得开全下桥，使得控制更加地精确。

请一并参阅图1至图6，以下是对本发明的详细解释：

主流程里主要在电机在高速运行时检测故障，如果出现故障，则进入相应的故障处理程序；

在故障处理过程中我们主要参考电机的端电压是否会高于某一预设值或者在低速时检测电机的端电压是否存在来判断是否完全停机；端电压的采集主要是通过采样电机的三相输入或者两相输入电流，采用的方式有电流传感器与电阻采样，如果采样的方式使用电阻采样，那就直接将采样的电压换算成母线实际的电压或者将母线电压同比例的换算小用作比较；如果是电流传感器，则参考芯片手册还原端电压；

在运行中，我们首先还是要判断此时的速度，是否需要制动，如果转速不是太高（与预设值进行比较），则没有必要采取其他的措施，只需要关闭相应的控制信号，让电机自由停机；如果转速高，则需要采取制动，先控制信号，使下桥全开，将会制动，但这样一直开会引起电机发热，所以设置相应的计时，在一定的时间后，关闭所有的控制信号，开始计时，当计时结束后，可以判断端电压是否大于预设值，如果大于，则打开控制信号，控制电机减速，开始计时，在这个过程中使端电压变小，计时结束，再次判断转速，开始这个过程；如果端电压小于预设值，则直接判断转速，再次执行这个过程；

当速度降到预设值以下，可以直接选择关闭所有的控制信号，我们只需要检测相应的端电压是否存在，当端电压检测不到的时候，则可认为此时电机完全停机，可以加个计时，确保完全停机；

在上述方案中主要选择以软件的相应的逻辑来达到对电机的制动降速，可以选择加粗母线，提高母线的耐压值，加大母线上相应的电容，这样可以将电机多余的能量消耗，还有在母线上加相应的能耗电阻与继电器，在制动的时候控制继电器，将能耗电阻连接到电路中，形成回路，消耗电机的能量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.电机故障停机方法，其特征在于，包括如下步骤：

检测电机运行是否产生故障，若是则执行故障程序，否则继续检测电机的运行是否产生故障；

所述执行故障程序包括：检测电机的端电压是否高于预设值，若端电压高于预设值，则执行第一程序制动电机，若端电压低于预设值，则执行第二程序制动电机；

执行所述第一程序或第二程序后，检测电机的转速是否高于预设值，若转速低于预设值，则电机执行自由停机程序，若转速高于预设值，则继续检测端电压是否高于预设值，直至转速低于预设值，电机执行自由停机程序；

所述第二程序包括：开启PWM，开启逆变电路，并开始计时第二时长，若所述第二时长小于第二预设时长，则继续保持PWM和逆变电路的开启状态；若所述第二时长大于所述第二预设时长，则关闭PWM，关闭逆变电路，并开始计时第三时长，若所述第三时长大于第三预设时长，则所述第二程序结束，若所述第三时长小于所述第三预设时长，则继续进行计时直至所述第三时长大于所述第三预设时长。

2.如权利要求1所述的电机故障停机方法，其特征在于，所述第一程序包括：开启PWM，开启逆变电路，并开始计时第一时长，若所述第一时长大于第一预设时长，则第一程序结束，若所述第一时长小于第一预设时长，则继续计时直至第一时长大于第一预设时长。

3.如权利要求1所述的电机故障停机方法，其特征在于，所述自由停机程序包括：关闭PWM，对电机的端电压进行检测，若能检测到端电压，则电机继续减速，直至检测不到端电压，则所述自由停机程序结束。

4.存储介质，其特征在于：所述存储介质包括存储的程序，所述程序运行时执行权利要求1-3中任一项所述的电机故障停机方法。

5.故障保护模块，其特征在于，包括：

存储器，配置为存储可执行指令；

处理器，配置为执行存储的指令以实现权利要求1-4中任一项所述的电机故障停机方法。

6.控制系统，其特征在于：包括权利要求5所述的故障保护模块、权利要求1或2所述的逆变电路。

7.如权利要求6所述的控制系统，其特征在于：所述逆变电路包括三相桥式电路，所述三相桥式电路包括六个开关管，所述开关管为IGBT。

8.如权利要求7所述的控制系统，其特征在于：所述PWM控制所述IGBT的工作状态。

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