CN112398375A - 一种永磁同步电机控制系统及综合保护方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种永磁同步电机控制系统及综合保护方法，所述系统包括控制器、功率逆变器、永磁同步电机、位置传感器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、开关，其中：功率逆变器、控制器和永磁同步电机相互连接；功率逆变器上设置有温度传感器；永磁同步电机上设置有温度传感器和位置传感器；到功率逆变器的直流母线上设置有电压传感器；到功率逆变器的正直流母线上串联有开关和电流传感器；功率逆变器包括A相桥、B相桥和C相桥。

Description

一种永磁同步电机控制系统及综合保护方法
技术领域
本发明属于永磁同步电机控制领域，具体为一种永磁同步电机控制系统及综合保护方法。
背景技术
永磁同步电机以其高转矩/惯量比、高功率密度、高效率、高可靠性等优点，在数控机床、工业机器人、电动汽车、航天航空等领域得到了广泛应用。随着数字处理器技术、电力电子技术以及传感器技术的快速发展，永磁同步电机控制技术已日趋成熟。永磁同步电机控制系统一般由微处理器、功率逆变器、位置传感器、电流传感器及电机等构成，控制方法以矢量控制和直接转矩控制为主。
永磁同步电机控制系统一般作为大系统的动力输出部分，其稳定性和可靠性要求较高。在电机启动或运行过程中，由于供电不稳、机械故障、负载突变、器件失效等原因，会造成电机无法启动，运行失稳，严重情况下会造成供电电源损坏，功率逆变器或电机绕组烧毁。若在控制系统运行前和运行中能及时发现异常，并快速采取保护措施，便可以防止故障发生和故障蔓延，从而保持控制系统健康完好，稳定运行。
现有的永磁同步电机控制系统保护方案大多是针对高电压大功率电机，以过压保护和过流保护为主，保护措施多以在线路中接入成熟的过压保护器和过流保护器，该保护方案需要额外配置硬件资源且保护范围较小。
发明内容
针对上述背景技术，本发明提出一种永磁同步电机控制系统及综合保护方法，能够对永磁同步电机控制系统进行全方位全时段保护，提高系统的可靠性和稳定性。
第一方面，本申请提供一种永磁同步电机控制系统，所述系统包括控制器、功率逆变器、永磁同步电机、位置传感器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、开关，其中：功率逆变器、控制器和永磁同步电机相互连接；功率逆变器上设置有温度传感器；永磁同步电机上设置有温度传感器和位置传感器；到功率逆变器的直流母线上设置有电压传感器；到功率逆变器的正直流母线上串联有开关和电流传感器；
功率逆变器包括A相桥、B相桥和C相桥，其中，所述A相桥包括绝缘栅双极晶体管QA1和QA2；所述B相桥包括绝缘栅双极晶体管QB1和QB2；所述C相桥包括绝缘栅双极晶体管QC1和QC2；其中，永磁同步电机的A相绕组与A相桥连接；永磁同步电机的B相绕组与B相桥连接；永磁同步电机的C相绕组与C相桥连接。
第二方面，本申请一种永磁同步电机控制系统综合保护方法，所述方法应用于如权利要求1所述的永磁同步电机控制系统，方法包括：
永磁同步电机控制系统启动前，进行控制器检测、直流母线电压检测、逆变器短路检测保护、功率回路开路检测保护、位置传感器检测和电流传感器检测；
永磁同步电机控制系统启动过程中，进行过压保护、欠压保护、堵转保护和反转保护；
永磁同步电机控制系统运行过程中，进行过压保护、欠压保护、过流保护、过载保护、失速保护、电机超温保护和功率逆变器超温保护。
具体的，所述逆变器短路检测保护，具体包括：
读取母线电流和三相电流值，判断母线电流和三相电流值是否为零，若不为零，则立即采取保护措施，切断电源；
若为零，则控制器依次输出PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6，从而依次开通功率逆变器的QA1、QA2、QB1、QB2、QC1、QC2，并再次判断母线电流和三相电流值是否为零，
若在绝缘栅双极晶体管开通期间，若不为零，则切断电源，报告逆变器短路故障；若为零，则短路检测结束。
具体的，功率回路开路检测保护，具体包括：
控制器依次开通QC1和QB2、QA1和QB2、QA1和QC2、QB1和QC2、QB1和QA2、QC1和QA2；
在绝缘栅双极晶体管开通期间，读取母线电流值，若母线电流值为零，则切断电源，报告功率回路开路故障；若母线电流值不为零，则功率回路开路检测结束。
具体的，位置传感器检测，具体包括：
控制器依次开通QC1和QB2、QA1和QB2、QA1和QC2、QB1和QC2、QB1和QA2、QC1和QA2。
在绝缘栅双极晶体管开通期间，读取由位置传感器采集的电机转子位置角，判断采集的电机转子位置角与预设期望值是否一致，若不一致，则切断电源，报告位置传感器故障；若一致，则位置传感器检测结束。
具体的，永磁同步电机的A相绕组通过电流传感器与A相桥连接；永磁同步电机的B相绕组通过电流传感器与B相桥连接；永磁同步电机的C相绕组通过电流传感器与C相桥连接；其中，电流传感器检测，具体包括：
控制器依次开通QC1和QB2、QA1和QB2、QA1和QC2、QB1和QC2、QB1和QA2、QC1和QA2；
在绝缘栅双极晶体管开通期间，分别读取三相电流传感器采集的三相电流值，将所述三相电流值加和后判断是否为零，若不为零，则切断电源，报告相电流传感器故障；若为零，则电流传感器检测结束。
具体的，堵转保护，具体包括：
根据电机启动特性及系统启动时间要求确定堵转观测时间窗，所述堵转观测窗时间不大于电机启动时间；
在所述堵转观测时间窗内，读取电机位置角与相电流值，根据所述电机位置角与相电流值，计算电机转速变化率△n与电流有效值Irms；
在所述堵转观测时间窗内，若△n小于预设△n阈值，且Irms大于预设Irms阈值，则判别为堵转，堵转计数加1；
在所述堵转观测时间窗内，若堵转次数大于堵转次数阈值，则判别为电机堵转，切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机堵转故障；若堵转次数小于堵转次数阈值，则堵转保护检测结束。
具体的，反转保护，具体包括：
根据电机启动特性及系统启动时间要求确定反转观测时间窗，所述反转观测窗时间不大于电机启动时间；
在反转观测窗内，读取电机位置角度θ，并计算电机转子角度变化值△θ；
若△θ小于零，则判为反转，反转计数加1；
在反转观测窗内，若反转计数大于反转计数阈值，则判别为电机反转，切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机反转故障；若反转次数小于反转计数阈值，则反转保护检测结束。
具体的，过流或过载保护，包括：
实时监控电机相电流，并计算电机相电流的有效值Irms；
若Irms大于过载阈值或过流阈值，则判定电机发生了过载或过流，根据Irms值，确定过载或过流保护时限，开始过载计数或过流计数；
若在保护时限内，过载次数或过流次数大于观测总次数的1/2，则判定为电机过载或过流，控制器切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机过载或过流故障；若过载次数或过流次数小于观测总次数的1/2，则过流或过载保护结束。
具体的，失速保护，具体包括：
在电机正常运转阶段读取转子实时位置角度，根据转子实时位置角度计算电机实时转速；
若电机实时转速与设定转速的差值超过失速阈值，则判定为失速，失速次数加1，否则减1；
若失速次数大于失速次数阈值，则判为失速，控制器切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机失速故障；若失速次数小于失速次数阈值，则失速保护检测结束。
综上所述，本发明的优点是：
1.保护范围全面，可以对永磁同步电机、功率逆变器、供电电源等设备提供系统协同保护，避免了对某一特定设备过分保护而顾此失彼。
2.保护项目完备，可以针对电压、电流、速度、温度以及传感器等各个方面做出保护，同时对系统运行的各个阶段均提供保护项，可以规避对系统安全性和稳定性造成影响的各种因素。
3.保护措施可靠，本发明提出的保护措施包括切断驱动输出和切断直流电源供电两种，切断驱动输出可以避免电机受直流高压冲击，切断直流电源供电可以避免逆变器短路对电源造成冲击。
4.保护策略灵活，传统的过压、欠压、过载、过流等保护方法多以定值立即保护为主，即当电压或电流超过某个门限值后，立即触发保护，本发明根据保护项目的不同，提出立即保护、定时限保护及反时限保护三种策略可供选择，避免了传统保护中出现的无保护、过保护和欠保护等问题。
附图说明
图1为本发明提出的永磁同步电机控制系统综合保护技术示意图；
图2为本发明提出的永磁同步电机控制系统硬件架构示意图；
图3为本发明提出的功率逆变器内部原理图；
图4为本发明提出的系统运行各阶段保护流程图；
图5为本发明提出的短路保护和开路保护流程图；
图6为本发明提出的位置和电流传感器检测流程图；
图7为本发明提出的堵转保护和反转保护流程图；
图8为本发明提出的过流/过载保护和失速保护流程图。
具体实施方式
本发明提出的永磁同步电机控制系统综合保护技术需通过软、硬件配合实施。本发明提出的综合保护技术由软、硬件配合实现，可以对永磁同步电机控制系统中控制器、功率逆变器、传感器以及电机等诸多硬件提供保护。该综合保护技术可以对电机启动前、启动过程以及运转过程采取分阶段保护，可以对电机提供过压、欠压、过流、过载、失速、超温、堵转及反转等保护，对逆变器提供短路、开路及超温等保护，对控制器、传感器以及电源等提供自检失效保护。
本发明主要解决当前永磁同步电机控制系统保护不足的问题，提出了一种具有保护范围广，保护项目完备，保护措施可靠，保护策略灵活的综合保护技术，可以对永磁同步电机控制系统提供全方位全时段保护，从而提高系统的可靠性和稳定性。
实际应用中，永磁同步电机控制系统由软、硬件两部分构成，其保护范围需涉及控制器、功率逆变器、传感器、电机等，保护方法需通过软、硬件配合实现，又由于电机在停止、启动及运转三个阶段有着不同的工作特性，故永磁同步电机控制系统需配备一种涉及范围广，软硬件配合使用且分阶段实施的综合保护方案。
实施例一
本发明针对的是具有转速和电流双闭环的永磁同步电机控制系统，如图2所示，系统由数字控制器、功率逆变器、永磁同步电机、转子位置传感器、相电流传感器、直流母线电流传感器、直流母线电压传感器、电机温度传感器、功率逆变器温度传感器、直流母线开关等构成。其中数字控制器主要实现转速和电流双闭环控制律计算，保护控制，传感器信号采集调理，模数转换，转速位置解算，PWM驱动输出等功能；功率逆变器，如图3所示，是由6个绝缘栅双极晶体管(IGBT)搭建而成的三相桥式电压型逆变器，控制IGBT栅极电压可以控制IGBT的通断，通过控制6个晶体管的开关组合与开关顺序，实现将直流电压转换为三相交流电压驱动电机运转；永磁同步电机为被控对象；转子位置传感器可以实时探测电机转子位置，反馈给数字控制器，从中可以解算出电机转子位置角度以及转速，实现转速闭环和监控功能；相电流传感器实现电机三相绕组电流实时采集反馈功能，实现电流闭环和监控功能；直流母线电流传感器和电压传感器可以实时监控直流母线电流和电压的变化情况；电机和功率逆变器温度传感器可以提供电机和逆变器的实时温度，为系统超温保护提供反馈信息；直流母线开关串接在正直流母线上，通过数字控制器可以控制其通断，发现异常后可以快速切断电源，本发明提出的保护方案分三个阶段：启动前保护、启动保护和运转保护。
启动前保护是在电机启动之前对控制系统进行的自检测试保护，检测外部输入、内部控制通路、功率回路、传感器等是否正常，判断系统是否具有启动条件，其流程图如图4－1所示，包括控制器检测、直流母线电压检测(过压检测与欠压检测)、逆变器短路检测保护、功率回路开路检测保护、位置传感器检测、电流传感器检测等。控制器检测主要是检测控制器板上资源是否正常，包括内部电源、CPU、看门狗、存储器、A/D转换、I/O接口等检测项；直流母线电压检测是通过母线电压传感器采集母线电压值，判别母线电压是否符合电机和逆变器的容限电压，实现过压和欠压保护；逆变器短路检测是将逆变器中功率开关管轮次导通，检测功率逆变器的三相桥臂中是否有上下管直通现象，避免短路造成逆变器烧毁或供电电源损坏；功率回路开路检测是在开环情况下依次输出电机驱动矢量，判断功率回路中是否有电流，若无电流则说明功率回路有开路情况发生，不具备启动条件；位置传感器检测是在开环情况下输出确定的电机驱动矢量，使得电机转子被定向磁场拉到确定的位置，判断位置传感器采集的位置角度是否与预期值一致，从而判断位置传感器是否正常，需注意的是，该方法仅适用于电机在空载或轻载的情况；相电流传感器检测是根据“Y”星接电机绕组相电流之和为0的特性，通过依次输出电机驱动矢量，读取三相电流值，判断其加和值是否为0，从而判断相电流传感器是否正常。
启动保护发生在电机转速由零到达设定转速阶段，其流程如图4－2所示，包括过压保护、欠压保护、堵转保护和反转保护。过/欠压保护与启动前保护方法相同；堵转保护即当负载过大、拖动的机械故障、电机转轴损坏等原因引起电机无法启动时，堵转电流过大，为避免电机绕组烧毁而做出的保护措施，主要是根据启动时转速、电流和时间判断电机是否发生堵转，若发生堵转，则切断驱动输出；反转保护即由于控制不当或负载干扰而引起电机反转运行而做出的保护，根据电机转子位置角度可判断电机是否发生反转，若发生反转，则切断驱动输出。
运行保护发生在电机运行在设定转速阶段，其流程如图4－3所示，包括过压保护、欠压保护、过流保护、过载保护、失速保护、电机超温保护和功率逆变器超温保护。其中过/欠压保护方法与启动前保护方法相同；过流、过载保护采用反时限保护策略，即电流与作用时间成反比，电流越大，保护时间越短，反之则越长；失速保护当实际转速在规定的时间内未跟随设定转速，则判定为电机失速，切断驱动输出；电机超温保护和功率逆变器超温保护采用立即保护策略，即通过温度传感器采集电机和功率逆变器温度值，判断其是否大于超温阈值，若超温，则立即停机，停机后切断电源。
实施例二
如图2所示，在基本电机控制功能的基础上(白色无填充部分)增加直流母线开关以及若干传感器(灰色有填充部分)实现综合保护，具体实施如下所述。
1.增加直流正母线通断控制开关，采用低功耗耐高压电力MOSFET管实现。
2.增加直流母线电流传感器和电压传感器，实现母线电流和电压实时监控。
3.增加功率逆变器和电机温度传感器，实现功率逆变器和电机温度实时监控。
软件实施方式如图4所示，系统综合保护可分为启动前保护、启动保护和运转保护三部分，其中启动前保护包括控制器检测、过压保护、欠压保护、短路保护、开路保护、位置传感器检测和电流传感器检测共7个保护项；启动保护包括过压保护、欠压保护、堵转保护和反转保护工4个保护项；运转保护包括过压保护、欠压保护、过流保护、过载保护、失速保护、电机超温保护和逆变器超温保护共7项。
其中三个阶段中均包含过压保护和欠压保护，这两项保护为常态保护，采用定时限保护方法，具体实施方式为：
1.实时读取母线电压值，若电压值大于或小于监控阈值(根据电机的工作电压容限范围确定)，则触发过压或欠压保护观测窗，在观测窗内进行过压或欠压次数记录。
2.若在过压或欠压观测窗(根据系统设计要求和电机耐电压冲击特性确定)内，电压值大于次数大于总监控次数的1/2，说明发生了过夜和欠压，则系统立即采取保护措施，切断PWM驱动输出并断开电源，报告过压或欠压故障，若在观测窗内过压或欠压次数小于总监控次数的1/2，则判别为未发生过压或欠压，不采取保护措施。
三个阶段中除去过/欠压保护，其余均为阶段保护，即只在本阶段实施。其中具体实施方式如下所述。
启动前控制器检测实施方式为：对控制器内部电源、CPU、看门狗、存储器、A/D转换、I/O接口等功能电路进行自检测试，若测试不通过，则停止启动，报告控制器故障。
启动前短路保护实施方式如图5－1所示，具体为：1.读取母线电流和三相电流值，判断电流值是否为零，若有电流值不为零，则说明存在逆变器同相或异相上、下桥臂功率管短路现象，则立即采取保护措施，切断电源。2.控制器依次输出小占空比PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6，从而依次开通如图3所示的逆变器的QA1、QA2、QB1、QB2、QC1、QC2功率管，若在功率管开通期间，检测到母线或相线中有电流存在，说明有功率管存在短路现象，则切断电源，报告逆变器短路故障。
实际应用中，PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6的占空比小于10％。
启动前开路保护实施方式如图5－2所示，具体为：控制器依次置QC1、QB2开，QA1、QB2开，QA1、QC2开，QB1、QC2开，QB1、QA2开，QC1、QA2开，在以各项功率回路开通期间，读取母线电流值，若母线电流值为零，说明有功率管或电机绕组开路现象，则切断电源，报告功率回路开路故障。
启动前位置传感器检测实施方式如图6－1所示，具体为：1.控制器输出PWM驱动，依次输出驱动矢量QC1斩波/QB2常开，QA1斩波/QB2常开，QA1斩波/QC2常开，QB1斩波/QC2常开，QB1斩波/QA2常开，QC1斩波/QA2常开。2.驱动矢量输出后，读取由位置传感器采集的电机转子位置角，判断采集的位置角与期望值是否一致，若不一致，说明位置传感器故障，则切断电源，报告位置传感器故障。
启动前电流传感器检测实施方式如图6－2所示，具体为：1.与位置传感器检测第1步相同，控制器依次输出驱动矢量。2.读取由相电流传感器采集的电流传感器值，将三相电流值加和后判断是否为零，若不为零，说明某相电流传感器故障，则切断电源，报告相电流传感器故障。
启动堵转保护实施方式如图7－1所示，具体为：1.根据电机启动特性及系统启动时间要求确定堵转观测时间窗，该观测窗时间应不大于电机启动时间。2.在观测窗内，读取电机位置角与相电流值，据此计算电机转速变化率△n与电流有效值Irms。3.在观测窗内，若△n小于△n阈值且Irms大于Irms阈值，则判别为堵转，堵转计数加1。4.在观测窗内，若堵转次数大于阈值(由电机电流特性和系统要求确定)，则判别为电机堵转，切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机堵转故障。
启动反转保护实施方式如图7－2所示，具体为：1.同堵转保护设置方式，设置反转观测时间窗。2.在观测窗内，读取电机位置角度θ，并计算电机转子角度变化值△θ。3.若△θ小于零，则判为反转，反转计数加1。4.在观测窗内，若反转次数大于阈值(由系统要求确定)，则判别为电机反转，切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机反转故障。
运转阶段过流和过载保护如图8－1所示，采取反时限保护，即过流或过载电流越大，保护时限越短，反之越长。为工程实现方便，本发明采用三段式定时限保护拟合反时限保护，即将过流或过载电流分为大、中、小三段，每一段确定一个保护时限。具体实施方式为：1.实时监控电机相电流，并计算其有效值Irms。2.若Irms大于过载阈值(额定电流)或过流阈值(2倍的额定电流)则判定电机发生了过载或过流，根据Irms值，确定过载或过流保护时限，开始过载或过流计数。3.若在保护时限内过载或过流次数大于观测总次数的1/2，则判定为电机过载或过流，控制器切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机过载或过流故障。
运转阶段失速保护实施方式如图8－2所示，具体为：1.在电机正常运转阶段读取转子实时位置角度，据此计算电机实时转速。2.若实时转速与设定转速的差值超过失速阈值，则判定为失速，失速次数加1，否则减1。3.若失速次数大于确定阈值，则判为失速，控制器切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机失速故障。
运转阶段电机和功率逆变器失速保护采用确定阈值保护，即设置超温保护阈值，若实时温度值超出阈值，则判为超温，输出停机指令，待停机后，切断电源，报告超温故障。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机控制系统，其特征在于，所述系统包括控制器、功率逆变器、永磁同步电机、位置传感器、电流传感器、电压传感器、温度传感器、开关，其中：功率逆变器、控制器和永磁同步电机相互连接；功率逆变器上设置有温度传感器；永磁同步电机上设置有温度传感器和位置传感器；到功率逆变器的直流母线上设置有电压传感器；到功率逆变器的正直流母线上串联有开关和电流传感器；
功率逆变器包括A相桥、B相桥和C相桥，其中，所述A相桥包括绝缘栅双极晶体管QA1和QA2；所述B相桥包括绝缘栅双极晶体管QB1和QB2；所述C相桥包括绝缘栅双极晶体管QC1和QC2；其中，永磁同步电机的A相绕组与A相桥连接；永磁同步电机的B相绕组与B相桥连接；永磁同步电机的C相绕组与C相桥连接。
2.一种永磁同步电机控制系统综合保护方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1所述的永磁同步电机控制系统，方法包括：
永磁同步电机控制系统启动前，进行控制器检测、直流母线电压检测、逆变器短路检测保护、功率回路开路检测保护、位置传感器检测和电流传感器检测；
永磁同步电机控制系统启动过程中，进行过压保护、欠压保护、堵转保护和反转保护；
永磁同步电机控制系统运行过程中，进行过压保护、欠压保护、过流保护、过载保护、失速保护、电机超温保护和功率逆变器超温保护。
3.根据权利要2所述的方法，其特征在于，所述逆变器短路检测保护，具体包括：
读取母线电流和三相电流值，判断母线电流和三相电流值是否为零，若不为零，则立即采取保护措施，切断电源；
若为零，则控制器依次输出PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6，从而依次开通功率逆变器的QA1、QA2、QB1、QB2、QC1、QC2，并再次判断母线电流和三相电流值是否为零，
若在绝缘栅双极晶体管开通期间，若不为零，则切断电源，报告逆变器短路故障；若为零，则短路检测结束。
4.根据权利要2所述的方法，其特征在于，功率回路开路检测保护，具体包括：
控制器依次开通QC1和QB2、QA1和QB2、QA1和QC2、QB1和QC2、QB1和QA2、QC1和QA2；
在绝缘栅双极晶体管开通期间，读取母线电流值，若母线电流值为零，则切断电源，报告功率回路开路故障；若母线电流值不为零，则功率回路开路检测结束。
5.根据权利要2所述的方法，其特征在于，位置传感器检测，具体包括：
控制器依次开通QC1和QB2、QA1和QB2、QA1和QC2、QB1和QC2、QB1和QA2、QC1和QA2。
在绝缘栅双极晶体管开通期间，读取由位置传感器采集的电机转子位置角，判断采集的电机转子位置角与预设期望值是否一致，若不一致，则切断电源，报告位置传感器故障；若一致，则位置传感器检测结束。
6.根据权利要2所述的方法，其特征在于，永磁同步电机的A相绕组通过电流传感器与A相桥连接；永磁同步电机的B相绕组通过电流传感器与B相桥连接；永磁同步电机的C相绕组通过电流传感器与C相桥连接；其中，电流传感器检测，具体包括：
控制器依次开通QC1和QB2、QA1和QB2、QA1和QC2、QB1和QC2、QB1和QA2、QC1和QA2；
在绝缘栅双极晶体管开通期间，分别读取三相电流传感器采集的三相电流值，将所述三相电流值加和后判断是否为零，若不为零，则切断电源，报告相电流传感器故障；若为零，则电流传感器检测结束。
7.根据权利要2所述的方法，其特征在于，堵转保护，具体包括：
根据电机启动特性及系统启动时间要求确定堵转观测时间窗，所述堵转观测窗时间不大于电机启动时间；
在所述堵转观测时间窗内，读取电机位置角与相电流值，根据所述电机位置角与相电流值，计算电机转速变化率△n与电流有效值Irms；
在所述堵转观测时间窗内，若△n小于预设△n阈值，且Irms大于预设Irms阈值，则判别为堵转，堵转计数加1；
在所述堵转观测时间窗内，若堵转次数大于堵转次数阈值，则判别为电机堵转，切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机堵转故障；若堵转次数小于堵转次数阈值，则堵转保护检测结束。
8.根据权利要2所述的方法，其特征在于，反转保护，具体包括：
根据电机启动特性及系统启动时间要求确定反转观测时间窗，所述反转观测窗时间不大于电机启动时间；
在反转观测窗内，读取电机位置角度θ，并计算电机转子角度变化值△θ；
若△θ小于零，则判为反转，反转计数加1；
在反转观测窗内，若反转计数大于反转计数阈值，则判别为电机反转，切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机反转故障；若反转次数小于反转计数阈值，则反转保护检测结束。
9.根据权利要2所述的方法，其特征在于，过流或过载保护，包括：
实时监控电机相电流，并计算电机相电流的有效值Irms；
若Irms大于过载阈值或过流阈值，则判定电机发生了过载或过流，根据Irms值，确定过载或过流保护时限，开始过载计数或过流计数；
若在保护时限内，过载次数或过流次数大于观测总次数的1/2，则判定为电机过载或过流，控制器切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机过载或过流故障；若过载次数或过流次数小于观测总次数的1/2，则过流或过载保护结束。
10.根据权利要1所述的方法，其特征在于，失速保护，具体包括：
在电机正常运转阶段读取转子实时位置角度，根据转子实时位置角度计算电机实时转速；
若电机实时转速与设定转速的差值超过失速阈值，则判定为失速，失速次数加1，否则减1；
若失速次数大于失速次数阈值，则判为失速，控制器切断PWM驱动输出，切断电源，报告电机失速故障；若失速次数小于失速次数阈值，则失速保护检测结束。
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