CN112769097A - 一种直流电机堵转保护系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种直流电机堵转保护系统，涉及电机控制领域，包括：至少一个直流电机；一电机驱动装置，连接至少一个直流电机，用于实时检测直流电机运行时的工作电流，并根据工作电流判断直流电机是否异常堵转，进而在直流电机异常堵转时停止直流电机运行；一控制终端，信号连接电机驱动装置，用于对工作电流进行处理以供显示，并根据使用者的操作生成一操作指令发送至电机驱动装置，电机驱动装置根据操作指令控制直流电机的运行状态。本发明对直流电机堵转时产生的工作电流进行检测，并在检测结果表明直流电机异常堵转时控制直流电机停止运行，避免因工作电流过大导致对直流电机和电机驱动装置造成损坏，有效提升电机使用安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种直流电机堵转保护系统。
背景技术
由于直流电机具有良好的启动和调速性能，常应用于对启动和调速有较高要求的场合，如大型可逆式轧钢机、矿井卷扬机、宾馆高速电梯、龙门刨床、电力机车、内燃机车、城市电车、地铁列车、电动自行车、造纸和印刷机械、船舶机械、大型精密机床和大型起重机等生产机械中。
电机堵转是电机在转速为零时仍然输出扭矩的一种情况。电机堵转时效率为零，堵转时的电流最大可达到额定电流的7倍，甚至更高，时间稍长就会烧坏电机。在电机驱动特殊装备车辆的时候，往往会因为伸出，缩回到位的电机堵转而形成瞬间大电流。
但是现有的技术方案中，一般都通过限位开关和肉眼观察的方式来对电机堵转进行处理，但是该种方式对电机堵转的判断精度不够高，容易因电机长时间堵转而导致直流电机和其他与直流电机电连接的其他器件因长时间大电流造成损坏，引发危险，并造成损失。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种直流电机堵转保护系统，包括：
至少一个直流电机；
一电机驱动装置，连接至少一个所述直流电机，用于实时检测所述直流电机运行时的工作电流，并根据所述工作电流判断所述直流电机是否异常堵转，进而在所述直流电机异常堵转时停止所述直流电机运行；
一控制终端，信号连接所述电机驱动装置，用于对所述工作电流进行处理以供显示，并根据使用者的操作生成一操作指令发送至所述电机驱动装置，所述电机驱动装置根据所述操作指令控制所述直流电机的运行状态。
优选的，所述电机驱动装置包括：
一输入端口，用于连接一外部电流；
一输出端口，用于向至少一个所述直流电机输出电机驱动电流；
一驱动控制模块，分别连接所述输入端口及所述输出端口，并信号连接所述控制终端，用于根据操作指令产生一电机驱动电流。
优选的，所述驱动控制模块还包括：
一采集单元，信号连接所述输出端口，用于实时采集至少一个所述直流电机的工作电流；
一比较单元，连接所述采集单元，用于将所述工作电流分别与预设的一第一电流阈值和一第二电流阈值进行比较，所述第二电流阈值大于所述第一电流阈值；
一停止单元，连接所述比较单元，用以于所述工作电流大于所述第一电流阈值时停止输出所述工作电流；
预警单元，连接所述比较单元，用以于所述工作电流大于所述第二电流阈值时生成一报警指令。
优选的，所述电机驱动装置还包括一第一报警模块，信号连接所述驱动控制模块，用于根据所述报警指令进行报警。
优选的，所述电机驱动装置包括还包括一端口保护模块，分别电连接所述输入端口和所述输出端口，用于对同时所述输入端口和所述输出端口进行大电流保护。
优选的，所述电机驱动装置包括还包括一通讯模块，所述驱动控制模块通过所述通讯模块信号连接所述控制终端，以接收所述控制终端发送的所述操作指令，并将采集得到的工作电流和/或所述报警指令发送至所述控制终端。
优选的，所述控制终端还包括：
一显示模块，用以显示所述工作电流；
一第二报警模块，用以根据所述报警指令进行报警。
优选的，还包括一供电装置，电连接所述电机驱动装置用以提供所述外部电流。
优选的，还包括一外壳，所述电机驱动装置设置于所述外壳内。
优选的，所述外壳由金属制成。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
本技术方案对直流电机堵转时产生的工作电流进行检测，并在检测结果表明直流电机异常堵转时控制直流电机停止运行，避免因工作电流过大导致对直流电机和电机驱动装置造成损坏，实现有效保护直流电机、电气驱动装置和相关器件，提升安全性。
附图说明
图1为本发明的较佳的实施例中，直流电机堵转保护系统的总体结构示意图；
图2为本发明的较佳的实施例中，驱动控制模块的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。
本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种直流电机堵转保护系统，如图1所示，包括：
至少一个直流电机2；
一电机驱动装置1，连接至少一个直流电机2，用于实时检测直流电机2运行时的工作电流，并根据工作电流判断直流电机2是否异常堵转，进而在直流电机2异常堵转时停止直流电机2运行；
一控制终端3，信号连接电机驱动装置1，用于对工作电流进行处理以供显示，并根据使用者的操作生成一操作指令发送至电机驱动装置1，电机驱动装置1根据操作指令控制直流电机2的运行状态。
具体地，本实施例中，电机驱动装置1可以是直流电机驱动器。优选的，直流电机驱动器连接有四台直流电机2，并对四台直流电机 2运行时的工作电流进行实时检测。直流电机驱动器通过分别对四台直流电机2的工作电流进行分析得到每台直流电机2是否异常堵转，当直流电机2异常堵转时直流电机2驱动器控制相应的直流电机2停止运行，避免该直流电机2的工作电流过大对直流电机2和直流电机驱动器造成损坏，实现有效保护直流电机2、直流电机驱动器和相连接的其他相关器件，有效提升本技术方案的安全性。
优选的，直流电机驱动器能够对电机运行时各项参数进行设置，其中上述参数包括：电机停止延时、电机伸缩速度和电机伸缩扭矩等。
控制终端3上设置有一人机交互界面。控制终端3对直流电机2 驱动器发送的工作电流进行实时解析并通过人机交互界面进行实时显示，当各直流电机2出现异常堵转时在人机交互界面上对当前工作电流进行显示以实现实时诊断。
其中，控制终端3可以是手机，也可以是平板电脑和工控机等其他控制装置，可以根据实际情况选用。人机交互界面上还设置有多个功能按钮。包括：一键伸缩按钮和单个伸缩按钮。使用者可以通过在人机交互界面上按一键伸缩按钮实现同时控制与直流电机驱动器连接的四台直流电机2同时伸缩，也可以通过按单个伸缩按钮实现对该单个伸缩按钮对应的直流电机2的单独控制，使得本技术方案的一体化程度更高。
在一个优选的实施例中，本技术方案应用于一宿营车辆上。各直流电机2与宿营仓相连接。当宿营车辆抵达目的地后，需伸出宿营仓来进行床铺整理，桌椅板凳的整理。使用者通过按控制终端3的人机交互界面上的一键伸缩按钮实现一键控制所有宿营仓的伸出与缩回，更加方便快捷，提高了宿营效率。
本发明的较佳的实施例中，电机驱动装置1包括：
一输入端口11，用于连接一外部电流；
一输出端口13，用于向至少一个直流电机2输出电机驱动电流；
一驱动控制模块12，分别连接输入端口11及输出端口13，并信号连接控制终端3，用于根据操作指令产生一电机驱动电流。
具体地，本实施例中，电机驱动装置1通过输入端口11接收外部电流并传递至驱动控制模块12，驱动控制模块12根据控制终端3 发送的操作指令对外部电流进行处理，进而产生电机驱动电流，并通过输出端口13向至少一个直流电机2输出电机驱动电流。
本发明的较佳的实施例中，如图2所示，驱动控制模块12包括：
一采集单元121，信号连接输出端口13，用于实时采集至少一个直流电机2的工作电流；
一比较单元122，连接采集单元121，用于将工作电流分别与预设的一第一电流阈值和一第二电流阈值进行比较，第二电流阈值大于第一电流阈值；
一停止单元124，连接比较单元122，用以于工作电流大于第一电流阈值时停止输出工作电流；
预警单元123，连接比较单元122，用以于工作电流大于第二电流阈值时生成一报警指令。
具体地，本实施例中，通过采集单元121实现对直流电机2的工作电流进行实时采集，并通过比较单元122分别将工作电流于第一电流阈值和第二电流阈值进行比较。当工作电流不大于第一电流阈值时表明当前工作电流不大于正常伸缩到位时的堵转电流，此时不对各直流电机2进行控制；当工作电流大于第一电流阈值时，表明当前工作电流大于正常伸缩到位时的堵转电流，此时停止单元124停止输出工作电流，避免工作电流过大对直流电机2造成损坏；当工作电流大于第二电流阈值时，表明当前工作电流过大，必须对使用者进行报警，避免引发触电或着火，此时预警单元123生成一报警指令。驱动控制模块12将报警指令发送至控制终端3。控制终端3对报警指令进行处理，并在人机交互界面上以弹框报警方式提醒使用者直流电机2异常堵转。
本发明的较佳的实施例中，电机驱动装置1还包括一第一报警模块15，信号连接驱动控制模块12，用于根据报警指令进行报警。
具体地，本实施例中，第一报警模块15可以为声光报警器，当声光报警器接收到报警指令时进行声光报警以对使用者进行提醒，告知使用者直流电机2此时异常堵转。
本发明的较佳的实施例中，电机驱动装置1包括还包括一端口保护模块16，分别电连接输入端口11和输出端口13，用于对同时输入端口11和输出端口13进行大电流保护。
具体地，本实施例中，端口保护模块16可以是保护电路，通过设置端口保护模块16，实现对输入端口11和输出端口13的大电流保护，避免大电流直接输入输出时对输入端口11和输出端口13造成损坏，保证了本技术方案的安全性。
本发明的较佳的实施例中，电机驱动装置1包括还包括一通讯模块17，驱动控制模块12通过通讯模块17连接控制终端3，以接收控制终端3发送的操作指令，并将采集得到的工作电流和/或报警指令发送至控制终端3。
具体地，本实施例中，通讯模块17可以采用CAN总线通讯装置和485总线通讯装置等有线通讯装置，也可以采用蓝牙通讯装置、无线局域网通讯装置、Zigbee通讯装置和NFC通讯装置等无线通讯装置，可以根据现场布线难易程度灵活选用，保证了本技术方案的灵活性。
本发明的较佳的实施例中，控制终端3还包括：
一显示模块31，用以显示工作电流；
一第二报警模块32，用以根据报警指令进行报警。
具体地，本实施例中，显示模块31可以为控制终端3上的显示屏，在显示屏上对工作电流进行显示；第二报警模块32可以为控制终端3内置的报警程序，在控制终端3接收到报警指令后，报警程序启动，此时显示屏上会对使用者进行图文警示，提醒使用者此时工作电流过大，同时还伴随有警示音，保证警示效果明显。
本发明的较佳的实施例中，还包括一供电装置4，电连接电机驱动装置1，用以提供外部电流。
本发明的较佳的实施例中，还包括一外壳1A，电机驱动装置1 设置于外壳1A内。
具体地，本实施例中，通过设置外壳1A实现对电机驱动装置1 的保护，避免外部环境对电机驱动装置1造成损坏与干扰，提升了本技术方案的稳定性与安全性。
本发明的较佳的实施例中，外壳1A由金属制成。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种直流电机堵转保护系统，其特征在于，包括：
至少一个直流电机；
一电机驱动装置，连接至少一个所述直流电机，用于实时检测所述直流电机运行时的工作电流，并根据所述工作电流判断所述直流电机是否异常堵转，进而在所述直流电机异常堵转时停止所述直流电机运行；
一控制终端，信号连接所述电机驱动装置，用于对所述工作电流进行处理以供显示，并根据使用者的操作生成一操作指令发送至所述电机驱动装置，所述电机驱动装置根据所述操作指令控制所述直流电机的运行状态。
2.根据权利要求1所述的直流电机堵转保护系统，其特征在于，所述电机驱动装置包括：
一输入端口，用于连接一外部电流；
一输出端口，用于向至少一个所述直流电机输出电机驱动电流；
一驱动控制模块，分别连接所述输入端口及所述输出端口，并信号连接所述控制终端，用于根据操作指令产生一电机驱动电流。
3.根据权利要求2所述的直流电机堵转保护系统，其特征在于，所述驱动控制模块还包括：
一采集单元，信号连接所述输出端口，用于实时采集至少一个所述直流电机的工作电流；
一比较单元，连接所述采集单元，用于将所述工作电流分别与预设的一第一电流阈值和一第二电流阈值进行比较，所述第二电流阈值大于所述第一电流阈值；
一停止单元，连接所述比较单元，用以于所述工作电流大于所述第一电流阈值时停止输出所述工作电流；
预警单元，连接所述比较单元，用以于所述工作电流大于所述第二电流阈值时生成一报警指令。
4.根据权利要求3所述的直流电机堵转保护系统，其特征在于，所述电机驱动装置还包括一第一报警模块，信号连接所述驱动控制模块，用于根据所述报警指令进行报警。
5.根据权利要求1所述的直流电机堵转保护系统，其特征在于，所述电机驱动装置包括还包括一端口保护模块，分别电连接所述输入端口和所述输出端口，用于对同时所述输入端口和所述输出端口进行大电流保护。
6.根据权利要求5所述的直流电机堵转保护系统，其特征在于，所述电机驱动装置包括还包括一通讯模块，所述驱动控制模块通过所述通讯模块信号连接所述控制终端，以接收所述控制终端发送的所述操作指令，并将采集得到的工作电流和/或所述报警指令发送至所述控制终端。
7.根据权利要求6所述的直流电机堵转保护系统，其特征在于，所述控制终端还包括：
一显示模块，用以显示所述工作电流；
一第二报警模块，用以根据所述报警指令进行报警。
8.根据权利要求2所述的直流电机堵转保护系统，其特征在于，还包括一供电装置，电连接所述电机驱动装置用以提供所述外部电流。
9.根据权利要求6所述的直流电机堵转保护系统，其特征在于，还包括一外壳，所述电机驱动装置设置于所述外壳内。
10.根据权利要求9所述的直流电机堵转保护系统，其特征在于，所述外壳由金属制成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210507 |