CN211089516U - 应用于家用电器的电机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于家用电器的电机控制系统。所述系统包括：电机控制器，与所述家用电器的电机电连接，设置为对所述电机的运行状态进行监控、并根据监控结果控制所述电机的运转；监控电路，与所述电机控制器通信连接，设置为周期性地对所述电机控制器的运行状态进行监控，并在所述电机控制器的运行状态异常时采取预设的保护措施。本申请通过在原电机驱动系统(主要是电机控制器)中增加一监控电路，用于监控电机控制器的运行状态，并在所述电机控制器的运行状态异常时采取预设的保护措施，从而实现了电机控制器的状态监控，避免在电磁干扰下，导致的软件程序“跑飞”的问题，进而保证系统的稳定、可靠运行。

Description

应用于家用电器的电机控制系统

技术领域

本实用新型涉及电机控制技术领域，特别是涉及一种应用于家用电器的电机控制系统。

背景技术

电机(Electric Machinery，俗称“马达”)，是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。其广泛应用于工业生产和居民生活的各个领域。

随着生产生活对电机运行品质的不断提高，电机运行转速范围需要监测以保证其安全可靠。在工业现场多采用编码器，光栅开关等确定电机的运行转速并加以保护措施。然而在更多生活场景，例如家用电器中不具备增加编码器，光栅开关的条件，但仍需对电机转速范围进行监控并在异常状态时加以保护。

基于上述问题，现有的技术通过控制电机驱动系统中的电机控制器来实现对电机转速的监控，但是，电机驱动系统在多数情况下，容易受到电磁干扰，导致软件程序“跑飞”，进而导致系统停止运行，如何实现电机控制器的有效监控是亟需解决的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种应用于家用电器的电机控制系统。

一种应用于家用电器的电机控制系统，所述系统包括：

电机控制器，与所述家用电器的电机电连接，设置为对所述电机的运行状态进行监控、并根据监控结果控制所述电机的运转；

监控电路，与所述电机控制器通信连接，设置为周期性地对所述电机控制器的运行状态进行监控，并在所述电机控制器的运行状态异常时采取预设的保护措施。

在其中一个实施例中，所述监控电路包括一监控控制器，所述监控控制器和所述电机控制器由同一电源供电。

在其中一个实施例中，所述电源为板级电源。

在其中一个实施例中，所述监控控制器与所述电机控制器之间通过SPI通讯连接。

在其中一个实施例中，所述监控电路还包括一ADC采样模块，所述ADC 采样模块与所述电机电连接，用于采样所述电机的电压值、电压频率、相位和电流值。

在其中一个实施例中，所述监控控制器与所述ADC采样模块电连接，用于根据采样的所述电压值、电压频率和相位判断当前电机的转速是否超速或失速。

在其中一个实施例中，所述监控控制器还用于根据采样的所述电机的电流值判断当前电机是否运行过载。

在其中一个实施例中，所述监控电路还包括自检模块，与所述监控控制器电连接，用于对所述监控电路的相关电路进行检测。

在其中一个实施例中，所述监控控制器还用于接收一用户指令，并根据所述用户指令控制所述电机的运转。

在其中一个实施例中，所述控制系统还包括：

供电模块，与所述电机电连接，用于为所述电机提供工作所需的电能。

上述应用于家用电器的电机控制系统，通过在原电机驱动系统(主要是电机控制器)中增加一监控电路，用于监控电机控制器的运行状态，并在所述电机控制器的运行状态异常时采取预设的保护措施，从而实现了电机控制器的状态监控，避免在电磁干扰下，导致的软件程序“跑飞”的问题，进而保证系统的稳定、可靠运行。

附图说明

图1为一实施例中的应用于家用电器的电机控制系统的模块示意图；

图2为另一实施例中的应用于家用电器的电机控制系统的模块示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

电机作为一种能够将电能转换成机械能的电磁装置，对于其运行状态的监控显得尤为重要。本申请所说的家用电器，主要是指使用电机作为动力源的电器，包括但不限于冰箱，吊扇灯等设备；本申请以下实施例中，以吊扇灯中的电机作为控制对象，来具体描述本申请的电机控制系统的电气原理。

请首先参阅图1，为本申请所提供的一实施例中的应用于家用电器的电机控制系统的模块示意图。所述系统可以包括：电机控制器20和监控电路30；其中，该电机控制器20与家用电器(例如吊扇灯)的电机10电连接，设置为对电机 10的运行状态进行监控、并根据监控结果控制所述电机10的运转；监控电路 30与电机控制器20通信连接，该通信连接可例如通过SPI通讯实现，该监控电路30设置为周期性地对电机控制器20的运行状态进行监控，并在电机控制器 20的运行状态异常时采取预设的保护措施。

以上仅大致描述本申请电机控制系统的构成，为使本申请的发明构思更加清晰，现结合各附图对本申请的电机控制系统的电气原理进一步阐述。

具体地，可以参阅图2，为本申请所提供的另一实施例中的应用于家用电器的电机控制系统的模块示意图；本申请的监控电路30可以包括一监控控制器310，该监控控制器310和该电机控制器20由同一电源供电，例如，均由同一个板级电源40供电；也就是说，本申请的监控控制器310和电机控制器20接在相同的电源上，这样可以节省线路成本和器件成本，并且方便后续的电气控制。

进一步地，监控控制器310与电机控制器20之间可通过SPI通讯连接，在监控控制器310与电机控制器20的通信系统中，可以以监控控制器310为主机，以电机控制器20为从机，也就是说，在通信过程中，主要以监控控制器310监控电机控制器20的运行状态为主，监控控制器310具体可通过发送问答数据包的方式来实现电机控制器20的运行状态监控，避免电机控制器由于电磁干扰导致程序“跑飞”所带来的隐患。

可以理解，电机控制器20同样也是可以利用SPI通讯(问答数据包)监测监控控制器310的运行状态，也就是说，实际上，由于采用SPI通信连接，所以使得电机控制器20和监控控制器310之间可以实现互检。在互检情形下，一旦发现电机控制器20或者监控控制器310出现问题(运行状态异常)，均要采取预设的保护措施，例如，控制电机停止运转或者不启动。

一些实施例中，电机控制器20也可以通过校验的方式来监测监控控制器310 的状态，也即是监控控制器310发送问答数据包给电机控制器20时，电机控制器20还需要对该信息作进一步校验，当校验发现监控控制器310失效而电机控制器20确信有效的情况下，可作出提示，例如发出警示信息，来提示监控控制器310失效，但是，在这种情况下，电机控制器20可以控制电机10继续正常工作。

一些实施例中，请继续参阅图2，本申请的监控电路30还可以包括一ADC 采样模块320，该ADC采样模块320与该电机10电连接，主要用于采样电机 10的电压值和电流值。具体地，该ADC采样模块320可以包括两个ADC采样单元(图未示)，其分别用于采样电机10的电压值、电压频率、相位和电流值，也可以仅由一个ADC采样模块320来采样。进一步地，本申请的监控控制器310 还与该ADC采样模块320电连接，用于根据采样的该电压值、电压频率和相位判断当前电机的转速是否超速或失速。具体地，监控控制器310通过采样的电压值、电压频率和相位计算出电机10当前的转速，然后再将计算出来的当前电机的实际转速与预设的安全转速阈值进行比较，如果明显超出安全转速阈值，则判定当前电机10运行在超速状态，需要控制电机10(可直接控制或借由电机控制器20控制)减速或者停机，如果明显低于安全转速阈值，则判定当前电机 10运行在低速状态，需要控制电机10(可直接控制或借由电机控制器20控制) 提速或者停机，以保护电机10的安全。

更进一步地，监控控制器310还用于根据采样的电机10的电流值判断当前电机10是否运行过载。具体地，监控控制器310可将采样的当前电机的实际电流值与预设的安全电流值进行比较，如果明显超出安全电流值的话，则判定当前电机10运行过载，需要控制电机10(可直接控制或借由电机控制器20控制) 停机，以保护电机10的安全。

一些实施例中，本申请的监控控制器310还用于接收一用户指令，并根据该用户指令控制电机10的运转。具体地，当监控控制器310接收到用户指令时，可以直接控制图2中与电机10相连的驱动模块工作以控制电机10的运转，同时，监控控制器310还将用户指令中包含的信息作备份以便后续的比较，在此过程中，监控控制器310还会通过SPI通讯通知电机控制器20。可以理解，为了实现监控控制器310对用户指令的接收，其还应当集成有相应的无线通讯模块，例如WIFI模块、红外模块、蓝牙模块等。

由于本申请仅在现有的电机驱动系统的基础上增加一数字控制器(监控控制器)，来对电机驱动系统及电机转速的监控和保护，实现了增加元件少、占用体积小，监控电机驱动系统及电机运行状态简单可靠的目的。

本申请的监控电路30中的ADC采样模块320对电压电流的采样独立于电机控制器20对电机状态的采样，彼此之间互不干扰，但是可以通过彼此获得的数据进行相互校验，从而亦可准确的判断电机的运行状态。例如，当监控电路 30中的ADC采样模块320采样到电机10当前的电压值、电压频率和相位，监控控制器310根据该电压值、电压频率和相位计算到电机当前的转速时，可通过SPI通信获取电机控制器20计算的电机转速，以及监控控制器310备份的指令速度，来综合判断电机10当前的转速是否运行在安全范围，也即是说，电机10是否超速或失速。

一些实施例中，本申请的监控电路30还可以包括自检模块(图未示)，与监控控制器310电连接，用于对监控电路30的相关电路进行检测。以确保该监控电路30的相关电路能够正常工作。

一些实施例中，本申请的电机控制系统还可以包括供电模块(图未示)，与电机10电连接，用于为电机10提供工作所需的电能。示例性地，本申请的供电模块可以为具备稳压功能的功率模块，监控电路30中的ADC采样模块320 和电机控制器20对电机10的监控就是接在供电模块与电机10的线路中。

综上，本申请的应用于家用电器的电机控制系统，通过在原电机驱动系统 (主要是电机控制器)中增加一监控电路，用于监控电机控制器的运行状态，并在所述电机控制器的运行状态异常时采取预设的保护措施，从而实现了电机控制器的状态监控，避免在电磁干扰下，导致的软件程序“跑飞”的问题，进而保证系统的稳定、可靠运行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应用于家用电器的电机控制系统，其特征在于，所述系统包括：

电机控制器，与所述家用电器的电机电连接，设置为对所述电机的运行状态进行监控、并根据监控结果控制所述电机的运转；

监控电路，与所述电机控制器通信连接，设置为周期性地对所述电机控制器的运行状态进行监控，并在所述电机控制器的运行状态异常时采取预设的保护措施。

2.根据权利要求1所述的应用于家用电器的电机控制系统，其特征在于，所述监控电路包括一监控控制器，所述监控控制器和所述电机控制器由同一电源供电。

3.根据权利要求2所述的应用于家用电器的电机控制系统，其特征在于，所述电源为板级电源。

4.根据权利要求2所述的应用于家用电器的电机控制系统，其特征在于，所述监控控制器与所述电机控制器之间通过SPI通讯连接。

5.根据权利要求2所述的应用于家用电器的电机控制系统，其特征在于，所述监控电路还包括一ADC采样模块，所述ADC采样模块与所述电机电连接，用于采样所述电机的电压值、电压频率、相位和电流值。

6.根据权利要求5所述的应用于家用电器的电机控制系统，其特征在于，所述监控控制器与所述ADC采样模块电连接，用于根据采样的所述电压值、电压频率和相位判断当前电机的转速是否超速或失速。

7.根据权利要求6所述的应用于家用电器的电机控制系统，其特征在于，所述监控控制器还用于根据采样的所述电机的电流值判断当前电机是否运行过载。

8.根据权利要求2所述的应用于家用电器的电机控制系统，其特征在于，所述监控电路还包括自检模块，与所述监控控制器电连接，用于对所述监控电路的相关电路进行检测。

9.根据权利要求2所述的应用于家用电器的电机控制系统，其特征在于，所述监控控制器还用于接收一用户指令，并根据所述用户指令控制所述电机的运转。

10.根据权利要求1-9任一项所述的应用于家用电器的电机控制系统，其特征在于，还包括：

供电模块，与所述电机电连接，用于为所述电机提供工作所需的电能。

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