CN212888045U - 一种电机过温保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电机过温保护系统。包括电机(1)、与所述电机(1)连接的电机驱动单元、与所述电机驱动单元连接的电机控制单元(21)以及温度检测元件，所述温度检测元件的一端通过上拉电阻(25)接入直流电源且另一端接地，所述电机控制单元(21)存储有停机电压值，所述电机控制单元(21)检测温度检测元件与上拉电阻之间的分压值，当分压值达到停机电压值时，所述电机控制单元(21)控制电机驱动单元来操控电机停转。本实用新型专利温度检测元件安装至电机的内侧，检测电机温度响应快，控制电路简单且检测准确。

Description

一种电机过温保护系统

[技术领域]

本实用新型涉及一种电机的技术领域，尤其涉及一种园林工具领域类所用的无刷电机。

[背景技术]

由于无刷电机具有降低制造成本及提高使用的作用，现被广泛应用于电动工具中，如园林绿化工具、角磨机等工具中，但该工具需要长时间持续工作时，对于大电流的无刷电机来说，电机在高温环境长时间工作，容易导致电机损坏，因此，需要直接检测到电机的温度，能够第一时间判断电机是否过温，并及时控制电机停转，以避免造成电机损坏。

请参阅于2016年1月13日公告的中国实用新型专利第CN204954565U号，其揭示了一种角磨机，在电机定子外表面设有温度传感器，当温度过高时，切断角磨机的电源，直到角磨机内部温度恢复正常，角磨机才能正常使用，并通过设置时间继电器来控制每次断电的时间，且温度传感器设于定子外表面，由于该结构需额外的时间继电器来控制关断时间，成本较高，未能利用简单的结构实现全面的安全控制。

[实用新型内容]

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种低成本且安全性高的电机过温保护系统。

本实用新型解决现有技术问题可采用如下技术方案：包括：电机外壳、置于所述电机外壳内的电机、与所述电机连接的电机驱动单元、与所述电机驱动单元连接的电机控制单元以及温度检测元件，所述电机控制单元控制所述电机驱动单元来操控所述电机运转，所述温度检测元件安装于所述电机外壳内以检测电机的温度，所述温度检测元件的一端通过上拉电阻接入直流电源且另一端接地，所述温度检测元件与所述上拉电阻的连接处连接至所述电机控制单元，所述电机控制单元存储有停机电压值，所述电机控制单元检测所述温度检测元件与上拉电阻之间的分压值，当所述分压值达到停机电压值时，所述电机控制单元控制电机驱动单元来操控电机停转。

进一步改进方案为：所述电机包括定子、转子输出轴、转子铁芯、位于所述电机外壳内部的定子支撑件，所述转子输出轴安装于定子支撑件内侧，所述定子安装于所述定子支撑件外侧，所述转子铁芯安装于定子外侧。

进一步改进方案为：所述定子支撑件的外表面上开设有一凹槽，所述温度检测元件置于所述凹槽中。

进一步改进方案为：所述温度检测元件为NTC电阻。

进一步改进方案为：所述电机停机电压值为电机温度在95℃以上时所述电机控制单元检测到的所述分压值。

进一步改进方案为：所述电机驱动单元包括驱动模块和逆变电路，所述逆变电路包括六个开关管。

进一步改进方案为：所述电机为无刷外转子电机。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：通过设有与温度检测元件串联的上拉电阻，电机控制单元检测温度检测元件与上拉电阻的分压值，并与电机控制单元内部存储的停机电压值进行比较，并控制电机驱动单元来操控电机停机与运转，通过检测NTC电阻的分压值，可实现过温保护的简单控制，安全可靠，且NTC电阻设于电机内部，可更准确的检测电机的温度。

[附图说明]

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明:

图1是本实用新型电链锯示意图；

图2是本实用新型电机的分解图；

图3是本实用新型电机的剖视图；

图4是本实用新型电机过温保护系统的控制电路图。

图中附图标记的含义：

100、电链锯 1、电机 11、电机外壳 12、定子支撑件 13、定子 14、转子铁芯 15、转子输出轴 16、凹槽 2、电路板 21、电机控制单元 22、驱动模块 23、逆变电路 24、NTC电阻25、上拉电阻 26、滤波电路

[具体实施方式]

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

请参阅图1和图4所示，为本实用新型公开的一种电机过温保护系统，本实施方式以应用于电链锯100为例，当然也可以应用于其他电动工具上。所述电机过温保护系统安装于电链锯100壳体中且包括电机1、温度检测元件、位于电机外侧的控制电路板2，所述控制电路板2包括电机控制单元21及电机驱动单元，所述温度检测元件与控制单元21连接且用于检测电机的温度，所述电机控制单元21根据检测的温度控制驱动单元来操控电机运转。

请参阅图2和图3所示，为本实用新型实施方式的电机示意图，所述电机为外转子电机，所述电机1包括电机外壳11、位于所述电机外壳内部的定子支撑件12、定子13、转子铁芯14、转子输出轴15，所述电机外壳11与定子支撑件12一体成型，或者利用螺丝固定安装，所述定子支撑件12套接于转子输出轴15上，所述定子13安装在定子支撑件12上，所述转子铁芯14套接于定子13外侧，所述转子铁芯14位于电机外壳11内，所述定子内侧与定子支撑件12的外侧贴合，在本实施方式中，在所述定子支撑件12的外表面上设有一凹槽16，所述温度检测元件设于该凹槽中，用于检测电机的温度，也可理解为，所述温度检测元件检测电机定子硅钢片的温度。所述温度检测元件为NTC电阻24，所述NTC电阻24安装于凹槽中，或用胶水使其固定于该凹槽中，且通过引线引出电机外至所述电路板2上与电机控制单元21连接，该NTC电阻24安装至电机的内侧，检测电机温度响应快，且检测准确。

请再参阅图4所示，为本实用新型的电机过温保护系统电路图，所述电机控制单元21为微处理器MCU，所述电机驱动单元包括驱动模块22以及六个开关管组成的逆变电路23，所述驱动模块22与电机控制单元21连接，且与逆变电路23连接。所述NTC电阻24一端通过上拉电阻25连接至直流电源VCC，且另一端接地，所述温度检测元件与所述上拉电阻的连接处连接至所述电机控制单元21，所述电机控制单元21采集该连接处的电压值(a点处的电压值)，即NTC电阻24与上拉电阻25之间的分压值，并通过滤波电路26可将从NTC电阻24采集的信号除去干扰成分。所述电机控制单元21内部存储有控制电机停止的停机电压值，当所述分压值达到停机电压值时，所述电机控制单元21控制电机驱动单元来操控电机停转，所述停机电压值为电机在不允许运行的温度范围时所对应的分压值。

通常，所述电机温度达到100℃时，电机温度过高，需要停机，在本实施方式中，为了安全以及避免温度检测元件带来的测量偏差，所以停机温度值设为95℃，当电机温度达到95℃以上时，所述电机停止工作。本实施方式中，所述温度检测元件采用FEP/28型号的NTC电阻，所述NTC电阻24检测的温度越高，其电阻值越小，工作时，随着温度的变化，所述a点处的电压值也跟着变化。当温度为95℃时，所述NTC电阻24的阻值为7.5439K，上拉电阻为100K，直流电源为5V，所述a点的电压值公式为：

根据上述计算公式，所述电机控制单元存储的停机电压值为0.35V，工作时，所述电机控制单元21通过采集NTC电阻24的分压值与内部存储的温度对应的停机电压值进行比较，若电机温度达到95℃以上，即所述电机控制单元检测的NTC电阻24的分压值为0.35V以下时，则所述电机控制单元21检测电机温度过高，电机控制单元21通过驱动模块22控制逆变电路23的三个下开关管同时导通，进行刹车制动，此时电机停转；当电机温度小于95℃时，电机又能够重新正常工作，该系统控制简单，准确度高。

本实用新型的电机过温保护系统设有用于检测电机温度的温度检测元件，该温度检测元件一端通过上拉电阻25接入直流电源且另一端接地，电机控制单元21检测温度检测元件与上拉电阻25之间的分压值，并与内部存储的停机电压值进行比较，并控制电机驱动单元来操控电机停机，温度检测元件设于电机内部，可更准确的检测电机的温度，且通过检测温度检测元件的分压值，可实现过温保护的简单控制，安全可靠。

本实用新型不局限于上述具体实施方式。本领域普通技术人员可以很容易地理解到，在不脱离本实用新型原理和范畴的前提下，本实用新型的电机过温保护系统还有其他很多的替代方案。本实用新型的保护范围以权利要求书的内容为准。

Claims (7)

1.一种电机过温保护系统，包括：电机外壳(11)、置于所述电机外壳(11)内的电机(1)、与所述电机(1)连接的电机驱动单元、与所述电机驱动单元连接的电机控制单元(21)以及温度检测元件，所述电机控制单元(21)控制所述电机驱动单元来操控所述电机(1)运转，所述温度检测元件安装于所述电机外壳(11)内以检测电机的温度；其特征在于：所述温度检测元件的一端通过上拉电阻(25)接入直流电源且另一端接地，所述温度检测元件与所述上拉电阻(25)的连接处连接至所述电机控制单元(21)，所述电机控制单元(21)存储有停机电压值，所述电机控制单元(21)检测所述温度检测元件与上拉电阻(25)之间的分压值，当所述分压值达到停机电压值时，所述电机控制单元(21)控制电机驱动单元来操控电机(1)停转。

2.根据权利要求1所述的电机过温保护系统，其特征在于：所述电机(1)包括定子(13)、转子输出轴(15)、转子铁芯(14)、位于所述电机外壳(11)内部的定子支撑件(12)，所述转子输出轴(15)安装于定子支撑件(12)内侧，所述定子安装于所述定子支撑件(12)外侧，所述转子铁芯(14)安装于定子(13)外侧。

3.根据权利要求2所述的电机过温保护系统，其特征在于：所述定子支撑件(12)的外表面上开设有一凹槽(16)，所述温度检测元件置于所述凹槽(16)中。

4.根据权利要求3所述的电机过温保护系统，其特征在于：所述温度检测元件为NTC电阻。

5.根据权利要求1所述的电机过温保护系统，其特征在于：所述电机停机电压值为电机温度在95℃以上时所述电机控制单元(21)检测到的所述分压值。

6.根据权利要求1所述的电机过温保护系统，其特征在于：所述电机驱动单元包括驱动模块(22)和逆变电路(23)，所述逆变电路(23)包括六个开关管。

7.根据权利要求2所述的电机过温保护系统，其特征在于：所述电机(1)为无刷外转子电机。

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