CN218917498U - 电动设备过流检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电动设备过流检测系统，包括电源、逆变器、电机、控制器、电子负载、电流采样电阻及时间检测装置；电子负载与逆变器并联连接，且并联连接的第一端与电源正极相连，与第一端相对应的第二端与电流采样电阻相连；控制器与电流采样电阻相连，用以采集电机空载时的母线电流值，时间检测装置用于检测控制器执行停机保护的延时时长。本实用新型先通过逆变器与电子负载并联连接，进而设置流过电子负载的电流值，使得第一电流值加上第二电流值等于母线电流值，再通过时间检测装置检测控制器执行停机保护的延时时长；此外，本实用新型无需测试人员额外寻找测功机进行过流检测，简化过流测试过程，提高工作效率。

Description

电动设备过流检测系统

【技术领域】

本实用新型涉及电动设备领域，特别涉及电动设备过流检测系统。

【背景技术】

电动设备在运行过程中发生过流，其控制器能否及时控制电机停机保护，需要测试人员对其过流保护的延时时长进行测试。其中，延时时长的长短对于电动设备的使用而言极其重要，若延时时长过长，则会导致mos管、电池包及电机等因发热严重而损坏；若延时时长过短，则会导致电机误判过流而停机保护，影响正常工作。

目前，有刷电机过流保护的延时时长测试，可通过电子负载代替有刷电机串联接入电路中，直接获取有刷电机过流保护的延时时长。而对于无刷电机而言，其采用的是“两相导通三相六状态”的运行方式，无法与有刷电机一样通过电子负载串联接入电路中进行测试，这就需要测试人员额外寻找测功机进行检测且测试过程较为繁琐。

因此，有必要设计一种电动设备过流检测系统，以解决上述问题。

【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电动设备过流检测系统，采用如下技术方案：

一种电动设备过流检测系统，包括电源、逆变器、电机及控制器，所述电源与所述逆变器相连，所述逆变器与所述电机相连；所述控制器与所述逆变器相连，用于控制所述电机运转；所述检测系统还包括电子负载、电流采样电阻及时间检测装置；

所述电子负载与所述逆变器并联连接，且所述并联连接的第一端与所述电源正极相连，与所述第一端相对应的第二端与所述电流采样电阻相连；

所述控制器与所述电流采样电阻相连，用于采集所述电机空载时的母线电流值；所述控制器存储有过流保护阈值；

所述时间检测装置电连接于所述电流采样电阻和所述电源负极，所述时间检测装置用于检测所述控制器执行停机保护的延时时长；

其中，所述延时时长为所述母线电流值触发所述过流保护阈值开始时至所述控制器执行停机保护结束时的时间区间。

进一步地，所述母线电流值等于所述电子负载设置的第一电流值加上所述电机空载时流过其自身的第二电流值，所述母线电流值大于或等于所述过流保护阈值。

进一步地，所述电动设备执行过流检测中，当所述母线电流值触发所述过流保护阈值，所述控制器控制所述电机停止运转。

进一步地，所述母线电流值设有多个且通过所述电子负载进行设置，每一个所述母线电流值对应不同的时间测试阈值。

进一步地，当所述延时时长等于所述时间测试阈值时，所述电动设备过流保护正常；当所述延时时长大于或小于所述时间测试阈值时，所述电动设备过流保护异常。

进一步地，所述时间测试阈值设有误差范围，当所述延时时长处于所述误差范围内时，所述电动设备过流保护正常；当所述延时时长处于所述误差范围外时，所述电动设备过流保护异常。

优选地，所述电机为无刷电机。

优选地，所述电子负载为可编程大功率直流电子负载。

优选地，所述时间检测装置为示波器。

优选地，所述电动设备为电动工具。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型先通过逆变器与电子负载并联连接，进而设置流过电子负载的电流值，使得第一电流值加上第二电流值等于母线电流值；再通过在电流采样电阻与电源负极之间电连接示波器，用于检测控制器执行停机保护的延时时长，其中，延时时长为母线电流值触发过流保护阈值开始时至控制器执行停机保护结束时的时间区间；此外，本实用新型无需测试人员额外寻找测功机进行过流检测，整体上简化了测试过程，提高了工作效率。

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明:

图1是本实用新型电动设备过流检测系统的电路图；

图2是本实用新型电动设备过流检测系统测试时的示波器波形图。

图中附图标记的含义：

1、电源2、逆变器3、电机4、控制器5、电子负载6、时间检测装置RS、电流采样电阻A、电子负载与逆变器并联连接第一端B、电子负载与逆变器并联连接第二端

【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所示的一种电动设备过流检测系统，包括电源1、逆变器2、电机3及控制器4，电源1与逆变器2相连，逆变器2与电机3相连；控制器4与逆变器2相连，用以控制电机3运转；其中，检测系统还包括电子负载5、电流采样电阻RS及时间检测装置6，电子负载5采用型号为Faith-FT6807A的可编程大功率直流电子负载5；时间检测装置6为示波器，该示波器采用型号为Tektronix-MDO4034C泰克示波器。

请继续参阅图1所示，电子负载5与逆变器2并联连接，且并联连接的第一端A与电源1正极相连，并联连接的第二端B与电流采样电阻RS相连，这样相当于将电子负载5与电机3进行并联，其中，第一端A与第二端B为相对应的两端；电子负载5起到分流的作用，保证电动设备在执行过流测试时，流过电机3的电流值始终为电机3空载时的电流值。

请继续参阅图1所示，控制器4与电流采样电阻RS相连，用以采集电机3空载时的母线电流值，控制器4存储有过流保护阈值，当母线电流值等于或大于过流保护阈值时，控制器4控制电路对电机3进行停机保护，防止因过流导致电路板元器件发热损坏、电机3烧毁、电池包过热损毁等问题的发生。

请继续参阅图1所示，时间检测装置6电连接于电流采样电阻RS和电源1负极且时间检测装置6用于检测控制器执行停机保护的延时时长，其中，延时时长为母线电流值触发过流保护阈值开始时至控制器执行停机保护结束时的时间区间，其中延时时长的长短影响电路板中元器件、电机3及电池包的使用寿命。

本实施例中，母线电流值等于电子负载5设置的第一电流值加上电机3空载时流过其自身的第二电流值，其中，第一电流值为恒流值，测试人员根据母线电流值来设置流过电子负载5的第一电流值，第一电流值一旦设定完毕，即恒定不变，即使电源1电压发生变化，第一电流值也不会发生变化，电子负载5通过调节自身的阻值来适时调整流过自身的电流值，而第二电流值正常是恒定的。

本实施例中，母线电流值的设置需要大于或等于过流保护阈值，这样当电机3执行过流检测时，保证母线电流值定会触发过流保护阈值，进而控制器4控制电路对电机3进行停机保护，进而保证电动设备过流测试的有效性。其中，电动设备执行过流检测过程中，当母线电流值触发过流保护阈值时，经过延时时长后，控制器4控制电机3停止运转。

本实施例中，母线电流值设有多个且通过电子负载5进行设置，每一个母线电流值对应不同的时间测试阈值，当延时时长等于时间测试阈值时，电动设备过流保护正常；当延时时长大于或小于时间测试阈值时，电动设备过流保护异常。

本实施例测试原理为：假设母线电流值与时间测试阈值设有三组，第一组为一级过流保护，如60A/1s；第二组为二级过流保护，如80A/500ms；第三组为三级过流保护，如100A/50ms，电机3空载时的第二电流值为5A，过流保护阈值为60A；

(1)一级过流保护：60A/1s

首先调整电子负载5使得第一电流值为55A；其次，启动电动设备、接通电子负载5，此时母线电流值为60A；然后，观察示波器母线电流值的变化，当母线电流值由60A变为55A时，说明控制器4已控制电机3进行停机保护，其中，母线电流值为60A的持续时间即为控制器4控制电机3停机保护的延时时长，若延时时长等于1s，则表示电动设备过流保护正常；反之异常。

(2)二级过流保护：80A/500ms

首先调整电子负载5使得第一电流值为75A；其次，启动电动设备、接通电子负载5，此时母线电流值为80A；然后，观察示波器母线电流值的变化，当母线电流值由80A变为75A时，说明控制器4已控制电机3进行停机保护，其中，母线电流值为80A的持续时间即为控制器4控制电机3停机保护的延时时长，若延时时长等于500ms，则表示电动设备过流保护正常；反之异常。

(3)三级过流保护：100A/50ms

首先调整电子负载5使得第一电流值为95A；其次，启动电动设备、接通电子负载5，此时母线电流值为100A；然后，观察示波器母线电流值的变化，当母线电流值由100A变为95A时，说明控制器4已控制电机3进行停机保护，其中，母线电流值为100A的持续时间即为控制器4控制电机3停机保护的延时时长，若延时时长等于50ms，则表示电动设备过流保护正常；反之异常。

其中，具体测试原理结合附图2所示，(1)从时间T1开始，电子负载5打开，接入电路，示波器显示此时电路中的母线电流值A1；(2)从时间T2开始，控制器4控制电机3已完成停机保护，此时流过电机3的电流值为0，母线电流值由A1变为A2，A2为电子负载5此时的电流值，即第一电流值；(3)从T1至T2时间段为控制器4控制电机3停机保护的延时时长。

以上测试原理中，时间测试阈值设有误差范围，延时时长处于误差范围内时，电动设备过流保护正常；延时时长处于误差范围外时，电动设备过流保护异常；其中，误差范围可根据不同类型的电动设备进行设置，误差范围取值区间可为±5％～±10％。

优选地，误差范围取值为±5％，如(1)一级过流保护：60A/1s，即延时时长处于时间测试阈值950ms～1050ms范围内时，电动设备过流保护正常；延时时长处于时间测试阈值950ms～1050ms范围外时，电动设备过流保护异常。

(2)二级过流保护：80A/500ms，即延时时长处于时间测试阈值475ms～525ms范围内时，电动设备过流保护正常；延时时长处于时间测试阈值475ms～525ms范围外时，电动设备过流保护异常。

(3)三级过流保护：100A/50ms，即延时时长处于时间测试阈值47.5ms～52.5ms范围内时，电动设备过流保护正常；延时时长处于时间测试阈值47.5ms～52.5ms范围外时，电动设备过流保护异常。

本实施例中，电机3为无刷电机，电动设备为电动工具，如电锤、电镐、电钻、电扳类电动工具。

本实用新型先通过逆变器2与电子负载5并联连接，进而设置流过电子负载5的电流值，使得第一电流值加上第二电流值等于母线电流值；再通过在电流采样电阻RS与电源1负极之间电连接示波器，用于检测控制器4执行停机保护的延时时长，其中，延时时长为母线电流值触发过流保护阈值开始时至控制器4执行停机保护结束时的时间区间；此外，本实用新型无需测试人员额外寻找测功机进行过流检测，整体上简化了测试过程，提高了工作效率。

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，本实用新型的电动设备过流检测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 (10)

1.一种电动设备过流检测系统，包括电源、逆变器、电机及控制器，所述电源与所述逆变器相连，所述逆变器与所述电机相连；所述控制器与所述逆变器相连，用于控制所述电机运转；其特征在于：所述检测系统还包括电子负载、电流采样电阻及时间检测装置；

所述电子负载与所述逆变器并联连接，且所述并联连接的第一端与所述电源正极相连，与所述第一端相对应的第二端与所述电流采样电阻相连；

所述控制器与所述电流采样电阻相连，用于采集所述电机空载时的母线电流值；所述控制器存储有过流保护阈值；

所述时间检测装置电连接于所述电流采样电阻和所述电源负极，所述时间检测装置用于检测所述控制器执行停机保护的延时时长；

其中，所述延时时长为所述母线电流值触发所述过流保护阈值开始时至所述控制器执行停机保护结束时的时间区间。

2.根据权利要求1所述的电动设备过流检测系统，其特征在于：所述母线电流值等于所述电子负载设置的第一电流值加上所述电机空载时流过其自身的第二电流值，所述母线电流值大于或等于所述过流保护阈值。

3.根据权利要求2所述的电动设备过流检测系统，其特征在于：电动设备执行过流检测中，当所述母线电流值触发所述过流保护阈值时，经过所述延时时长后，所述控制器控制所述电机停止运转。

4.根据权利要求3所述的电动设备过流检测系统，其特征在于：所述母线电流值设有多个且通过所述电子负载进行设置，每一个所述母线电流值对应不同的时间测试阈值。

5.根据权利要求4所述的电动设备过流检测系统，其特征在于：当所述延时时长等于所述时间测试阈值时，所述电动设备过流保护正常；当所述延时时长大于或小于所述时间测试阈值时，所述电动设备过流保护异常。

6.根据权利要求4所述的电动设备过流检测系统，其特征在于：所述时间测试阈值设有误差范围，当所述延时时长处于所述误差范围内时，所述电动设备过流保护正常；当所述延时时长处于所述误差范围外时，所述电动设备过流保护异常。

7.根据权利要求1所述的电动设备过流检测系统，其特征在于：所述电机为无刷电机。

8.根据权利要求1所述的电动设备过流检测系统，其特征在于：所述电子负载为可编程大功率直流电子负载。

9.根据权利要求1所述的电动设备过流检测系统，其特征在于：所述时间检测装置为示波器。

10.根据权利要求1～9任一项所述的电动设备过流检测系统，其特征在于：所述电动设备为电动工具。

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