[發明專利]檢知三相電機界限電流持續時間的方法及電路及洗衣機

有效

• 申請號: 201410266790.8
• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104052025A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 程凱
• 申請（專利權）人: 松下家電研究開發（杭州）有限公司;杭州松下家用電器有限公司
• 主分類號: H02H7/08
• 分類號: H02H7/08;G01R19/17
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 33217
• 代理人: 魏亮

技術領域

本發明涉及三相電機工作異常檢知，特別是一種檢知三相電機界限電流持續時間的方法以及應用該方法的電路，以及具有該電路來檢知洗衣機馬達在界限電流環境下持續時間的洗衣機。

背景技術

目前，在洗衣機的馬達控制回路中一般設有相電流實時檢知電路和過電流檢知電路。比如相電流檢知電路是將洗衣機馬達的任一相電流通過電流檢知相電阻Rshunt轉換為模擬電壓信號Ui，再經過放大電路反饋給MCU，MCU通過標準采樣bit值來實時監控洗衣機馬達各相電流；過電流檢知電路則是通過將電流檢知相電阻Rshunt檢出的電壓Ui與基準電阻設定的過電流基準電壓Uref作比較，若Ui＞Uref，則比較器輸出高電平反饋給MCU中斷端口來切斷PWM驅動波形的輸出而實現保護功能。上述相電流檢知電路在洗衣機異常運轉檢知方面存在兩個弊端：①在洗衣機馬達低速運轉時，由于回路噪聲干擾比較大，導致模擬信號端口采樣誤差偏大，無法準確量化洗衣機馬達實時電流的真實情況；②洗衣機各行程中洗衣機馬達的電流值介于正常工作電流和過電流臨界值之間時，我們稱之為界限電流，在洗衣機馬達低速運轉且電流值長時間持續界限電流時，上述的檢知電路是無法準確做出異常檢知并且實施相應的保護功能。可以舉例說明，例如洗衣機在正常洗滌時，洗衣機馬達的相電流最大3A左右，當桶出現堵轉時，由于皮帶張力原因，洗衣機馬達不一定會被完全鎖定，而是出現皮帶與馬達傳動軸上的帶輪打滑摩擦而過負載運轉，此時相電流持續在6～7A，該電流沒有達到過電流檢知電路的預設檢知臨界值10A，并且洗衣機馬達轉速也未低至下限報警值，出現上述情況時，上述相電流檢知電路和過電流檢知電路是無法做出異常檢知并實施保護措施的。在皮帶磨斷之前，洗衣機馬達線圈和功率驅動元件(如IGBT)一直維持在界限電流6～7A的工作狀態而無法做出異常判斷，最終洗衣機馬達線圈和功率驅動元件的溫度持續上升，可能導致馬達線圈、功率驅動元件等部件損毀或產生不安全隱患。

發明內容

本發明所要達到的目的就是提供一種檢知三相電機界限電流持續時間的方法，能夠讓MCU及時判斷并處置三相電機在長時間界限電流下的異常工作狀態。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：檢知三相電機界限電流持續時間的方法，通過比較電路、方波切割電路和MCU實現，步驟如下，首先預設界限電流的等價基準電壓Vref，然后將三相電機的任一相的相電流轉換為實時的模擬電壓Ui，接著通過比較電路將模擬電壓Ui與基準電壓Vref進行比較，比較電路被配置為當Ui＞Vref時輸出的電壓比較信號Uo為直流高電平信號，同時由MCU向方波切割電路輸出周期為Tm的方波脈沖信號Po，利用方波切割電路和方波脈沖信號Po將直流高電平的電壓比較信號Uo切割為與方波脈沖信號Po同步且反相的方波脈沖信號Up，將Up信號反饋給MCU的邊沿觸發端口，最后由MCU的邊緣觸發端口記錄方波脈沖信號Up的邊緣觸發次數N，N為大于等于零的整數，從而估算出界限電流的持續時間δT，δT≈N×Tm。

作為優選的方案，所述三相電機的任一相的相電流通過Rshunt電阻轉換為實時的模擬電壓Ui。

本發明還提供了應用上述方法的電路，包括比較電路以及方波切割電路，三相電機的任一相的相電流通過Rshunt電阻轉換為實時的模擬電壓Ui，模擬電壓Ui和界限電流的等價基準電壓Vref輸入到比較電路進行比較，比較電路輸出電壓比較信號Uo，方波切割電路由三極管構成，三極管的基極與MCU的方波脈沖信號輸出端口P0連接，三極管的集電極連接在比較電路的輸出端上，三極管的發射極接地，比較電路的輸出端連接三極管的集電極后與MCU的邊緣觸發端口IRQ連接。

作為優選的方案，所述比較電路由比較器構成，模擬電壓Ui接入比較器的同相輸入端，界限電流基準電壓Vref接入比較器的反相輸入端，比較器的輸出端連接限流電阻后與三極管的集電極連接，接著并聯一濾波電容后與MCU的邊緣觸發端口IRQ連接。

進一步優選的方案，所述三相電機為洗衣機馬達。

本發明還提供了一種洗衣機，包括洗衣機馬達，所述洗衣機馬達為三相電機，洗衣機具有上述電路用于檢知洗衣機馬達在界限電流環境下的持續時間。