[實用新型]一種無刷電機的控制與驅動智能保護裝置

有效

• 申請號: 201420557151.2
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN204145342U
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 金學成
• 申請（專利權）人: 金學成
• 主分類號: H02P6/00
• 分類號: H02P6/00;H02H7/08
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

技術領域

本實用新型屬于電機控制驅動領域，特別涉及真實緊急狀態與外界干擾假象共存時，保護設定方法及裝置，具體而言在于檢測電機電器參數及負載特性相關的直接及間接數據并設定與之相關的保護邏輯，既保證快速響應緊急狀態又避免不必要的誤觸發。?

背景技術

現階段對電機系統的保護主要局限在通過外接電流感應電阻來實現過流保護以及內置/外接溫度感應單元來實現過溫保護兩個方面。傳統的電機控制驅動保護如圖1所示。通過外置的電流感應電阻(shunt?resistor)可以獨立檢測每一相相電流或者總的相電流，并將檢測反饋的電壓值(IDC)送到控制器。通過驅動模塊內置的溫度檢測單元檢測驅動系統的溫度，并將檢測電壓值(VTS)送到控制器?？刂破鲗﹄娏骷皽囟确答佒底瞿M判斷，進而決定系統的保護狀態。?

但上述的保護機制存在不少缺點。首先，傳統機制只采用模擬方式，響應速度快，但對噪聲以及系統失調的免疫力弱。電機系統在運行狀態下，外界開關噪聲或者恢復電流極易引起過流和過溫的錯誤保護動作。雖然通過對IDC和VTS加濾波器來抑制噪聲，但是時間常數的選擇往往會導致系統對緊急狀態的快速響應和避免正常工作狀態下誤觸發之間存在取舍。其次，傳統的保護機制只能對于某些特定的緊急狀態才能快速響應。比如，過流保護邏輯受限于只能對電流流過電阻的緊急狀態保護，而諸如相節點U和地或者IDC短路等情況就無法提供快速的響應。?

因此，本實用新型提出了一種智能的控制和驅動保護方法及裝置。不僅僅可以解決上述傳統保護機制的缺點，同時又不限于只對電機系統提供過流和過溫保護。?

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于檢測電機的電器參數及負載特性相關的直接及間接數據，并設置電機控制與驅動的智能保護電路邏輯，既保證快速響應緊急狀態又避免不必要的誤觸發。?

本實用新型提供一種無刷電機的控制與驅動實時保護通訊裝置，包括：?

電機控制與驅動電路，用于產生并向電機施加激勵信號；?

電機檢測及保護電路，用于檢測并表征電機電器參數及負載特性相關的直接?

及間接數據，并設置電機控制與驅動的智能保護電路邏輯；?

電機控制與驅動之間的通訊聯接，用于實時地傳輸可靠性及安全保護信息，?

以使電機的保護響應及時，運轉安全可靠。?

進一步地，電機控制與驅動電路集成在同一個硅片上。?

進一步地，電機控制與驅動電路分別在不同的兩個硅片上，但是集成在同一個芯片封裝模塊當中。?

進一步地，電機控制與驅動電路分別在不同的兩個芯片上，但是集成在同一個電機應用系統中。?

進一步地，所述的通訊聯接完全是硅片內部電路連線路，用于實時地傳輸可靠性及安全保護信息，以使電機的運轉安全可靠。?

進一步地，所述的通訊聯接可以是兩個硅片管腳之間的封裝內部線路，用于實時地傳輸可靠性及安全保護信息，以使電機的運轉安全可靠。?

進一步地，所述的通訊聯接是兩個芯片管腳之間的PCB走線，用于實時地傳輸可靠性及安全保護信息，以使電機的運轉安全可靠。?

本實用新型還提供一種使用所述裝置的電機控制與驅動的保護方法，其特征在于，檢測電機的電器參數及負載特性相關的直接及間接數據，并設置電機控制與驅動的智能保護電路邏輯。?

進一步地，所述保護電路的快速啟動取決于高速模擬比較器，保護邏輯由控制驅動導通區間內單次或多次采樣的電器參數表征。?

進一步地，所述保護電路的安全啟動取決于智能數字信號處理，保護邏輯由電機負載特性及智能相關算法表征。?

電機處于緊急狀態時，設置高速模擬通道，啟動快速保護電路邏輯；電機面對干擾信號時，設置智能數字信號處理通道，啟動安全保護電路邏輯。保護電路邏輯的啟動時間常數不是固定的，而是根據檢測到的電機電器參數及負載特性相關的直接及間接數據而改變，這樣電機既保證快速響應緊急狀態又避免不必要的誤觸發。?

電機的智能保護邏輯充分利用了電機控制與驅動功能的物理位置獲取不同層次的電器參數及負載特性的能力，響應時間常數由高速模擬比較器與智能數字信號處理來直接或間接表征：高速模擬通道，快速響應緊急狀態；智能數字信號通道，避免不必要的誤觸發。電機的智能保護邏輯最終組合選取啟動保護的時間常數。?