專利名稱：一種無刷直流電機(jī)的故障檢測(cè)與保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無刷直流電機(jī)控制器的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無刷直流電機(jī)的定子繞組缺相、霍爾傳感器缺相及繞組過流檢測(cè)與保護(hù)的電路。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)和電力電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，其應(yīng)用范圍已遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域以及人們的日常生活當(dāng)中。由于傳統(tǒng)的直流電機(jī)均采用電刷以機(jī)械方式換向，因而存在相對(duì)的機(jī)械摩擦，由此帶來了噪聲、火花、無線電干擾以及壽命等致命缺點(diǎn)，限制了其應(yīng)用范圍。無刷直流電機(jī)既具有交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流伺服電機(jī)那樣良好的調(diào)速特性而無機(jī)械式換向器，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種調(diào)速驅(qū)動(dòng)場(chǎng)合。無刷直流電機(jī)安全運(yùn)行是保證機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要措施。電機(jī)在運(yùn)行過程中，容易出現(xiàn)定子繞組缺相、霍爾傳感器缺相、繞組過流等故障，這些故障都可能會(huì)造成電機(jī)因非正常運(yùn)行而損壞。因此，對(duì)電機(jī)進(jìn)行故障保護(hù)是保證電機(jī)安全工作的重要措施。當(dāng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路發(fā)生故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的相電流輸出異常或缺失，從而發(fā)生定子繞組缺相故障，導(dǎo)致電機(jī)不能正常工作，表現(xiàn)為電機(jī)抖動(dòng)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，或轉(zhuǎn)矩?zé)o力且噪音大，且控制器在繞組缺相狀態(tài)下工作很容易燒毀；霍爾傳感器故障則會(huì)造成霍爾傳感器缺相，在這種情況下，控制器不能檢測(cè)到正確的傳感器輸出，無法實(shí)現(xiàn)電機(jī)換向；電機(jī)在啟動(dòng)或換向時(shí)容易發(fā)生定子繞組過流現(xiàn)象，若不及時(shí)進(jìn)行過流保護(hù)，則會(huì)造成電機(jī)繞組燒毀；因此，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)對(duì)電機(jī)進(jìn)行故障保護(hù)，保證電機(jī)安全運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是針對(duì)前述背景技術(shù)中的缺陷和不足，提供一種無刷直流電機(jī)的故障檢測(cè)與保護(hù)電路，其可提高無刷直流電機(jī)控制器的可靠性，實(shí)現(xiàn)定子繞組缺相、霍爾傳感器缺相及定子繞組過流故障后能夠?qū)ζ溥M(jìn)行保護(hù)，避免因故障受到損壞。本發(fā)明為解決以上技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案是
一種無刷直流電機(jī)的故障檢測(cè)與保護(hù)電路，包括三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊、定子繞組缺相故障切換模塊、霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊、定子繞組過流檢測(cè)模塊、CPLD故障處理模塊和繞組電流切斷模塊；
三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)直流電機(jī)的三相信號(hào)，并分別送入CPLD故障處理模塊； 霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊對(duì)霍爾傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)及整形，并將霍爾整形信號(hào)輸入CPLD故障處理模塊；
定子繞組過流檢測(cè)模塊采集繞組電流并轉(zhuǎn)化為電壓，與設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較，當(dāng)小于設(shè)定的電壓值時(shí)向CPLD故障處理模塊輸入過流故障信號(hào)；
CPLD故障處理模塊對(duì)前述輸入的三相信號(hào)、霍爾整形信號(hào)和過流故障信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，并分別向定子繞組缺相故障切換模塊和繞組電流切斷模塊發(fā)出故障切換信號(hào)和故障保護(hù)信號(hào)；
定子繞組缺相故障切換模塊根據(jù)CPLD故障處理模塊的故障切換信號(hào)接通三相橋備份電路的電源，實(shí)現(xiàn)故障相的正常輸出；
繞組電流切斷模塊根據(jù)CPLD故障處理模塊的故障保護(hù)信號(hào)斷開三相橋電路的電源， 切斷電機(jī)繞組的電流。上述三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊包括分別對(duì)三相進(jìn)行檢測(cè)的單相電壓信號(hào)檢測(cè)電路， 其中，各單相電壓信號(hào)檢測(cè)電路均包括依次連接的電壓互感器、整流電路、穩(wěn)壓濾波電路、 限流電阻和光耦。上述定子繞組缺陷故障切換模塊包括分別與三相對(duì)應(yīng)的故障切換電路，所述的故障切換電路包括橋臂備份電路和兩個(gè)中間繼電器，所述三相橋電路的某一相連接在兩個(gè)中間繼電器的常閉觸點(diǎn)之間，而橋臂備份電路包括相串聯(lián)的兩個(gè)功率開關(guān)管，其兩端連接在兩個(gè)中間繼電器的常開觸點(diǎn)之間，各中間繼電器中線圈的一端接地，另一端連接CPLD的故障切換信號(hào)輸出端。上述霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊包括分別對(duì)三相進(jìn)行檢測(cè)的單相霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)電路，其中，各單相霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)電路均包括相互串聯(lián)的濾波電容和光耦，且濾波電容的輸入端連接霍爾傳感器的輸出端，而光耦的輸出端連接CPLD故障處理模塊的輸入端。上述定子繞組過流檢測(cè)模塊包括分別對(duì)三相進(jìn)行檢測(cè)的單相定子繞組過流檢測(cè)電路，其中，各單相定子繞組過流檢測(cè)電路均包括第一電阻、二階濾波電路和比較器，且第一電阻連接在該相橋電路下端功率管源極與地之間，二階濾波電路的一端連接在前述功率管源極與第一電阻之間，另一端連接比較器的一個(gè)輸入端，比較器的另一輸入端輸入設(shè)定的電壓值，而比較器的輸出端連接CPLD故障處理模塊的輸入端。上述繞組電流切斷模塊包括依次連接的光耦、分壓電路和MOS管，所述光耦的輸入端連接CPLD故障處理模塊的故障保護(hù)信號(hào)輸出端，輸出端連接分壓電路的輸入端，而分壓電路的輸出端分別連接MOS管的源極和柵極，而MOS管的源極連接外部電源，漏極連接三相橋電路的電源輸入端。采用上述方案后，本發(fā)明通過設(shè)置多個(gè)模塊，其中的三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)電機(jī)三相信號(hào)的檢測(cè)；霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)霍爾信號(hào)的檢測(cè)與整形；定子繞組缺相故障切換模塊通過CPLD輸出的控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)故障切換；定子繞組過流檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)繞組電流的檢測(cè)及過流故障信號(hào)的輸出；CPLD故障處理模塊實(shí)現(xiàn)故障切換信號(hào)及故障保護(hù)信號(hào)的輸出；繞組電流切斷模塊實(shí)現(xiàn)電機(jī)的霍爾傳感器缺相、定子繞組過流故障保護(hù)。


圖1是三相橋電路與電機(jī)繞組的連接圖； 圖2是電機(jī)轉(zhuǎn)子的第一種工作狀態(tài)示意圖3是電機(jī)轉(zhuǎn)子的第二種工作狀態(tài)示意圖； 圖4是電機(jī)的三相相電壓波形圖； 圖5是本發(fā)明中三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊的電路圖； 圖6是本發(fā)明中定子繞組缺相故障切換模塊的電路圖；圖7是本發(fā)明中霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊的電路圖； 圖8是本發(fā)明中定子繞組過流檢測(cè)模塊的電路圖； 圖9是本發(fā)明中采用的C[LD芯片引腳連接示意圖； 圖10是本發(fā)明中CPLD故障處理模塊的工作流程圖； 圖11是本發(fā)明中繞組電流切斷模塊的電路圖； 圖12是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。首先結(jié)合圖1、圖2、圖3對(duì)無刷直流電機(jī)的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。圖1為三相橋電路與電機(jī)繞組的連接圖，其中，所述的三相橋電路包含6個(gè)功率開關(guān)管Ql Q6，功率開關(guān)管Q1、Q4依次串聯(lián)，功率開關(guān)管Q3、Q6依次串聯(lián)，功率開關(guān)管Q5、Q2依次串聯(lián)，然后將前述三個(gè)串聯(lián)支路相并聯(lián)；三相繞組呈星形連接，其中，A相連接在功率開關(guān)管Q1、Q4之間， B相連接在功率開關(guān)管Q3、Q6之間，C相連接在功率開關(guān)管Q5、Q2之間。三相橋電路輸出的三相電流信號(hào)輸入電機(jī)的三相繞組，控制電機(jī)各相繞組按一定順序工作，在電機(jī)氣隙中產(chǎn)生跳變式旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。圖2、圖3為電機(jī)轉(zhuǎn)子的兩個(gè)工作狀態(tài)。當(dāng)轉(zhuǎn)子位于圖2中所示位置時(shí)，霍爾傳感器A、B、C輸出信號(hào)的狀態(tài)為101，控制功率開關(guān)管Ql、Q2導(dǎo)通，即A、C兩相繞組通電，電流方向?yàn)锳進(jìn)C出，電樞繞組在空間的合成磁場(chǎng)為Ba，方向如圖2中所示。電樞繞組合成磁場(chǎng)Ba與永磁轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)Br相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。在此過程中電流流通路徑為電源正極一 Ql — A相繞組一 C相繞組一 Q2 -電源負(fù)極。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過60電角度，達(dá)到圖3中的位置時(shí)，霍爾傳感器A、B、C輸出信號(hào)的狀態(tài)為100，經(jīng)邏輯變換后使開關(guān)管Ql截止，Q3導(dǎo)通，繞組換相，換相后Q2、Q3導(dǎo)通，繞組B、 C相通電，電流方向B進(jìn)C出，電樞繞組在空間合成磁場(chǎng)為圖3中Ba。此時(shí)電樞磁場(chǎng)與永磁轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用使轉(zhuǎn)子繼續(xù)沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，電流流通路徑為電源正極一 Q3 — B相繞組一 C相繞組一 Q2 —電源負(fù)極。轉(zhuǎn)子繼續(xù)沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)60電角度，發(fā)生下一次換相，如此重復(fù)進(jìn)行。以下將就本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說明。本發(fā)明提供一種無刷直流電機(jī)的故障檢測(cè)與保護(hù)電路，配合圖12所示，包括三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊、定子繞組缺相故障切換模塊、霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊、定子繞組過流檢測(cè)模塊、CPLD (Complex Programmable Logic Device,復(fù)雜可編程邏輯器件)故障處理模塊和繞組電流切斷模塊，下面分別介紹。1、三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊
電機(jī)的三相相電壓波形如圖4所示，從圖中可知電機(jī)的三相相電壓幅值相等，相位互差120°。因此，可對(duì)電機(jī)三相信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，若有一相或一相以上無電壓信號(hào)，則表示電機(jī)發(fā)生缺相故障。圖5所示為電機(jī)單相電壓信號(hào)檢測(cè)電路，圖中的Ll為電壓互感器，D1、D2、 D3、D4四只二極管組成橋式整流電路，電阻R1、電容Cl和穩(wěn)壓管D5組成穩(wěn)壓濾波電路，電壓互感器Ll感應(yīng)出電機(jī)相位的交變信號(hào)，經(jīng)過整流電路整流后，再經(jīng)過穩(wěn)壓濾波電路，可獲得穩(wěn)定的直流電壓。光耦Ul經(jīng)限流電阻R2將直流電壓轉(zhuǎn)換為+5V的電壓信號(hào)Ua,并輸入CPLD故障處理模塊，完成電機(jī)單相相電壓的檢測(cè)。另外兩相的相電壓檢測(cè)電路也按此連接，在此不再贅述。2、定子繞組缺相故障切換模塊
圖6為定子繞組缺相故障切換模塊中的單個(gè)橋臂及其故障切換電路，圖中的功率開關(guān)管Ql、Q4構(gòu)成了單個(gè)橋臂，Q1B、Q4B構(gòu)成了橋臂備份電路，ΚΙ、K2為中間繼電器，L為每個(gè)繼電器的線圈，a為繼電器的常閉觸點(diǎn)，b為繼電器的常開觸點(diǎn)。當(dāng)橋臂正常工作時(shí)，故障切換信號(hào)輸出低電平，線圈L中無電流流過，觸點(diǎn)彈片與常閉觸點(diǎn)接觸，Ql的漏極與電源+U連接，Q4的源極與電源-U連接。若橋臂發(fā)生故障，故障切換信號(hào)輸出高電平，線圈L通電，磁體產(chǎn)生吸合作用壓動(dòng)觸點(diǎn)彈片，使常閉觸點(diǎn)斷開常開觸點(diǎn)閉合，QlB的漏極與電源+U連接， Q4B的源極與電源-U連接，實(shí)現(xiàn)了缺相故障切換的功能。另外兩個(gè)橋臂及其故障切換電路也按此連接。3、霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊
霍爾傳感器按照安裝位置的不同可分為60°相角傳感器和120°相角傳感器。本發(fā)明以120°相角傳感器為對(duì)象，安裝位置及順序如圖2、圖3中所示。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，霍爾傳感器A、B、C可輸出6種狀態(tài):101、100、110、010、011、001。若霍爾傳感器發(fā)生缺相故障，則輸出錯(cuò)誤的電平信號(hào)。因此，可通過檢測(cè)霍爾傳感器是否輸出000狀態(tài)或111狀態(tài)判斷霍爾傳感器發(fā)生缺相故障。本發(fā)明將霍爾傳感器信號(hào)整形后輸入CPLD故障處理模塊，通過故障邏輯處理，實(shí)現(xiàn)霍爾傳感器缺相保護(hù)。單個(gè)霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)電路如圖7所示?；魻杺鞲衅鞯妮敵鼋?jīng)濾波電容Cl濾波后，通過光耦Ul轉(zhuǎn)換為+5V的電壓信號(hào)，并輸入CPLD故障處理模塊。另外兩個(gè)霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)電路也按此連接。
4、定子繞組過流檢測(cè)模塊
本發(fā)明通過在待測(cè)電路中串聯(lián)小電阻，用小電阻上的壓降反映電流的大小，實(shí)現(xiàn)繞組電流的檢測(cè)。定子繞組過流檢測(cè)模塊電路如圖8所示，小電阻Rl接在三相橋電路下端功率管源極與地之間，電阻R2、R3、R4、R5、Cl、C2、Ul構(gòu)成二階濾波電路，對(duì)繞組電流濾波，然后通過比較器U2與設(shè)定的比較電壓進(jìn)行比較，比較電壓大小可通過可變電阻R8改變；若大于設(shè)定值，則表明發(fā)生過流故障，則比較器輸出過流故障信號(hào)0VER_CUR_FAULT，并輸入CPLD 故障處理模塊實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)。5、CPLD故障處理模塊
CPLD芯片的引腳連接如圖9所示。CPLD故障處理模塊對(duì)輸入的電機(jī)三相信號(hào)(UA、UB、 隊(duì))、霍爾傳感器信號(hào)(υω、υω、Uhc)和過流故障信號(hào)0VER_CUR_FAULT進(jìn)行檢測(cè)，并通過故障邏輯處理，實(shí)現(xiàn)故障切換信號(hào)(USA、USB, Usc)、故障保護(hù)信號(hào)FAULT的輸出。圖10說明了 CPLD進(jìn)行故障邏輯處理的工作流程。圖10中的模塊一說明了 CPLD 實(shí)現(xiàn)故障切換信號(hào)輸出的流程。CPLD先進(jìn)行寄存器及端口的配置等初始化工作，然后對(duì)輸入的三相信號(hào)UA、UB、％進(jìn)行檢測(cè)，由于圖5中的光耦采用反向傳輸，因此可依序判斷三相信號(hào)電壓是否為高電平。若某一相為高電平，則表明該相發(fā)生缺相故障，CPLD輸出相應(yīng)相的故障切換信號(hào)，實(shí)現(xiàn)定子繞組缺相故障保護(hù)。圖10中的模塊二說明了 CPLD實(shí)現(xiàn)霍爾傳感器缺相保護(hù)的流程。CPLD先進(jìn)行寄存器及端口的配置等初始化工作，然后對(duì)輸入的霍爾傳感器信號(hào)HA、HB、HC進(jìn)行檢測(cè)，判斷是否出現(xiàn)000或111狀態(tài)，若出現(xiàn)這兩種狀態(tài)，表明霍爾傳感器發(fā)生缺相故障，霍爾傳感器故障標(biāo)識(shí)Hall_FAULT置0，與過流故障標(biāo)識(shí)OTR_FAULT進(jìn)行與運(yùn)算后，故障保護(hù)信號(hào)FAULT輸出低電平，通過繞組電流切斷模塊切斷三相橋電路的電源，實(shí)現(xiàn)霍爾傳感器缺相保護(hù)。圖10中的模塊三說明了 CPLD實(shí)現(xiàn)定子繞組過流保護(hù)的流程。CPLD先進(jìn)行寄存器及端口的配置等初始化工作，然后對(duì)輸入的過流故障信號(hào)0VER_CUR_FAULT進(jìn)行檢測(cè)，若 0VER_CUR_FAULT為高電平，則表明發(fā)生過流故障，過流故障標(biāo)識(shí)CUR_FAULT置0，與霍爾傳感器故障標(biāo)識(shí)Hall_FAULT進(jìn)行與運(yùn)算后，故障保護(hù)信號(hào)FAULT輸出低電平，通過繞組電流切斷模塊切斷三相橋電路的電源，實(shí)現(xiàn)定子繞組過流保護(hù)。6、繞組電流切斷模塊
繞組電流切斷模塊電路如圖11所示，由光耦Ul及P型壓控MOS管Ql組成。當(dāng)霍爾傳感器無故障且定子繞組無過流故障時(shí)，故障保護(hù)信號(hào)FAULT輸出高電平，經(jīng)限流電阻Rl 輸入光耦Ul，Ul輸出低電平，經(jīng)電阻R2、R3分壓后Ql的柵極與源極之間形成反向電壓，Ql 導(dǎo)通，從而使三相橋電路接通外部電源+U_G ；若霍爾傳感器故障或定子繞組發(fā)生過流故障時(shí)，故障保護(hù)信號(hào)FAULT輸出低電平，Ul輸出高電平，Ql的柵極與源極之間無電壓差，Ql關(guān)斷，從而切斷了三相橋電路的電源。以上實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無刷直流電機(jī)的故障檢測(cè)與保護(hù)電路，其特征在于包括三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊、定子繞組缺相故障切換模塊、霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊、定子繞組過流檢測(cè)模塊、CPLD 故障處理模塊和繞組電流切斷模塊；三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)直流電機(jī)的三相信號(hào)，并分別送入CPLD故障處理模塊；霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊對(duì)霍爾傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)及整形，并將霍爾整形信號(hào)輸入CPLD故障處理模塊；定子繞組過流檢測(cè)模塊采集繞組電流并轉(zhuǎn)化為電壓，與設(shè)定的電壓值進(jìn)行比較，當(dāng)小于設(shè)定的電壓值時(shí)向CPLD故障處理模塊輸入過流故障信號(hào)；CPLD故障處理模塊對(duì)前述輸入的三相信號(hào)、霍爾整形信號(hào)和過流故障信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，并分別向定子繞組缺相故障切換模塊和繞組電流切斷模塊發(fā)出故障切換信號(hào)和故障保護(hù)信號(hào)；定子繞組缺相故障切換模塊根據(jù)CPLD故障處理模塊的故障切換信號(hào)接通三相橋備份電路的電源，實(shí)現(xiàn)故障相的正常輸出；繞組電流切斷模塊根據(jù)CPLD故障處理模塊的故障保護(hù)信號(hào)斷開三相橋電路的電源， 切斷電機(jī)繞組的電流。
2.如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)的故障檢測(cè)與保護(hù)電路，其特征在于所述三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊包括分別對(duì)三相進(jìn)行檢測(cè)的單相電壓信號(hào)檢測(cè)電路，其中，各單相電壓信號(hào)檢測(cè)電路均包括依次連接的電壓互感器、整流電路、穩(wěn)壓濾波電路、限流電阻和光華禹。
3.如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)的故障檢測(cè)與保護(hù)電路，其特征在于所述定子繞組缺陷故障切換模塊包括分別與三相對(duì)應(yīng)的故障切換電路，所述的故障切換電路包括橋臂備份電路和兩個(gè)中間繼電器，所述三相橋電路的某一相連接在兩個(gè)中間繼電器的常閉觸點(diǎn)之間，而橋臂備份電路包括相串聯(lián)的兩個(gè)功率開關(guān)管，其兩端連接在兩個(gè)中間繼電器的常開觸點(diǎn)之間，各中間繼電器中線圈的一端接地，另一端連接CPLD的故障切換信號(hào)輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)的故障檢測(cè)與保護(hù)電路，其特征在于所述霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊包括分別對(duì)三相進(jìn)行檢測(cè)的單相霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)電路，其中，各單相霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)電路均包括相互串聯(lián)的濾波電容和光耦，且濾波電容的輸入端連接霍爾傳感器的輸出端，而光耦的輸出端連接CPLD故障處理模塊的輸入端。
5.如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)的故障檢測(cè)與保護(hù)電路，其特征在于所述定子繞組過流檢測(cè)模塊包括分別對(duì)三相進(jìn)行檢測(cè)的單相定子繞組過流檢測(cè)電路，其中，各單相定子繞組過流檢測(cè)電路均包括第一電阻、二階濾波電路和比較器，且第一電阻連接在該相橋電路下端功率管源極與地之間，二階濾波電路的一端連接在前述功率管源極與第一電阻之間，另一端連接比較器的一個(gè)輸入端，比較器的另一輸入端輸入設(shè)定的電壓值，而比較器的輸出端連接CPLD故障處理模塊的輸入端。
6.如權(quán)利要求1所述的一種無刷直流電機(jī)的故障檢測(cè)與保護(hù)電路，其特征在于所述繞組電流切斷模塊包括依次連接的光耦、分壓電路和MOS管，所述光耦的輸入端連接CPLD 故障處理模塊的故障保護(hù)信號(hào)輸出端，輸出端連接分壓電路的輸入端，而分壓電路的輸出端分別連接MOS管的源極和柵極，而MOS管的源極連接外部電源，漏極連接三相橋電路的電源輸入端。
全文摘要
本發(fā)明公開一種無刷直流電機(jī)的故障檢測(cè)與保護(hù)電路，包括三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊、定子繞組缺相故障切換模塊、霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊、定子繞組過流檢測(cè)模塊、CPLD故障處理模塊和繞組電流切斷模塊；三相電流信號(hào)檢測(cè)模塊檢測(cè)直流電機(jī)的三相信號(hào)，霍爾傳感器信號(hào)檢測(cè)模塊對(duì)霍爾傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)及整形，定子繞組過流檢測(cè)模塊采集繞組電流并與設(shè)定值進(jìn)行比較；CPLD故障處理模塊對(duì)前述三相信號(hào)、霍爾整形信號(hào)和過流故障信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，并分別向定子繞組缺相故障切換模塊和繞組電流切斷模塊發(fā)出信號(hào)。此電路可提高無刷直流電機(jī)控制器的可靠性，實(shí)現(xiàn)定子繞組缺相、霍爾傳感器缺相及定子繞組過流故障后能夠?qū)ζ溥M(jìn)行保護(hù)，避免因故障受到損壞。
文檔編號(hào)H02H7/08GK102290790SQ20111024824
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者文馳, 陳欣 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)