一種帶有保護裝置的電機控制系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶有保護裝置的電機控制系統，包括中控設備、第二開關和保護裝置；所述中控設備連接所述第二開關；所述第二開關連接電機；所述第二開關設置在所述保護裝置內部，以防止所述第二開關被誤操作，所述控制系統包括一個感測電機轉子位置信息的傳感器，接收所述傳感器感測的信號并根據該信號估算電角度的處理器，以及依據所述電角度生成用于控制電機運行的控制信號生成模塊;所述保護裝置包括：CPU模塊；與所述CPU模塊連接的模數轉換模塊、存儲模塊、顯示模塊、可編程邏輯控制器；以及與所述可編程邏輯控制器連接的繼電器輸出模塊；有效避免設備誤開機對維修人員的安全威脅，顯著提高了設備安全可靠性。
【專利說明】
一種帶有保護裝置的電機控制系統
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于電機控制領域，具體涉及一種帶有保護裝置的電機控制系統。
【背景技術】
[0002]新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置)，綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。
[0003]在生產新能源汽車電機過程中，常因機器故障或機器檢修而需要控制機器停止運行。通常情況下，采用中控設備控制機器停機或者啟動。但是，停機后，當維修人員在清理、檢修機器的過程中，由于溝通錯誤或中控室人員的誤操作等問題，極易導致在維修人員未離開維修設備的情況下，中控人員誤開機，而使維修人員受到傷害。
[0004]現有的電機保護裝置主要應用于大型機組的電機，而對于中小型機組的電機，還沒有專門的保護裝置，所以一般采用大機組的保護裝置來保護中小型發(fā)電機，由于大機組的保護裝置配置了過多的保護，甚至雙重保護，對于中小型機組不經濟、不實用；同時，由于大型機組的運行情況與中小型機組的運行情況不同，所以很多的保護功能在中小型機組中不適應，甚至不需要;這樣就造成了很大的浪費，成本高。
[0005]因此，需要提供一種帶有保護裝置的電機控制系統來解決上述問題。

【發(fā)明內容】

[0006]針對現有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種帶有保護裝置的電機控制系統，以便安全可靠的控制機器設備的停機或者啟動，防止因誤開機而對維修人員造成傷害。
[0007]—種帶有保護裝置的電機控制系統，所述控制系統包括中控設備、第二開關和保護裝置;所述中控設備連接所述第二開關;所述第二開關連接電機;所述第二開關設置在所述保護裝置內部，以防止所述第二開關被誤操作，所述控制系統包括一個感測電機轉子位置信息的傳感器，接收所述傳感器感測的信號并根據該信號估算電角度的處理器，以及依據所述電角度生成用于控制電機運行的控制信號生成模塊，所述保護裝置包括:CPU模塊；與所述CPU模塊連接的模數轉換模塊、存儲模塊、顯示模塊、可編程邏輯控制器；以及與所述可編程邏輯控制器連接的繼電器輸出模塊；
優(yōu)選地，所述CPU模塊進一步包括:分別與所述模數轉換模塊以及可編程邏輯控制器連接的差動保護模塊、復壓過流保護模塊、定子接地保護模塊、失磁保護模塊以及逆功率保護模塊。
[0008]優(yōu)選地，所述處理器包括接收來自所述傳感器所感測的感測信號的傳感器信號獲取單元，用于獲得電機轉子轉速信息的轉速獲取單元，以及基于所述感測信號、轉速信息估算電角度的計算單元。
[0009]優(yōu)選地，所述處理器包括獲取誤差參數的誤差獲取單元。
[0010]優(yōu)選地，所述控制信號生成模塊包括根據所述電角度生成波形控制信號的波形生成單元，以及基于所述波形單元輸出的信號生成控制信號的驅動單元。
[0011 ]優(yōu)選地，所述傳感器為位置傳感器。
[0012]優(yōu)選地，所述位置傳感器為霍爾位置傳感器。
[0013]優(yōu)選地，所述第二開關為電源開關。
[0014]本發(fā)明的技術方案具有以下有益效果:
本發(fā)明提供的一種帶有保護裝置的電機控制系統，通過設置所述保護裝置和第二開關，能夠有效避免設備誤開機對維修人員的安全威脅，顯著提高了設備安全可靠性，并且使得中控設備實現聯網、單機操作與網絡控制、遠程管理相結合;嵌入式平臺低功耗、發(fā)熱小、穩(wěn)定性高；另外本發(fā)明利用一個位置傳感器來感測轉子的位置的零點從而獲得其位置信息，從而獲得控制電機運行的控制信號，實現了常規(guī)技術中以三個傳感器進行感測所能達成的性能，亦即在節(jié)約成本的同時達成了期望的功效，發(fā)電機保護裝置將多個保護功能集成在CPU模塊中，對于中小型發(fā)電機的保護經濟可靠，成本低。
【具體實施方式】
[0015]為了清楚了解本發(fā)明的技術方案，將在下面的描述中提出其詳細的結構。顯然，本發(fā)明實施例的具體施行并不足限于本領域的技術人員所熟習的特殊細節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳細描述如下，除詳細描述的這些實施例外，還可以具有其他實施方式。
[0016]下面結合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。
[0017]—種帶有保護裝置的電機控制系統，所述控制系統包括中控設備、保護裝置、第二開關，所述中控設備電連接所述第二開關，所述第二開關電連接電機，所述保護裝置設置在所述第二開關的外部，并且在所述保護裝置上設置有鎖。所述保護裝置為封閉金屬箱體，所述鎖用于控制所述箱體開啟或者關閉。所述第二開關為電源開關，所述控制系統還一個感測電機轉子位置信息的傳感器，接收傳感器所感測的信號并根據該信號估算電角度的處理器，根據處理器20估算的電角度生成電機控制信號的控制信號生成模塊。簡言之，電機控制系統與電機耦接，感測電機轉子的機械位置變化，基于所感測的位置變化信息最終生成控制電機運行的控制信號。本領域技術人員將理解到，本發(fā)明的電機控制系統可用來控制各類電機，所述保護裝置包括:CPU模塊;與所述CPU模塊連接的模數轉換模塊、存儲模塊、顯示模塊、可編程邏輯控制器；以及與所述可編程邏輯控制器連接的繼電器輸出模塊;所述CPU模塊進一步包括:分別與所述模數轉換模塊以及可編程邏輯控制器連接的差動保護模塊、復壓過流保護模塊、定子接地保護模塊、失磁保護模塊以及逆功率保護模塊。
[0018]傳感器設置在電機中，用以感測轉子的位置信息。在此，位置信息是轉子的機械位置變化信息，也可以描述為轉子相對于指定零點的信息，其中，指定零點的位置可以由用戶設置。傳感器是可以感測位置信息的任何類型的傳感器，如霍爾位置傳感器、光纖傳感器等。根據本發(fā)明，只需要一個傳感器，與常規(guī)技術中需要三個位置傳感器相比，大大降低了在電機中設置傳感器的操作難度，節(jié)約了成本。根據本示例，傳感器獲取電機轉子對于指定零點的信息，該信息例如包括經過零點的時間點、角速度等信息。為清楚起見，在以下描述中，將電機轉子對于指定零點的信息稱為零點信息。
[0019]處理器接收傳感器所感測的信號，亦即所感測的位置信息，并根據該信號估算轉子的電角度。優(yōu)選地，處理器在所述位置信息之外，還結合轉子的前轉速和目標轉速來估算轉子的電角度。更優(yōu)選地，在估算時還結合誤差參數。處理器可進一步包括傳感器信號獲取單元，轉速獲取單元，誤差獲取單元，以及計算單元。傳感器信號獲取單元接收來自傳感器的信號，轉速獲取單元獲得前轉速及目標轉速，誤差獲取單元用以獲取誤差參數，亦即誤差累積。此處所述的誤差累計可以是基于經驗數據以及基于對實際系統的具體分析而獲得的誤差修正因子。對前轉速的獲取，可例如采用如下方式:可記錄轉子在前一周旋轉時觸發(fā)指定零點的時間Tl，并記錄轉子在本周旋轉時觸發(fā)指定零點的時間T2，時間T2與Tl之間的差即為轉子旋轉一周的時間，在轉子旋轉一周的距離已知的情況下，轉速獲取單元即可粗略算出轉子在前一周的轉速;在此，對時間的記錄可由定時器獲得，也可以從傳感器所感測的零點信息中獲取。而目標轉速可以例如根據用戶的預先設定來確定。計算單元根據傳感器信號獲取單元、轉速獲取單元、以及誤差獲取單元所提供的信息，計算轉子的電角度。在本文中，術語“電角度”與本領域普通技術人員的理解一致，亦即每一次磁場變化時，轉子轉過的機械角度。
[0020]控制信號生成模塊接收點處理器傳送的電角度信號，并據此生成控制電機運行的控制信號。作為示例，控制信號生成模塊可包括波形生成單元和驅動單元。作為選擇，除電角度，控制信號生成模塊在生成控制信號時，也可同時參照用戶例如通過用戶界面輸入的相關控制信息。波形生成單元基于傳送來的電角度生成波形控制信號，如脈寬調制(Pulse-Width Modulat1n，PWM)信號。該脈寬調制信號被送到驅動單元，進行放大之后生成PWM驅動信號。PWM驅動信號被送入電機以控制電機運行。實際應用中，以上各模塊、單元可以實現為硬件，也可以軟件，或軟件與硬件相結合的方式實現。
[0021]如上所述，本發(fā)明所述的電機控制系統由一個傳感器感測電機轉子的位置信息，再由處理器基于該電機控制系統所感測的位置信息估算電機轉子的電角度，據此獲得勵磁和力矩參數，從而最終獲得控制電機運行的控制信號。由于僅采用一個傳感器，與通過三個傳感器獲得位置信息的常規(guī)控制系統相比較，減少了電機安裝的難度，降低了成本。
[0022]所述電機控制系統的工作原理如下:當因機械故障或者設備檢修而需要使所述電機停機時，同時通過所述中控設備和第二開關控制電源電路斷路，并且維修人員鎖閉所述保護裝置，從而使其他人員無法控制所述第二開關;維修完畢后，維修人員打開所述保護裝置，閉合所述第二開關，所述中控設備可以正?？刂扑鲭姍C開啟。因此，通過設置所述第二開關和保護裝置，即使中控人員對所述中控設備誤操作，也不會導致所述電機非正常啟動；同時，如果維修人員操作失誤，所述中控設備也能保證電源電路開路，對維修人員給予雙重保護。
[0023]本發(fā)明實施例所述電機控制系統主要為用于飼料生產的電機控制系統，通過設置所述保護裝置和第二開關，能夠有效避免設備誤開機對維修人員的安全威脅，顯著提高了設備安全可靠性。
[0024]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的權利要求保護范圍之內。
【主權項】
1.一種帶有保護裝置的電機控制系統，其特征在于，所述控制系統包括中控設備、第二開關和保護裝置;所述中控設備連接所述第二開關;所述第二開關連接電機;所述第二開關設置在所述保護裝置內部，以防止所述第二開關被誤操作，所述控制系統包括一個感測電機轉子位置信息的傳感器，接收所述傳感器感測的信號并根據該信號估算電角度的處理器，以及依據所述電角度生成用于控制電機運行的控制信號生成模塊;所述保護裝置包括:CPU模塊;與所述CPU模塊連接的模數轉換模塊、存儲模塊、顯示模塊、可編程邏輯控制器；以及與所述可編程邏輯控制器連接的繼電器輸出模塊。2.根據權利要求1所述的帶有保護裝置的電機控制系統，其特征在于，所述CPU模塊進一步包括:分別與所述模數轉換模塊以及可編程邏輯控制器連接的差動保護模塊、復壓過流保護模塊、定子接地保護模塊、失磁保護模塊以及逆功率保護模塊。3.根據權利要求1所述的帶有保護裝置的電機控制系統，其特征在于，所述處理器包括接收來自所述傳感器所感測的感測信號的傳感器信號獲取單元，用于獲得電機轉子轉速信息的轉速獲取單元，以及基于所述感測信號、轉速信息估算電角度的計算單元。4.根據權利要求3所述的帶有保護裝置的電機控制系統，其特征在于，所述處理器包括獲取誤差參數的誤差獲取單元。5.根據權利要求1所述的帶有保護裝置的電機控制系統，其特征在于，所述控制信號生成模塊包括根據所述電角度生成波形控制信號的波形生成單元，以及基于所述波形單元輸出的信號生成控制信號的驅動單元。6.根據權利要求1所述的帶有保護裝置的電機控制系統，其特征在于，所述傳感器為位置傳感器。7.根據權利要求6所述的帶有保護裝置的電機控制系統，其特征在于，所述位置傳感器為霍爾位置傳感器。8.根據權利要求1所述的帶有保護裝置的電機控制系統，其特征在于，所述第二開關為電源開關。
【文檔編號】G05B19/042GK105929760SQ201610484518
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】徐 明
【申請人】無錫新大力電機有限公司