本公開內(nèi)容涉及正弦波信號的斷開檢測設(shè)備。

背景技術(shù)：

一般地，通過逆變器對交流電流(ac)電機的可變速度驅(qū)動被廣泛地使用，并且存在需要電機的準(zhǔn)確速度控制的現(xiàn)場。在這種情況下，速度檢測傳感器被附接到電機以檢測其速度。

增量編碼器被廣泛用于這樣的速度檢測傳感器。增量編碼器被粗略地分類成輸出方波信號的編碼器和輸出正弦波信號的編碼器。

用于輸出正弦波信號的編碼器(正弦波編碼器)根據(jù)每個電機的單個轉(zhuǎn)動通過預(yù)定數(shù)來輸出具有相對于彼此的90度的相位差的兩相位正弦波。

當(dāng)正弦波編碼器的輸出信號被斷開時，一般被提供在逆變器處的斷開檢測設(shè)備檢測輸出信號的斷開以使電機停止。

圖1是傳統(tǒng)斷開檢測設(shè)備的框圖，并且圖2是用于描述從圖1的檢測設(shè)備輸出的信號的示例性示意圖。

在傳統(tǒng)設(shè)備中，編碼器100輸出具有相對于彼此的90度的相位差的兩相位正弦波信號(正弦信號和余弦信號)，并且斷開檢測設(shè)備200接收編碼器100的輸出信號以檢測輸出信號中的每個的斷開是否發(fā)生。

放大單元210有區(qū)別地放大編碼器100的輸出信號，并且波形轉(zhuǎn)換單元220將有區(qū)別地放大的正弦波信號和余弦波信號轉(zhuǎn)換成方波信號。此外，斷開檢測單元230驗證方波信號以檢測其中的每個的連接。

在圖2中，2a是通過有區(qū)別地放大為正弦波編碼器100的輸出信號的正弦信號和余弦信號獲得的波形，并且表示放大單元210的輸出信號，并且2b和2c是通過將為區(qū)別放大單元210的輸出信號的正弦波信號和余弦波信號轉(zhuǎn)換成方波信號而獲得的波形并且表示波形轉(zhuǎn)換單元220的輸出信號。在這一點上，2d是從正弦波轉(zhuǎn)換的a相位方波，并且2e是從余弦波轉(zhuǎn)換的b相位方波。

首先，被附接到電機(未示出)的軸的正弦波編碼器100是輸出與根據(jù)電機的轉(zhuǎn)動的軸的位置變化相對應(yīng)的正弦波的位置傳感器，并且每個電機的單個轉(zhuǎn)動的輸出信號的數(shù)量被預(yù)設(shè)使得轉(zhuǎn)動位置的變化量可以通過被輸出的正弦波的數(shù)量獲得。

將描述傳統(tǒng)斷開檢測設(shè)備200的操作。

正弦波編碼器100的輸出信號中的每個具有恒定幅值和根據(jù)電機的轉(zhuǎn)動速度而變化的頻率。放大單元210用于使正弦波編碼器100的輸出信號隔離并且執(zhí)行輸出信號的電平調(diào)節(jié)，并且根據(jù)預(yù)設(shè)增益來有區(qū)別地放大輸出信號，例如從正弦波編碼器100輸出的2a。

波形轉(zhuǎn)換單元220當(dāng)有區(qū)別地放大的正弦波信號和余弦波信號大于零時將來自區(qū)別放大單元210的有區(qū)別地放大的正弦波信號和余弦波信號與高電平信號進(jìn)行比較，或者當(dāng)它們小于零時將它們與低電平信號進(jìn)行比較以輸出a相位方波信號或b相位方波信號，例如2b或2c。

當(dāng)正弦波編碼器100的輸出信號的余弦波信號如圖2的區(qū)域2f中所示被斷開時，斷開檢測單元230在預(yù)定段內(nèi)驗證a相位方波和b相位方波并且當(dāng)b相位方波不變化而a相位方波變化時檢測到斷開。

然而，斷開檢測單元230可以僅僅當(dāng)在預(yù)定時間內(nèi)發(fā)生正弦信號的變化時檢測到斷開，使得存在如下問題：可能在電機操作的同時發(fā)生對電機的侵入損壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決以上描述的問題，本公開內(nèi)容的目標(biāo)是要提供一種能夠基于正弦波編碼器的輸出信號來快速地檢測編碼器信號線路的斷開的斷開檢測設(shè)備。

為了獲得以上描述的目標(biāo)，一種正弦波信號的斷開檢測設(shè)備可以包括：第一轉(zhuǎn)換單元，其被配置為分別將第一正弦波和第二正弦波轉(zhuǎn)換成絕對值；以及確定單元，其被配置為當(dāng)?shù)谝徽也ǖ闹敌∮诘谝槐容^值并且第二正弦波的值小于第二比較值時確定發(fā)生斷開，其中，第一比較值大于最小值，并且第二比較值小于最大值。

在本公開內(nèi)容的一個實施例中，確定單元可以當(dāng)?shù)诙也ǖ闹敌∮诘谝槐容^值并且第一正弦波的值小于第二比較值時確定發(fā)生斷開。

本公開內(nèi)容的一個實施例的斷開檢測設(shè)備還可以包括：放大單元，其被配置為有區(qū)別地放大被施加到放大單元的第一正弦波和第二正弦波；以及第二轉(zhuǎn)換單元，其被配置為分別將第一有區(qū)別地放大的正弦波信號和第二有區(qū)別地放大的正弦波信號轉(zhuǎn)換成作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的第一正弦波和第二正弦波。

本公開內(nèi)容的一個實施例的斷開檢測設(shè)備還可以包括：消除單元，其被配置為消除第一正弦波和第二正弦波的偏移。

在本公開內(nèi)容的一個實施例中，確定單元可以當(dāng)?shù)谝徽也ǖ闹敌∮诘谝槐容^值并且第二正弦波的值大于第二比較值且小于最大值時確定沒有發(fā)生斷開。

在本公開內(nèi)容的一個實施例中，確定單元可以當(dāng)?shù)诙也ǖ闹敌∮诘谝槐容^值并且第一正弦波的值大于第二比較值且小于最大值時確定沒有發(fā)生斷開。

如以上所描述的，根據(jù)本公開內(nèi)容，存在如下效果：其中可以在正弦波的一個周期的進(jìn)展之前的短時間內(nèi)檢測到斷開。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)斷開檢測設(shè)備的框圖。

圖2是用于描述從圖1的斷開檢測設(shè)備輸出的信號的示例性示意圖。

圖3是用于描述根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的正弦波信號的斷開檢測設(shè)備的一個示例性示意圖。

圖4是圖3的第二斷開檢測單元的一個實施例的詳細(xì)框圖。

圖5是用于描述從本公開內(nèi)容的斷開檢測轉(zhuǎn)置輸出的信號的一個示例性示意圖。

圖6是用于描述基于來自圖4的第二斷開檢測單元的輸出信號的斷開檢測條件的一個示例性示意圖。

圖7是用于描述根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的斷開檢測方法的流程圖。

具體實施方式

本公開內(nèi)容可以以各種方式來修改并且將具有各種實施例，使得將在附圖中例證并且將詳細(xì)地描述特定實施例。然而，本文中公開的特定實施例不應(yīng)在將本公開內(nèi)容限于這些實施例而是用于對其的解釋的意義上來理解，并且應(yīng)當(dāng)理解許多其他備選方案、等效方案以及替代方案將落入本公開內(nèi)容的精神和范圍內(nèi)。

在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本公開內(nèi)容的一個優(yōu)選實施例。

圖3是用于描述根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的正弦波信號的斷開檢測設(shè)備的一個示例性示意圖。

如在附圖中示出的，本公開內(nèi)容的一個實施例的斷開檢測設(shè)備20可以驗證編碼器10的正弦信號，并且當(dāng)編碼器信號線路的斷開發(fā)生時檢測到斷開以將檢測到的斷開發(fā)送到上層控制單元(未示出)，由此停止電機的操作。

編碼器10可以當(dāng)電機轉(zhuǎn)動單個輪時通過預(yù)定數(shù)輸出具有90度的相位差的兩相位正弦波信號(正弦信號和余弦信號)。

本公開內(nèi)容的一個實施例的斷開檢測設(shè)備20可以包括放大單元21、波形轉(zhuǎn)換單元22、第一斷開檢測單元23、模擬/數(shù)字(a/d)轉(zhuǎn)換器單元24以及第二斷開檢測單元25。

放大單元21可以有區(qū)別地放大編碼器10的第一正弦波信號sin和第二正弦波信號cos。波形轉(zhuǎn)換單元22可以將第一區(qū)別放大的正弦波信號sin和第二區(qū)別放大的正弦波信號cos轉(zhuǎn)換成方波信號。此外，第一斷開檢測單元23可以驗證由波形轉(zhuǎn)換單元22轉(zhuǎn)換的方波信號以檢測斷開。

a/d轉(zhuǎn)換器單元24可以將第一區(qū)別放大的正弦波信號sin和第二區(qū)別放大的正弦波信號cos轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并且此外，第二斷開檢測單元25可以檢測相對于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的斷開。

將參考圖2描述放大單元21、波形轉(zhuǎn)換單元22和第一斷開檢測單元23的操作。

放大單元21用于使正弦波編碼器10的輸出信號隔離并且執(zhí)行輸出信號的電平調(diào)節(jié)，并且根據(jù)預(yù)設(shè)增益來有區(qū)別地放大信號，例如從正弦波編碼器10輸出的2a。

波形轉(zhuǎn)換單元22當(dāng)?shù)谝粎^(qū)別放大的正弦波信號sin和第二區(qū)別放大的正弦波信號cos大于零時將來自區(qū)別放大單元21的第一區(qū)別放大的正弦波信號sin和第二區(qū)別放大的正弦波信號cos輸出為高電平信號，或者當(dāng)它們小于零時將它們輸出為低電平信號，由此輸出a相位方波信號和b相位方波信號，例如2b和2c。

當(dāng)正弦波編碼器10的輸出信號的第二正弦波信號cos如圖2的區(qū)域2f中示出的被斷開時，第一斷開檢測單元23可以在預(yù)定段內(nèi)驗證a相位方波和b相位方波，并且當(dāng)b相位方波不變化而a相位方波變化時檢測斷開以將檢測到的斷開發(fā)送到上層控制單元(未示出)。

同時，下面將參考附圖描述放大單元21、a/d轉(zhuǎn)換器單元24和第二斷開檢測單元25的操作。

a/d轉(zhuǎn)換器單元24可以將由放大單元21有區(qū)別地放大的第一正弦波信號和第二正弦波信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

圖4是圖3的第二斷開檢測單元的一個實施例的詳細(xì)框圖，圖5是用于描述從本公開內(nèi)容的斷開檢測設(shè)備輸出的信號的一個示例性示意圖，并且圖6是用于描述基于來自圖4的第二斷開檢測單元的輸出信號的斷開檢測條件的一個示例性示意圖。

如在附圖中示出的，在本公開內(nèi)容的斷開檢測設(shè)備20中，第二斷開檢測單元25可以包括偏移消除單元40、絕對值轉(zhuǎn)換單元41和斷開確定單元42。

在圖5中，5a是通過有區(qū)別地放大為正弦波編碼器10的輸出信號的第一正弦波信號sin和第二正弦波信號cos獲得的波形，并且表示放大單元21的輸出信號。5b和5c是表示5a的信號的絕對值的波形。在這一點上，5b可以表示第一正弦波信號sin的絕對值，并且5c可以表示第二正弦波信號cos的絕對值。此外，在圖5中，5d被提供以描述其中發(fā)生斷開的區(qū)域，并且在這一點上，5e表示其中可能有斷開檢測的區(qū)域，并且5f表示其中不可能有斷開檢測的區(qū)域。

偏移消除單元40可以消除為由a/d轉(zhuǎn)換器單元24轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的第一正弦波信號和第二正弦波信號的偏移。

絕對值轉(zhuǎn)換單元41可以獲得第一正弦波信號和第二正弦波信號的絕對值，根據(jù)其消除偏移以執(zhí)行對具有小于零的值的波形信號的絕對值處理。

斷開確定單元42可以確定經(jīng)歷絕對值處理的第一正弦波信號和第二正弦波信號中的每個是否對應(yīng)于用于檢測信號的斷開的斷開條件，并且可以將檢測到的斷開提供到上層控制單元(未示出)以使電機的操作停止。

圖6是用于描述根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的斷開檢測條件的一個示意圖，并且圖6a和圖6b分別表示第一正弦波信號sin的最大幅值和最小幅值。另外，圖6c和圖6d分別表示第二正弦波信號cos的最大幅值和最小幅值。

如圖5中所描述的，5e表示其中可能有斷開檢測的段，并且根據(jù)本公開內(nèi)容如圖5所示不存在其中不可能有斷開檢測的段。

為了再次參考絕對值轉(zhuǎn)換單元41的輸出信號的第一正弦波信號sin描述斷開確定單元42的操作，當(dāng)?shù)谝徽也ㄐ盘杝in的值小于第一比較值6e并且第二正弦波信號cos的值小于最大值6g并大于第二比較值6f時，斷開確定單元42確定不發(fā)生斷開。另外，當(dāng)?shù)诙也ㄐ盘朿os的值小于第二比較值6f時，斷開確定單元42可以確定發(fā)生斷開。這當(dāng)獲得第一正弦波信號和第二正弦波信號的絕對值時使用其中在相同相位處的值差小于在最大值與最小值之間的差的條件。

當(dāng)?shù)谝徽也ㄐ盘杝in的值大于第一比較值6e時，第一正弦波信號sin可以被確定為未被斷開。在這一點上，第一比較值6e可以被確定為大于第一正弦波信號或第二正弦波信號的最小值的值，并且第二比較值6f可以被確定為小于第一正弦波信號或第二正弦波信號的最大值6g的值。

關(guān)于絕對值轉(zhuǎn)換單元41的輸出信號的第二正弦波信號cos，當(dāng)?shù)诙也ㄐ盘朿os的值小于第一比較值6e并且第一正弦波信號sin的值小于最大值6g并大于第二比較值6f時，斷開確定單元42確定沒有發(fā)生斷開。

當(dāng)?shù)谝徽也ㄐ盘杝in的值小于第二比較值6f時，斷開確定單元42確定發(fā)生斷開。另一方面，當(dāng)?shù)诙也ㄐ盘朿os的值大于第一比較值6e時，第二正弦波信號cos可以被確定為未被斷開。

圖7是用于描述根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實施例的斷開檢測方法的流程圖。

參考圖7，將描述圖3的放大單元21、a/d轉(zhuǎn)換器單元24和第二斷開檢測單元25的操作。

如在附圖中示出的，在本公開內(nèi)容的一個實施例中，放大單元21在操作s71中從正弦波編碼器10接收第一正弦波信號sin和第二正弦波信號cos，并且在操作s72中有區(qū)別地放大接收到的信號。其后，a/d轉(zhuǎn)換器單元24可以在操作s73中將為有區(qū)別地放大的模擬信號的第一正弦波信號和第二正弦波信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。

斷開確定單元42的偏移消除單元40可以在操作s74中消除被轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的第一正弦波信號和第二正弦波信號的偏移，并且絕對值轉(zhuǎn)換單元41可以在操作s75中獲得第一正弦波信號和第二正弦波信號的絕對值以將表示小于零的值的部分轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的絕對值。

當(dāng)在操作s76中接收到的數(shù)據(jù)為第一正弦波信號sin、在操作s77中第一正弦波信號sin的值小于第一比較值6e并且在操作s78中第二正弦波信號cos的值小于第二比較值6f時，則斷開確定單元42可以在操作s79中確定發(fā)生斷開。在這一點上，即使在操作s77中第一正弦波信號sin的值大于第一比較值6e或者在操作s77中小于第一比較值6e，當(dāng)在操作s78中第二正弦波信號cos的值小于最大值6g并且大于第二比較值6f時，斷開確定單元42可以確定不會發(fā)生斷開并且其可以返回。

此外，當(dāng)在操作s76中接收到的數(shù)據(jù)為第二正弦波信號cos、在操作s80中第二正弦波信號cos的值小于第一比較值6e并且在操作s81中第一正弦波信號sin的值小于第二比較值6f時，則斷開確定單元42可以在操作s79中確定發(fā)生斷開。在這一點上，即使在操作s80中第二正弦波信號cos的值大于第一比較值6e或者在操作s80中小于第一比較值6e，當(dāng)在操作s81中第二正弦波信號cos的值小于最大值6g并且大于第二比較值6f時，斷開確定單元42可以確定不會發(fā)生斷開并且其可以返回。

如以上所描述的，本公開內(nèi)容的一個實施例解決如下問題：傳統(tǒng)上在進(jìn)展了一個周期之后執(zhí)行斷開確定，因為發(fā)生斷開，使得其能夠在正弦波的一個周期的進(jìn)展之前的短時間內(nèi)檢測斷開。

同時，已經(jīng)在本文中描述了用于檢測關(guān)于例如從用于檢測電機的速度的編碼器輸出的正弦波的斷開的示例，但是本公開內(nèi)容不限于此，并且其可以在檢測關(guān)于從各種正弦波的設(shè)備輸出的正弦波的斷開中被使用。

本公開內(nèi)容已經(jīng)參考附圖中示出的實施例進(jìn)行描述但是僅僅為說明，并且應(yīng)當(dāng)理解，許多其他修改和等效的其他實施例能夠由本領(lǐng)域技術(shù)人員設(shè)想。因此，本發(fā)明的技術(shù)范圍應(yīng)當(dāng)由隨附權(quán)利要求限定。

[附圖標(biāo)記的描述]

24:a/d轉(zhuǎn)換器單元25:斷開檢測單元

40:偏移消除單元41:絕對值轉(zhuǎn)換單元

42:斷開確定單元