过流保护系统、控制器及过流保护方法与流程

本发明涉及电机控制领域，具体涉及一种过流保护系统、控制器及过流保护方法。

背景技术：

对于电机控制，需要实时监控电机的实际输入交流电流进行过流保护，但是传统方式是在线路中加入电流传感器等增加硬件的做法采集电流，该做法提高了检测成本。

因此，需要设计一种低成本的过流保护系统及过流保护方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种过流保护系统、控制器及过流保护方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种过流保护系统，包括：

电机效率曲线数据库、电机功率计算单元、输入功率预测单元、输入电压预测单元、输入电流预测单元以及输入电流限制保护单元；其中

所述电机效率曲线数据库适于根据电机某一运行点的转矩、转速匹配出相应型号电机在此运行点的转矩及转速下的控制器的交直流转换效率；

所述电机功率计算单元适于根据电机的输入电压、电流得出电机的输入功率；

所述输入功率预测单元适于根据电机的输入功率和交直流转换效率计算出控制器的交流输入功率；

所述输入电压预测单元适于根据交流输入功率和直流母线电压得出交流实际输入电压；

所述输入电流预测单元适于根据交流输入功率以及交流实际输入电压得出实际输入交流电流；

所述输入电流限制保护单元适于根据实际输入交流电流进行限流保护。

又一方面，本发明还提供了一种用于控制电机转动的控制器，所述控制器内设有过流保护系统。

进一步，所述控制器适于所述的过流保护系统。

第三方面，本发明还提供了一种过流保护方法，包括：

根据交流输入功率和直流母线电压得出交流实际输入电压，以及

根据交流输入功率以及交流实际输入电压得出实际输入交流电流；

根据实际输入交流电流进行限流保护。

进一步，所述交流输入功率的获得方法包括：

通过查表法获得交直流转换效率；并且

根据电机的输入电压、电流得出电机的输入功率；以及

根据电机的输入功率和交直流转换效率计算出控制器的交流输入功率。

进一步，所述通过查表法获得交直流转换效率的方法包括：

建立一电机效率曲线数据库；

根据电机某一运行点的转矩、转速在所述电机效率曲线数据库中匹配出相应型号电机在此运行点的转矩及转速下的控制器的交直流转换效率。

进一步，根据实际输入交流电流进行限流保护的方法包括：

设定电流阈值，当所述实际输入交流电流达到电流阈值时，则降低电机转速。

本发明的有益效果是，本发明的过流保护系统及过流保护方法能够准确的监控实际输入交流电流，尤其是在电机负载发生变化时，能够快速响应，并且通过电流调节电机转速，避免电机过载。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的过流保护系统的原理框图；

图2是本发明的实际输入交流电流进行限流保护时与电机转速的关系图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

图1是本发明的过流保护系统的原理框图；

如图1所示，本实施例提供了一种过流保护系统，包括：电机效率曲线数据库、电机功率计算单元、输入功率预测单元、输入电压预测单元、输入电流预测单元以及输入电流限制保护单元；其中所述电机效率曲线数据库适于根据电机某一运行点的转矩、转速匹配出相应型号电机在此运行点的转矩及转速下的控制器的交直流转换效率η；所述电机功率计算单元适于根据电机的输入电压vd,q、电流id,q相乘得出电机的输入功率pmotor，在本实施例中输入电压vd,q、电流id,q具体为电机输入的有效值；所述输入功率预测单元适于根据电机的输入功率pmotor和交直流转换效率η计算出控制器的交流输入功率pin；所述输入电压预测单元适于根据交流输入功率pin和直流母线电压vdc得出交流实际输入电压vin；所述输入电流预测单元适于根据交流输入功率pin以及交流实际输入电压vin得出实际输入交流电流iin；所述输入电流限制保护单元适于根据实际输入交流电流进行限流保护。

在本实施例中所涉及的交流输入功率pin为控制器输入到电机的功率。

在本实施例中适于预先建立电机效率曲线数据库，其中包括了电机型号以及该型号电机在相应转速下对应的转矩、转速以及交直流转换效率η的对应曲线；通过电机型号以及该电机型号在某转速(运行点)对应的转矩、转速，从相应曲线上找到适配的交直流转换效率η。

将输入功率pmotor除以交直流转换效率η即可以获得交流输入功率pin。

对于输入电压预测单元获得交流实际输入电压vin也可以采用查表法实现，具体的，预先建立交流输入功率pin和直流母线电压vdc对应的交流实际输入电压vin的关系曲线图，根据输入的交流输入功率pin和直流母线电压vdc在上述关系曲线上查找对应的交流实际输入电压vin。

对于输入电流预测单元将交流输入功率pin除以交流实际输入电压vin即可以获得实际输入交流电流iin。

图2是本发明的实际输入交流电流进行限流保护时与电机转速的关系图。

如图2所示，在本实施例中，所述输入电流限制保护单元适于设定电流阈值，当所述实际输入交流电流达到电流阈值时，则降低电机转速。

具体的，当判定实际输入交流电流iin大于电流阈值时，所述过流保护系统可以通过相应控制模块限制电机转速，当电机带载变动后，虽然电机转速不会增加，但是为了避免实际输入交流电流iin持续增大，降低电机转速以使实际输入交流电流iin的降低，然后再对电机转速进行限速，若实际输入交流电流iin持续降低并低于电流阈值后，接触电机限速。

本实施例还提供了一种用于控制电机转动的控制器，所述控制器内设有上述过流保护系统。

在上述过流保护系统的基础上，本实施例还提供了一种过流保护方法，包括：

根据交流输入功率pin和直流母线电压vdc得出交流实际输入电压vin，以及根据交流输入功率pin以及交流实际输入电压vin得出实际输入交流电流iin；根据实际输入交流电流iin进行限流保护。

所述交流输入功率pin的获得方法包括：通过查表法获得交直流转换效率η；并且根据电机的输入电压vd,q、电流id,q得出电机的输入功率pmotor；以及根据电机的输入功率pmotor和交直流转换效率η计算出控制器的交流输入功率pin。

所述通过查表法获得交直流转换效率的方法包括：建立一电机效率曲线数据库；根据电机某一运行点的转矩、转速在所述电机效率曲线数据库中匹配出相应型号电机在此运行点的转矩及转速下的控制器的交直流转换效率η。

根据实际输入交流电流进行限流保护的方法包括：设定电流阈值，当所述实际输入交流电流达到电流阈值时，则降低电机转速。

关于过流保护方法的工作原理和工作过程与过流保护系统相似，此处不再赘述。

综上所述，本过流保护系统及过流保护方法通过电机效率曲线数据库、电机功率计算单元、输入功率预测单元、输入电压预测单元、输入电流预测单元以及输入电流限制保护单元相配合，计算相应中间量，最后得出真实、准确的实际输入交流电流，尤其是在电机负载发生变化时，能够快速响应，并且通过电流调节电机转速，避免电机过载。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。