本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)方法、過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)及無(wú)人飛行器。

背景技術(shù)：

永磁同步電機(jī)由于具備功率密度高、體積小、不需要?jiǎng)?lì)磁、功率因素高以及位置控制精度高等優(yōu)點(diǎn)，在高性能控制系統(tǒng)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

然而，永磁同步電機(jī)在出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)、開(kāi)關(guān)器件異常等情況時(shí)，容易導(dǎo)致電機(jī)電流過(guò)大的問(wèn)題，從而可能燒毀電機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施方式主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)方法、過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)及無(wú)人飛行器，其能夠在永磁同步電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)或其它異常情況而產(chǎn)生過(guò)流時(shí)，對(duì)永磁同步電機(jī)或其控制系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施方式采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)方法，包括：

對(duì)直流側(cè)電流進(jìn)行采樣；

將采樣電流與閾值電流進(jìn)行比較；

根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)。

在其中一些實(shí)施方式中，通過(guò)單電阻取樣方式對(duì)所述直流側(cè)電流進(jìn)行采樣。

在其中一些實(shí)施方式中，所述永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)方法還包括對(duì)采樣電流進(jìn)行濾波處理。

在其中一些實(shí)施方式中，所述將采樣電流與閾值電流進(jìn)行比較進(jìn)一步包括：

判斷采樣電流是否小于或者等于閾值電流；若是，比較結(jié)果為未過(guò)流；若否，繼續(xù)下一步驟；

繼續(xù)判斷采樣電流大于閾值電流的持續(xù)時(shí)間是否小于預(yù)設(shè)時(shí)間；若是，比較結(jié)果為未過(guò)流；若否，比較結(jié)果為過(guò)流。

在其中一些實(shí)施方式中，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為1s。

在其中一些實(shí)施方式中，所述閾值電流的大小為永磁同步電機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的直流側(cè)電流大小的1.2倍。

在其中一些實(shí)施方式中，所述根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)進(jìn)一步包括：

當(dāng)所述比較結(jié)果為未過(guò)流時(shí)，發(fā)出正常運(yùn)行的控制信號(hào)；

和當(dāng)所述比較結(jié)果為過(guò)流時(shí)，發(fā)出執(zhí)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的控制信號(hào)。

在其中一些實(shí)施方式中，所述執(zhí)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的控制信號(hào)包括切斷電流控制信號(hào)或者減小PWM占空比控制信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施方式還提供一種永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)，所述永磁同步電機(jī)包括控制系統(tǒng)，所述永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)包括獲取模塊、判斷模塊和控制模塊，所述獲取模塊用于對(duì)所述永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)的直流側(cè)電流進(jìn)行采樣；所述判斷模塊用于將所述獲取模塊獲取的采樣電流和預(yù)設(shè)于所述判斷模塊中的閾值電流進(jìn)行比較；所述控制模塊根據(jù)所述判斷模塊的比較結(jié)果輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。

在其中一些實(shí)施方式中，所述獲取模塊通過(guò)單電阻取樣方式對(duì)所述直流側(cè)電流進(jìn)行采樣。

在其中一些實(shí)施方式中，所述獲取模塊還用于對(duì)所述采樣電流進(jìn)行濾波處理。

在其中一些實(shí)施方式中，所述閾值電流的大小為永磁同步電機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的直流側(cè)電流大小的1.2倍。

在其中一些實(shí)施方式中，所述永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)包括控制器，所述判斷模塊和所述控制模塊均集成設(shè)置于所述控制器中。

本發(fā)明實(shí)施方式還提供一種無(wú)人飛行器，包括機(jī)身和安裝于所述機(jī)身上的永磁同步電機(jī)，所述永磁同步電機(jī)包括控制系統(tǒng)，所述永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)包括上述任一項(xiàng)所述的永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)。

本發(fā)明實(shí)施方式的有益效果是：本發(fā)明實(shí)施方式的永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)方法，通過(guò)對(duì)直流側(cè)電流進(jìn)行采樣和比較，并根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了快速地發(fā)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的過(guò)流現(xiàn)象，并及時(shí)對(duì)過(guò)流現(xiàn)象做出控制處理，從而保障了過(guò)流產(chǎn)生時(shí)永磁同步電機(jī)或其控制系統(tǒng)的安全。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)方法的流程圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)的模塊示意圖。

圖3是具有本發(fā)明實(shí)施方式的過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)的永磁同步電機(jī)的控制系統(tǒng)方框示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施方式的永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)方法的一具體實(shí)施方式的流程圖。

圖5是具有本發(fā)明實(shí)施方式的過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)的永磁同步電機(jī)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)一個(gè)元件被稱(chēng)為“電連接”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“電連接”另一個(gè)元件，它可以是接觸連接，例如，可以是導(dǎo)線(xiàn)連接的方式，也可以是非接觸式連接，例如，可以是非接觸式耦合的方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。在不沖突的情況下，下述的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

圖1示出了永磁同步電機(jī)100的控制系統(tǒng)方框示意圖。永磁同步電機(jī)100的控制系統(tǒng)包括直流電源101、逆變器103、控制器105和過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)300，直流電源101輸出直流電流至逆變器103；控制器105用于根據(jù)指令輸出PWM控制信號(hào)至逆變器103；逆變器103用于將直流電源101的直流電流根據(jù)控制器105輸出的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成三相交流電流，并將所述三相交流電流輸出至永磁同步電機(jī)100，從而驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)100。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖2，過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)300包括獲取模塊301、判斷模塊303和控制模塊305。

獲取模塊301電連接于直流電源101和逆變器103之間，也即，獲取模塊301電連接于永磁同步電機(jī)100的控制系統(tǒng)的直流側(cè)。獲取模塊301用于對(duì)永磁同步電機(jī)100的控制系統(tǒng)的直流側(cè)電流進(jìn)行采樣。

判斷模塊303包括預(yù)設(shè)其中的閾值電流，獲取模塊301獲取的采樣電流輸出至判斷模塊303。判斷模塊303用于將所述采樣電流和預(yù)設(shè)的所述閾值電流進(jìn)行比較，判斷所述采樣電流是否大于所述閾值電流。

請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D3，本發(fā)明實(shí)施方式中，判斷模塊303集成設(shè)置于控制器105中，從而減小永磁同步電機(jī)100的控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)體積。可以理解的是，判斷模塊303也可以不設(shè)置于控制器105中。

控制模塊305用于根據(jù)判斷模塊303的所述采樣電流和所述閾值電流的比較結(jié)果輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施方式中，控制模塊305集成設(shè)置于控制器105中，從而減小永磁同步電機(jī)100的控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)體積?？梢岳斫獾氖牵刂颇K305也可以不設(shè)置于控制器105中。

本發(fā)明實(shí)施方式中，控制模塊305輸出的控制信號(hào)通過(guò)控制器105輸出至逆變器103，逆變器103根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)節(jié)輸出電流，從而對(duì)永磁同步電機(jī)100進(jìn)行保護(hù)。

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施方式的永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)方法，用于及時(shí)發(fā)現(xiàn)過(guò)流，并對(duì)過(guò)流進(jìn)行控制，以避免永磁同步電機(jī)或永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)因過(guò)流而產(chǎn)生毀壞。所述永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)方法包括以下步驟：

S10：對(duì)直流側(cè)電流進(jìn)行采樣。

本發(fā)明實(shí)施方式中，獲取模塊301采用單電阻取樣方式獲得直流側(cè)電流?？梢岳斫獾氖?，獲取模塊301還可以采用電流傳感器等其他方式對(duì)直流側(cè)電流進(jìn)行采樣。

S11：將采樣電流與閾值電流進(jìn)行比較。

當(dāng)所述采樣電流大于所述閾值電流時(shí)，即判斷為過(guò)流；當(dāng)所述采樣電流小于或者等于所述閾值電流時(shí)，即判斷為未過(guò)流。

所述閾值電流的大小可以根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)置，本發(fā)明實(shí)施方式中，所述閾值電流的大小為永磁同步電機(jī)100滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的直流側(cè)電流大小的1.2倍。

S12：根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)。

當(dāng)判斷模塊303發(fā)出的比較結(jié)果為未過(guò)流時(shí)，控制模塊305輸出永磁同步電機(jī)100正常運(yùn)行的控制信號(hào)；當(dāng)判斷模塊303發(fā)出的比較結(jié)果為過(guò)流時(shí)，控制模塊305輸出執(zhí)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的控制信號(hào)。

可以理解的是，所述執(zhí)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的控制信號(hào)可以為切斷電流控制信號(hào)或者是減小PWM占空比控制信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施方式中，所述執(zhí)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的控制信號(hào)優(yōu)選為切斷電流控制信號(hào)，從而當(dāng)判斷模塊303發(fā)出的比較結(jié)果為過(guò)流時(shí)，控制模塊305輸出執(zhí)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的控制信號(hào)，使永磁同步電機(jī)100因切斷電流而停機(jī)，保障了過(guò)流產(chǎn)生時(shí)永磁同步電機(jī)100的安全。

本發(fā)明實(shí)施方式的永磁同步電機(jī)100的過(guò)流保護(hù)方法，通過(guò)對(duì)直流側(cè)電流進(jìn)行采樣和比較，并根據(jù)比較結(jié)果發(fā)出控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了快速地發(fā)現(xiàn)永磁同步電機(jī)100的過(guò)流現(xiàn)象，并及時(shí)地對(duì)過(guò)流現(xiàn)象做出控制處理，從而保障了過(guò)流產(chǎn)生時(shí)永磁同步電機(jī)100或其控制系統(tǒng)的安全。

請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明還提供了永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)方法的一個(gè)具體實(shí)施例，包括以下步驟：

S20：對(duì)直流側(cè)電流進(jìn)行采樣。

與上述永磁同步電機(jī)過(guò)流保護(hù)方法相同，本發(fā)明實(shí)施方式中，通過(guò)獲取模塊301采用單電阻取樣方式獲得直流側(cè)電流。可以理解的是，獲取模塊301還可以采用電流傳感器等其他方式對(duì)直流側(cè)電流進(jìn)行采樣。

S21：對(duì)采樣電流進(jìn)行濾波處理。

本發(fā)明具體實(shí)施方式中，通過(guò)獲取模塊301對(duì)所述采樣電流進(jìn)行濾波處理，得到一個(gè)平滑可信的處理電流波形，以使后續(xù)步驟中的比較結(jié)果更加可信，避免了因外部干擾引起的電流波形波動(dòng)引發(fā)本發(fā)明的過(guò)流保護(hù)。

可以理解的是，所述濾波處理可以是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員常用的濾波處理方法，例如限幅濾波法或者中位值濾波法等，僅需根據(jù)需求進(jìn)行選擇即可。

S22：判斷采樣電流是否小于或者等于閾值電流；若是，比較結(jié)果為未過(guò)流，進(jìn)行步驟S23；若否，繼續(xù)進(jìn)行步驟S24。

S23：發(fā)出正常運(yùn)行的控制信號(hào)。

本發(fā)明實(shí)施方式中，當(dāng)判斷采樣電流小于或者等于閾值電流時(shí)，也即，當(dāng)判斷模塊303發(fā)出的比較結(jié)果為未過(guò)流時(shí)，控制模塊305輸出正常運(yùn)行的控制信號(hào)，控制器105將控制模塊305輸出的正常運(yùn)行的控制信號(hào)輸出至逆變器103，逆變器103不改變輸出電流，從而使永磁同步電機(jī)正常運(yùn)行。

S24：判斷采樣電流大于閾值電流的持續(xù)時(shí)間是否小于預(yù)設(shè)時(shí)間；若是，比較結(jié)果為未過(guò)流，進(jìn)行步驟S23；若否，比較結(jié)果為過(guò)流，進(jìn)行步驟S25。

當(dāng)S22中判斷采樣電流大于閾值電流時(shí)，進(jìn)一步地，繼續(xù)判斷所述采樣電流大于所述閾值電流的持續(xù)時(shí)間是否小于預(yù)設(shè)時(shí)間。當(dāng)所述采樣電流大于所述閾值電流的持續(xù)時(shí)間小于預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，所述判斷模塊303輸出的比較結(jié)果為未過(guò)流；當(dāng)所述采樣電流大于所述閾值電流的持續(xù)時(shí)間大于或者等于預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，所述判斷模塊203輸出的比較結(jié)果為過(guò)流。

本發(fā)明實(shí)施方式中，所述預(yù)設(shè)時(shí)間設(shè)置為1s，從而可以使永磁同步電機(jī)100的響應(yīng)速度適用于由永磁同步電機(jī)100提供動(dòng)力的無(wú)人飛行器的需求?？梢岳斫獾氖牵鲱A(yù)設(shè)時(shí)間也可以根據(jù)具體需求設(shè)置不同的值。

S25：發(fā)出執(zhí)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的控制信號(hào)。

當(dāng)S24中判斷模塊303輸出的結(jié)果為過(guò)流時(shí)，控制模塊305輸出執(zhí)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的控制信號(hào)至控制器105，控制器105根據(jù)所述執(zhí)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的控制信號(hào)對(duì)逆變器103的輸出電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保護(hù)永磁同步電機(jī)或其控制系統(tǒng)的安全。

可以理解的是，所述執(zhí)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的控制信號(hào)可以為切斷電流控制信號(hào)或者是減小PWM占空比控制信號(hào)。本發(fā)明實(shí)施方式中，所述執(zhí)行過(guò)流保護(hù)動(dòng)作的控制信號(hào)優(yōu)選為切斷電流控制信號(hào)，從而當(dāng)判斷模塊303發(fā)出的比較結(jié)果為過(guò)流時(shí)，控制模塊305輸出切斷電流控制信號(hào)，使永磁同步電機(jī)100因切斷電流而停機(jī)，保障了過(guò)流產(chǎn)生時(shí)永磁同步電機(jī)100的安全。

請(qǐng)參閱圖5，為采用本發(fā)明實(shí)施方式的過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)和過(guò)流保護(hù)方法的永磁同步電機(jī)100的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從圖中可以看出，當(dāng)直流側(cè)電流產(chǎn)生過(guò)流時(shí)，圖中的相電流波形在a處的大小為0，也就是說(shuō)，當(dāng)直流側(cè)電流產(chǎn)生過(guò)流時(shí)，永磁同步電機(jī)100因切斷電流而停機(jī)，從而有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)永磁同步電機(jī)100和其控制系統(tǒng)的保護(hù)。

本發(fā)明實(shí)施方式還提供一種無(wú)人飛行器，所述無(wú)人飛行器包括機(jī)身、安裝于所述機(jī)身上的永磁同步電機(jī)100，永磁同步電機(jī)100用于給所述無(wú)人飛行器提供動(dòng)力。永磁同步電機(jī)100包括本發(fā)明實(shí)施方式的過(guò)流保護(hù)系統(tǒng)，并采用本發(fā)明實(shí)施方式的過(guò)流保護(hù)方法進(jìn)行過(guò)流保護(hù)，從而保證了永磁同步電機(jī)100和其控制系統(tǒng)的安全，進(jìn)一步保證了所述無(wú)人飛行器飛行時(shí)的安全。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。