[发明专利]一种无刷电机的控制与驱动智能保护方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于电机控制驱动领域，特别涉及真实紧急状态与外界干扰假象共存时，保护设定方法及装置，具体而言在于检测电机电器参数及负载特性相关的直接及间接数据并设定与之相关的保护逻辑，既保证快速响应紧急状态又避免不必要的误触发。

背景技术

现阶段对电机系统的保护主要局限在通过外接电流感应电阻来实现过流保护以及内置/外接温度感应单元来实现过温保护两个方面。传统的电机控制驱动保护如图1所示。通过外置的电流感应电阻(shunt resistor)可以独立检测每一相相电流或者总的相电流，并将检测反馈的电压值(IDC)送到控制器。通过驱动模块内置的温度检测单元检测驱动系统的温度，并将检测电压值(VTS)送到控制器。控制器对电流及温度反馈值做模拟判断，进而决定系统的保护状态。

但上述的保护机制存在不少缺点。首先，传统机制只采用模拟方式，响应速度快，但对噪声以及系统失调的免疫力弱。电机系统在运行状态下，外界开关噪声或者恢复电流极易引起过流和过温的错误保护动作。虽然通过对IDC和VTS加滤波器来抑制噪声，但是时间常数的选择往往会导致系统对紧急状态的快速响应和避免正常工作状态下误触发之间存在取舍。其次，传统的保护机制只能对于某些特定的紧急状态才能快速响应。比如，过流保护逻辑受限于只能对电流流过电阻的紧急状态保护，而诸如相节点U和地或者IDC短路等情况就无法提供快速的响应。

因此，本发明提出了一种智能的控制和驱动保护方法及装置。不仅仅可以解决上述传统保护机制的缺点，同时又不限于只对电机系统提供过流和过温保护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于检测电机的电器参数及负载特性相关的直接及间接数据，并设置电机控制与驱动的智能保护电路逻辑，既保证快速响应紧急状态又避免不必要的误触发。

本发明提供一种无刷电机的控制与驱动实时保护通讯装置，包括：

电机控制与驱动电路，用于产生并向电机施加激励信号；

电机检测及保护电路，用于检测并表征电机电器参数及负载特性相关的直接

及间接数据，并设置电机控制与驱动的智能保护电路逻辑；

电机控制与驱动之间的通讯联连，用于实时地传输可靠性及安全保护信息，

以使电机的保护响应及时，运转安全可靠。

进一步地，电机控制与驱动电路集成在同一个硅片上。

进一步地，电机控制与驱动电路分别在不同的两个硅片上，但是集成在同一个芯片封装模块当中。

进一步地，电机控制与驱动电路分别在不同的两个芯片上，但是集成在同一个电机应用系统中。

进一步地，所述的通讯联连完全是硅片内部电路连线路，用于实时地传输可靠性及安全保护信息，以使电机的运转安全可靠。

进一步地，所述的通讯联连可以是两个硅片管脚之间的封装内部线路，用于实时地传输可靠性及安全保护信息，以使电机的运转安全可靠。

进一步地，所述的通讯联连是两个芯片管脚之间的PCB走线，用于实时地传输可靠性及安全保护信息，以使电机的运转安全可靠。

本发明还提供一种使用所述装置的电机控制与驱动的保护方法，其特征在于，检测电机的电器参数及负载特性相关的直接及间接数据，并设置电机控制与驱动的智能保护电路逻辑。

进一步地，所述保护电路的快速启动取决于高速模拟比较器，保护逻辑由控制驱动导通区间内单次或多次采样的电器参数表征。

进一步地，所述保护电路的安全启动取决于智能数字信号处理，保护逻辑由电机负载特性及智能相关算法表征。

电机处于紧急状态时，设置高速模拟通道，启动快速保护电路逻辑；电机面对干扰信号时，设置智能数字信号处理通道，启动安全保护电路逻辑。保护电路逻辑的启动时间常数不是固定的，而是根据检测到的电机电器参数及负载特性相关的直接及间接数据而改变，这样电机既保证快速响应紧急状态又避免不必要的误触发。

电机的智能保护逻辑充分利用了电机控制与驱动功能的物理位置获取不同层次的电器参数及负载特性的能力，响应时间常数由高速模拟比较器与智能数字信号处理来直接或间接表征：高速模拟通道，快速响应紧急状态；智能数字信号通道，避免不必要的误触发。电机的智能保护逻辑最终组合选取启动保护的时间常数。