[发明专利]一种执行器力矩过载保护电路及其保护方法

说明书

本发明公开了一种执行器力矩过载保护电路及其保护方法，电路包括供电模块、电流放大单元、力矩过载基准单元、比较单元、光耦隔离单元、单片机；方法包括获取执行器的消耗电流，对电流进行转换成电压并放大；设置力矩过载基准电压，将力矩过载基准电压与放大后的电压进行比较；通过力矩过载基准电压与放大后的电压比较的结果对执行器进行控制。本发明通过电流放大单元对执行器输出时消耗的电路转换电压信号并放大，通过比较单元比较电压信号与力矩过载基准电压信后输出电平到单片机，利用单片机控制执行器停止工作，可有效防止执行器齿轮损坏及电机损坏，便于及时得到维护。

技术领域

本发明涉及一种执行器力矩过载保护电路及其保护方法，适用于执行器过载保护领域。

背景技术

执行器，是一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工作，执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。

电动执行器在实际使用时，如遇到堵转或扭矩过载情况，需要进行力矩过载检测保护。现有的电动执行器会增加力矩检测传感器实现力矩过载检测保护，但这样不仅导致电动执行器的结构复杂、而且制作成本高；另外有的执行器结构有限无法增加，通过采用执行器控制模块的软件时间法，检测执行器堵转，此方法无法判断出力矩，在力矩过大时还没来得及保护时很容易造成齿轮的损坏，使的现场维护带来困难，增加企业的维护成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种执行器力矩过载保护电路及其保护方法，能有效防止力矩过载造成执行器的损伤现象。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种执行器力矩过载保护电路，包括：

供电模块，用于对电流放大单元提供电源；

转换放大单元，用于对执行器消耗电流转换成电压后放大并输出；

力矩过载基准单元，用于获取力矩过载基准电压并输出；

比较单元，用于对放大后的电压和力矩过载基准电压进行比较后输出电平信号；

光耦隔离单元，用于接收电平信号并上传至单片机；

单片机，用于接收光耦隔离单元上传的电平信号并进行控制执行器。

进一步地，所述转换放大单元包括用于对执行器消耗电流转换成电压的转换模块，以及对电压进行放大的放大模块。

进一步地，所述转换模块包括电阻R2、R7、R5、电容C1、C2，所述电阻R2与电阻R7连接后与执行器连接，R2、R7的另一端通过电容C1连接，电容C2与C1串联后通过电阻R5接入放大模块的输入端。

进一步地，所述放大模块包括运算放大器、电阻R8、R11、电容C5，所述运算放大器的反相输入端通过电阻R8与运算放大器的输出端连接，电容C5与电阻R8串联后接电阻R11。

进一步地，所述比较单元具体为比较器，所述比较器的同相输入端与力矩过载基准单元的输出端连接，比较器的反相输入端与转换放大单元的输出端连接。

进一步地，所述光耦隔离单元包括光电耦合器U3、电阻R4、R24，所述光电耦合器的输入端与比较单元连接，光电耦合器的输出端通过R4、R24与单片机连接。

一种执行器力矩过载保护的方法，包括如下步骤：

获取执行器的消耗电流，对电流进行转换成电压并放大；

设置力矩过载基准电压，将力矩过载基准电压与放大后的电压进行比较；

通过力矩过载基准电压与放大后的电压比较结果对执行器进行控制。