[发明专利]基于FFT技术直流有刷电机的堵转检测方法和控制器

说明书

本发明提供了基于FFT技术直流有刷电机的堵转检测方法，属于电机技术领域。直流有刷电机堵转检测方法包括获取直流有刷电机的实时电流值，对获取的实时电流值进行低通滤波，设置采样点个数n，比较采样点个数n与设定计数个数N的大小关系，对存储的N个电流采样值进行FFT运算，得到以频率为横轴、以幅值为纵轴的电流的频谱图，进而得出电流脉冲频率，根据电流脉冲频率求出电机转速，根据电机转速判断是否堵转，本发明还公开了一种实现上述直流有刷电机堵转检测方法的控制器，本发明的优点在于，能够降低堵转检测的成本，本发明用于检测电机是否堵转。

【技术领域】

本发明涉及基于FFT技术直流有刷电机的堵转检测方法和控制器，属于电机技术领域。

【背景技术】

直流有刷电机由于启动转矩大，正反转容易控制，成本低等优势而广泛应用。如电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置。电动推杆在运动过程和零位判断都需要进行电机堵转检测，以避免长时间堵转造成电流过大、电机过热而损坏电机及相应的机械结构。

常用的电机堵转检测方法为增设传感器，通过检测电机运动过程中的霍尔信息进行堵转判断或者通过限位开关来防止堵转，采用这种方法，可以检测到电机是否堵转，但是，这种方法需要设置霍尔传感器，同时电机上需要安装磁环，使得堵转检测的成本较高。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供基于FFT技术直流有刷电机的堵转检测方法，使得能够降低堵转检测的成本。

为解决上述技术问题，本发明基于FFT技术直流有刷电机的堵转检测方法包括转速大小判断方法，所述转速大小判断方法包括：

步骤一：根据设定频率对直流有刷电机进行采样，获取直流有刷电机的实时电流值；

步骤二：对获取的实时电流值进行低通滤波，得到低通滤波后的电流采样值；

步骤三：设置采样点个数n，n的初始值为零，存储电流采样值并执行n＝n+1；

步骤四：比较采样点个数n与设定计数个数N的大小关系，当采样点个数n小于设定计数个数N时，重复执行步骤一、步骤二、步骤三和步骤四，当采样点个数n等于或大于设定计数个数N时，执行步骤五；

步骤五：对存储的N个电流采样值进行FFT运算，得到以频率为横轴、以幅值为纵轴的电流的频谱图；

步骤六：找出频谱图中最大频率分量，得出与最大频率分量相对应的频率，将得出的与最大频率分量相对应的频率作为电流脉冲频率；

步骤七：根据电流脉冲频率求出电机转速n_电；

步骤八：比较电机转速n_电与设定转速Nstall之间的大小关系，当电机转速n_电大于设定转速阈值Nstall时，电机不堵转，当电机转速n_电小于设定转速阈值Nstall时，生成堵转标志1；

步骤九：当检测到堵转标志1时，控制直流电机停止运动。

作为优选，所述步骤八中，当电机转速n_电小于设定转速阈值Nstall时，记录电机转速n_电小于设定转速阈值Nstall的持续时间t1，当持续时间t1大于或等于设定堵转检测时间T1时，生成堵转标志1。

作为优选，所述步骤七中，当不存在几个电刷同时经过换向片片间绝缘槽的情况时，根据公式f＝(c*k*n*p)/60，求出电机转速n_电，其中，n为电机转速(r/min)，f为电流脉动频率(Hz)，k为换向片数，c为由换向片数的奇偶所定的系数，k为偶数时c＝1，为奇数时c＝2。

作为优选，所述直流有刷电机堵转检测方法包括电流大小判断方法，所述电流大小判断方法包括：