[发明专利]电机堵转保护装置及电机堵转保护方法

说明书

本发明提供了一种电机堵转保护装置及电机堵转保护方法，电机堵转保护装置包括电机、电机电压检测单元、供电单元、控制单元以及驱动单元，其中，控制单元包括PID稳压控制模块、占空比输出模块、比较模块及控制模块，PID稳压控制模块与电机电压检测单元和控制模块连接，用于在电机启动后对电机两端的电压进行PID调节，使电机以恒定的目标电压运行；占空比输出模块与控制模块和比较模块连接，用于在电机启动后输出实时占空比，比较模块用于将实时占空比与预先设定的最大限制占空比进行比较，并将比较结果传送给控制模块，当实时占空比大于最大限制占空比时，控制模块输出控制信号给驱动单元，以驱动电机关断，实现了有效的堵转保护。

技术领域

本发明涉及一种电机堵转保护装置及电机堵转保护方法，属于自动控制技术领域。

背景技术

现有的洗地机所采用的堵转保护方法通常是采用电流传感器检测滚刷电机的电流，当电流大于阈值时判定洗地机堵转，继而控制滚刷电机停机。但是，这样的堵转保护方法引入电流传感器后，不仅增加了成本，而且对电流的采样精度要求较高，需要高性能的处理器来进行处理，使得实现方式相当复杂。

此外，现有的堵转保护方法在洗地机触发堵转时才执行保护，由于洗地机的滚刷由带轮驱动，频繁地堵转会增大皮带的张力，且容易产生打齿现象，使带轮上的轮齿被磨损，继而导致滚刷电机因皮带损坏而无法正常使用。

有鉴于此，确有必要对现有的电机堵转保护方法提出改进，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机堵转保护装置，以解决现有洗地机的堵转保护成本高、实现复杂的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电机堵转保护装置，包括：电机；电机电压检测单元，与所述电机连接，用于实时检测所述电机两端的电压；供电单元，与所述电机连接，用于为所述电机提供电能；控制单元，与所述供电单元和所述电机电压检测单元连接，用于接收所述电机电压检测单元检测到的电压值并根据该电压值输出控制信号；以及驱动单元，与所述供电单元、所述电机以及所述控制单元相连，用以根据所述控制单元输出的控制信号驱动所述电机运行或关断；其中，所述控制单元包括PID稳压控制模块、占空比输出模块、比较模块及控制模块，所述PID稳压控制模块与所述电机电压检测单元和所述控制模块连接，用于在电机启动后对所述电机两端的电压进行PID调节，使所述电机以恒定的目标电压运行；所述占空比输出模块与所述控制模块和所述比较模块连接，用于在电机启动后输出实时占空比，所述比较模块用于将实时占空比与预先设定的最大限制占空比进行比较，并将比较结果传送给所述控制模块，当实时占空比大于最大限制占空比时，所述控制模块输出控制信号给所述驱动单元，以驱动所述电机关断。

作为本发明的进一步改进，定义所述目标电压为U、所述实时占空比为D1，则D1＝U/Um，其中，Um为所述电机电压检测单元实时检测到的电机两端的电压。

作为本发明的进一步改进，所述占空比输出模块还用于在电机初始启动时输出初始占空比，直至所述电机两端的电压恒定在目标电压，定义所述初始占空比为De，则De＝U/Ue，其中，U为目标电压、Ue为供电单元的总线电压。

作为本发明的进一步改进，所述电机堵转保护装置还包括电源电压检测单元，所述电源电压检测单元分别与所述供电单元和所述控制模块相连，用于实时检测所述供电单元两端的电压；所述占空比输出模块还用于在电机初始启动时输出初始占空比，直至所述电机两端的电压恒定在目标电压，定义所述初始占空比为D0，则D0＝U/U0，其中，U为目标电压、U0为所述电源电压检测单元实时检测到的供电单元两端的电压。

作为本发明的进一步改进，所述供电单元为电池包，U0为所述电池包的实时输出电压。

作为本发明的进一步改进，所述最大限制占空比为一固定值。

作为本发明的进一步改进，所述最大限制占空比＝k*实时占空比，其中，k为临界系数，取值范围为1.0～1.5。