本發(fā)明涉及絕緣檢測，尤其涉及一種叉車電機(jī)控制器絕緣電阻檢測方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電動(dòng)叉車在市場上的迅速普及，用戶對(duì)供電電壓等級(jí)的要求越來越高。當(dāng)控制器絕緣阻值較低時(shí)，漏電流增大，控制器啟動(dòng)易發(fā)生安全事故，造成控制器損壞，甚至發(fā)生安全事故。這就有必要提供絕緣檢測機(jī)制，確?？刂破靼踩\(yùn)行。國際標(biāo)準(zhǔn)要求控制器漏電流必須限制在10ma，以避免因接觸系統(tǒng)而造成人身傷害。因此需要實(shí)時(shí)檢測絕緣電阻的變化，當(dāng)絕緣電阻不足，漏電流過大時(shí)，啟動(dòng)停機(jī)保護(hù)，確保控制器系統(tǒng)安全，避免因漏電造成安全事故。

2、傳統(tǒng)的絕緣電阻檢測方法雖然在一定程度上能夠監(jiān)控絕緣狀態(tài)，但存在一些明顯的局限性。首先，傳統(tǒng)檢測通常采用定期或手動(dòng)方式進(jìn)行，這種方式無法實(shí)時(shí)反映絕緣電阻的動(dòng)態(tài)變化，可能導(dǎo)致在絕緣性能下降時(shí)未能及時(shí)采取措施，從而增加了安全風(fēng)險(xiǎn)。

3、其次，傳統(tǒng)的絕緣電阻檢測方法往往依賴于外部設(shè)備或人工干預(yù)，這不僅增加了操作的復(fù)雜性，還可能導(dǎo)致檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性受操作人員技能水平的影響。此外，傳統(tǒng)方法在檢測過程中可能會(huì)產(chǎn)生較大的測量誤差，尤其是在高電壓環(huán)境下，誤差可能進(jìn)一步放大，影響檢測的可靠性。

4、再者，傳統(tǒng)的絕緣電阻檢測往往只能在控制器停機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，這在實(shí)際應(yīng)用中限制了其即時(shí)性和實(shí)用性。在電動(dòng)叉車運(yùn)行過程中，如果絕緣電阻突然下降，傳統(tǒng)檢測方法無法立即響應(yīng)，可能導(dǎo)致漏電流迅速增大，引發(fā)安全事故。

5、cn118150946a公開了一種高壓直流供電系統(tǒng)的絕緣檢測方法，包括在所述高壓母線與所述殼體地之間并聯(lián)恒流電路模塊和限流電阻r0，其中，所述高壓母線的正極分別連接有正極絕緣電阻rp和正極分布電容cp，所述高壓母線的負(fù)極分別連接有負(fù)極絕緣電阻rn和負(fù)極分布電容cn；所述恒流電路模塊達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，獲取所述高壓母線的正極與所述殼體地之間的電壓、所述殼體地與所述高壓母線的負(fù)極之間的電壓以及所述限流電阻r0兩端的電壓；計(jì)算得到所述正極絕緣電阻rp與所述負(fù)極絕緣電阻rn的值。

6、該專利提出的技術(shù)方案通過在高壓母線與殼體地之間并聯(lián)恒流電路模塊和限流電阻，通過恒流電路為待測高壓母線中的分布電容充放電，從而實(shí)現(xiàn)絕緣電阻的檢測。這種方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)快速檢測，但需要引入復(fù)雜的恒流電路模塊，包括高壓繼電器電路、多級(jí)恒流電路和電壓控制電路，這增加了電路的復(fù)雜性和成本。同時(shí)，該方案在檢測過程中需要進(jìn)行多次狀態(tài)切換和穩(wěn)態(tài)等待，這也會(huì)影響到檢測的效率和實(shí)時(shí)性。

7、cn117723829a公開了一種新能源汽車高壓母線正負(fù)極絕緣檢測電路及方法，涉及絕緣檢測技術(shù)領(lǐng)域，包括限流電阻r1和r4、繼電器sw3以及運(yùn)算放大器v1、v2和v3，所述限流電阻r1一端與檢測電阻r2連接，另一端與主接觸器main-sw1連接，所述檢測電阻r2的另一端與檢測電阻r3連接，檢測電阻r3另一端與限流電阻r4連接，所述限流電阻r4的另一端與高壓母線hv-bat負(fù)極相連接。

8、該專利技術(shù)方案中提到的檢測電路可以實(shí)現(xiàn)車輛正常上高壓前、工作中及下點(diǎn)后高壓部件絕緣故障檢測。然而該檢測電路缺少了對(duì)其本身的自檢。該專利的方案通過設(shè)置限流電阻、繼電器和運(yùn)算放大器的方式來檢測絕緣電阻，雖然簡化了電路設(shè)計(jì)，但是減少組件數(shù)量或簡化組件功能的設(shè)計(jì)方式也導(dǎo)致了檢測電路自檢功能的缺失。此外，該檢測電路也僅依賴于特定的電阻和繼電器組合來檢測絕緣電阻，這種單一路徑的設(shè)計(jì)缺乏冗余，在不改變現(xiàn)有電路設(shè)計(jì)的前提下難以通過后續(xù)增加新組件的方式添加自檢的功能。

9、此外，一方面由于對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解存在差異；另一方面由于申請(qǐng)人做出本發(fā)明時(shí)研究了大量文獻(xiàn)和專利，但篇幅所限并未詳細(xì)羅列所有的細(xì)節(jié)與內(nèi)容，然而這絕非本發(fā)明不具備這些現(xiàn)有技術(shù)的特征，相反本發(fā)明已經(jīng)具備現(xiàn)有技術(shù)的所有特征，而且申請(qǐng)人保留在背景技術(shù)中增加相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)之權(quán)利。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，本發(fā)明提供了一種叉車電機(jī)控制器絕緣電阻檢測方法，以解決上述至少部分技術(shù)問題。

2、本發(fā)明涉及一種叉車電機(jī)控制器絕緣電阻檢測方法，控制器的控制器電路包括絕緣電阻，檢測方法包括以下步驟：s1、將配置有以串聯(lián)形式相連的電壓采樣芯片u1、運(yùn)算放大器u2和微控制單元mcu的采樣電路與控制器電路并聯(lián)；s2、將采樣電路配置的雙向繼電器切換為連通校驗(yàn)電阻的第一連通狀態(tài)；s3、獲取電壓采樣芯片u1一側(cè)引腳的采樣電壓ua，將采樣電壓ua轉(zhuǎn)換為電壓采樣芯片u1另一側(cè)引腳的采樣電壓ub，將采樣電壓ub經(jīng)運(yùn)算放大器u2轉(zhuǎn)化為采樣電壓umcu后送到微控制單元mcu，并計(jì)算相應(yīng)電阻的阻值；s4、確定與校驗(yàn)電阻相關(guān)的電壓，據(jù)此計(jì)算得到校驗(yàn)電阻的計(jì)算阻值，并將校驗(yàn)電阻的計(jì)算阻值和校驗(yàn)電阻的實(shí)際阻值進(jìn)行比較；s5、將雙向繼電器切換為連通絕緣電阻的第二連通狀態(tài)；s6、重復(fù)s3以確定與絕緣電阻相關(guān)的電壓，從而由微控制單元mcu計(jì)算得到絕緣電阻的阻值。

3、通過將采樣電路與控制器電路并聯(lián)，該方案能夠?qū)崟r(shí)獲取控制器電路的絕緣電阻狀態(tài)。在步驟s1中，采樣電路的配置允許其在不干擾控制器電路正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免了停機(jī)檢測降低叉車的工作效率。步驟s2和s4中，通過切換雙向繼電器并比較校驗(yàn)電阻的計(jì)算阻值和實(shí)際阻值，實(shí)現(xiàn)了對(duì)采樣電路自身的自檢測功能，確保了測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。通過雙向繼電器的切換(步驟s2和s5)，采樣電路能夠靈活地在不同的測量模式之間切換，既可以進(jìn)行校驗(yàn)電阻的測量，也可以測量實(shí)際的絕緣電阻。這種設(shè)計(jì)使得檢測方法能夠避免采樣電路異常而影響絕緣電阻采樣實(shí)施。此外，該方案通過實(shí)時(shí)監(jiān)控絕緣電阻并及時(shí)比較計(jì)算值與實(shí)際值(步驟s4)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣性能的下降。一旦發(fā)現(xiàn)絕緣電阻低于安全閾值，采樣電路可以立即采取措施，如切斷電源或發(fā)出警報(bào)，從而顯著提高了叉車電機(jī)控制器的安全性。

4、根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，控制器電路包括控制器正極、控制器負(fù)極和控制器機(jī)殼地，絕緣電阻包括絕緣電阻rx和絕緣電阻ry，其中，控制器正極和控制器機(jī)殼地之間的線路上設(shè)有絕緣電阻rx，控制器負(fù)極和控制器機(jī)殼地之間的線路上設(shè)有絕緣電阻ry。通過在控制器正極和機(jī)殼地之間以及控制器負(fù)極和機(jī)殼地之間設(shè)置絕緣電阻，方案能夠確保在高電壓操作環(huán)境下，控制器與機(jī)殼地之間保持足夠的絕緣水平，從而降低漏電和電擊的風(fēng)險(xiǎn)。

5、根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，雙向繼電器包括雙向繼電器k3和雙向繼電器k4，且任一雙向繼電器包括a端、b端和c端，其中，雙向繼電器k3的a端與控制器正極相連，c端與絕緣電阻rx相連；雙向繼電器k4的a端與控制器機(jī)殼地相連，c端與絕緣電阻ry相連。雙向繼電器k3和k4的設(shè)計(jì)允許電流在兩個(gè)方向上自由流動(dòng)，這為電路提供了更靈活的控制能力。通過切換繼電器的連接狀態(tài)，可以動(dòng)態(tài)調(diào)整電路結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同的測量需求。此外，雙向繼電器的使用簡化了電路設(shè)計(jì)，減少了額外組件的需求。這種設(shè)計(jì)不僅降低了成本，還提高了電路的可靠性和維護(hù)的便捷性。

6、根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，采樣電路的校驗(yàn)電阻包括校驗(yàn)電阻r11和校驗(yàn)電阻r12，其中，校驗(yàn)電阻r11連接在雙向繼電器k3的b端，校驗(yàn)電阻r12連接在雙向繼電器k4的b端。校驗(yàn)電阻r11和r12作為已知值的電阻，用于在采樣電路中提供穩(wěn)定的參考電壓。這有助于確保電壓采樣芯片u1獲取的電壓值準(zhǔn)確無誤，從而提高絕緣電阻測量的準(zhǔn)確性。雙向繼電器k3和k4的a端與b端閉合可將校驗(yàn)電阻連接到電路之中，這樣的配置簡化了電路設(shè)計(jì)，且校驗(yàn)電阻的使用允許采樣電路在不連接實(shí)際被測電阻的情況下進(jìn)行自檢測，從而能夠快速檢查采樣電路的工作狀態(tài)，提高了檢測過程的效率。

7、根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，采樣電路包括單向繼電器k1和單向繼電器k2，其中，單向繼電器k1的一端與控制器正極相連，另一端串聯(lián)電阻r1后與控制器機(jī)殼地相連；單向繼電器k2的一端與控制器機(jī)殼地相連，另一端串聯(lián)電阻r2后與控制器負(fù)極相連。在自檢測模式下，通過閉合k1和斷開k2，或者斷開k1和閉合k2，采樣電路可以利用已知的電阻r1和r2進(jìn)行自檢測。這種自檢測功能確保了采樣電路在進(jìn)行絕緣電阻檢測前自身的正常工作狀態(tài)。在不同的檢測模式中，單向繼電器k1和k2提供了一致的測量基準(zhǔn)，確保了測量結(jié)果的一致性和可比性。

8、根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，采樣電路包括相互串聯(lián)的電阻r3和電阻r4，其中電阻r3與控制器機(jī)殼地相連，電阻r4與控制器負(fù)極相連，電壓采樣芯片u1具有若干引腳，其中，第一引腳連接在電阻r4的一端，第二引腳連接在電阻r4的另一端，且兩引腳之間形成采樣電壓ua；第三引腳連接在運(yùn)算放大器u2的同相輸入端，第四引腳連接在運(yùn)算放大器u2的反相輸入端，且在兩引腳之間形成采樣電壓ub。電阻r3和r4的串聯(lián)配置為電壓采樣芯片u1提供了一個(gè)穩(wěn)定的電壓分壓，確保了采樣電壓ua的準(zhǔn)確性。這種配置允許采樣電路在不同的電阻值和電路條件下進(jìn)行精確的電壓測量。電壓采樣芯片u1的第三引腳連接到運(yùn)算放大器u2的同相輸入端，第四引腳連接到反相輸入端，形成了差分信號(hào)測量路徑。這種差分測量方法提高了測量的準(zhǔn)確性和抗干擾能力，使得采樣電路能夠可靠地計(jì)算出絕緣電阻的值。這種精確測量對(duì)于評(píng)估叉車電機(jī)控制器的絕緣性能至關(guān)重要。

9、根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，采樣電路的運(yùn)算放大器u2附帶有若干電阻，其中，輸入電阻r6設(shè)置于同相輸入端線路，輸入電阻r7設(shè)置于反相輸入端線路，平衡電阻r8設(shè)置于運(yùn)算放大器u2接地線路，反饋電阻r9設(shè)置于運(yùn)算放大器u2輸出端與反相輸入端之間的線路。輸入電阻r6和r7分別設(shè)置在運(yùn)算放大器u2的同相輸入端和反相輸入端，有助于確保輸入信號(hào)的穩(wěn)定性和精度。這種配置減少了輸入端的噪聲和干擾，提高了信號(hào)的準(zhǔn)確性。通過在同相輸入端和反相輸入端設(shè)置輸入電阻，運(yùn)算放大器u2能夠?qū)崿F(xiàn)差分放大，這有助于提高電路對(duì)微小變化的響應(yīng)能力，從而更精確地測量絕緣電阻。平衡電阻r8設(shè)置在運(yùn)算放大器u2的接地線路，有助于平衡電路的直流偏置，減少由于偏置電壓引起的誤差。這種配置確保了電路在不同工作條件下的穩(wěn)定性。此外，反饋電阻r9跨接在運(yùn)算放大器u2的輸出端與反相輸入端之間，形成了負(fù)反饋回路。負(fù)反饋機(jī)制可以控制電路的增益，同時(shí)抑制電路中的非線性失真和噪聲，提高輸出信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

10、根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在雙向繼電器k3和雙向繼電器k4的a端與b端閉合連接以切換為第一連通狀態(tài)的情況下，采樣電路進(jìn)行自檢測；在雙向繼電器k3和雙向繼電器k4的a端與c端閉合連接以切換為第二連通狀態(tài)的情況下，采樣電路進(jìn)行絕緣電阻檢測。在第一連通狀態(tài)下，雙向繼電器k3和k4的a端與b端閉合，采樣電路通過連接校驗(yàn)電阻r11和r12進(jìn)行自檢測。這種自檢測功能確保了采樣電路在進(jìn)行絕緣電阻檢測前自身的正常工作狀態(tài)，提高了檢測結(jié)果的可靠性。在第二連通狀態(tài)下，雙向繼電器k3和k4的a端與c端閉合，采樣電路連接到實(shí)際的絕緣電阻rx和ry進(jìn)行測量。這種狀態(tài)切換允許系統(tǒng)在不同的測量模式之間靈活切換，確保了絕緣電阻的準(zhǔn)確測量。綜上，通過自檢測和絕緣電阻檢測，系統(tǒng)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣性能的變化，從而采取相應(yīng)的保護(hù)措施，如切斷電源或發(fā)出警報(bào)，防止?jié)撛诘陌踩鹿省?/p>

11、根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在采樣電路進(jìn)行自檢測時(shí)，單向繼電器k1閉合，單向繼電器k2斷開，電壓采樣芯片u1獲取電阻r4兩端電壓ua1值，通過以下方式得到校驗(yàn)電阻r11和校驗(yàn)電阻r12的阻值：

12、

13、電壓采樣芯片u1獲取電壓ua1或電壓ua2的值后經(jīng)轉(zhuǎn)換能輸出電壓ub，兩者之間的關(guān)系如下：

14、ua＝k×ub

15、ub經(jīng)過運(yùn)算放大器u2以及輸入電阻r6、輸入電阻r7、平衡電阻r8和反饋電阻r9轉(zhuǎn)換輸出采樣電壓umcu后送到微控制單元mcu，依據(jù)運(yùn)放原理得到ub計(jì)算方式如下：

16、

17、微控制單元mcu根據(jù)以上公式計(jì)算得到校驗(yàn)電阻r11和校驗(yàn)電阻r12的計(jì)算值，并通過與實(shí)際值比較以檢測采樣電路(200)是否正常。

18、根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在采樣電路進(jìn)行絕緣電阻檢測時(shí)，單向繼電器k1閉合，單向繼電器k2斷開，電壓采樣芯片u1獲取電阻r4兩端電壓ua3值，通過以下方式得到絕緣電阻rx和絕緣電阻ry的阻值：

19、

20、結(jié)合以上公式，微控制單元mcu能夠計(jì)算出絕緣電阻rx和絕緣電阻ry的電阻值。