電動機保護裝置、方法及使用該裝置的電動機控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】電動機保護裝置、方法及使用該裝置的電動機控制系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013 年 10 月 10 日遞交的名為 “Motor Protect1n Device, MotorProtect1n Method, and Motor Control System using the Same” 的韓國專利申請N0.10-2013-0120763的權(quán)益，其整體內(nèi)容通過引用合并至本專利申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種電動機保護裝置、電動機保護方法及使用該裝置的電動機控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004]通常，電動機控制系統(tǒng)控制電動機以使得其接收家用交流電，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，以及將直流電轉(zhuǎn)換為具有預(yù)定的電壓值的交流電，以用于驅(qū)動電動機。
[0005]這種電動機控制系統(tǒng)包括用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的變換器、用于以交流形式切換直流電壓的逆變器、以及電動機。
[0006]在電動機控制系統(tǒng)中，直流輸入端的過電流由檢測電路通過檢測電阻來檢測，并被傳輸給控制單元。施加給電動機的交流電的過電流以模擬信號形式被電流傳感器檢測，并通過AD轉(zhuǎn)換器被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后作為數(shù)據(jù)值由控制單元讀取，并以軟件方式進行處理。
[0007]所述逆變器包括多個功率半導(dǎo)體裝置，且來自由控制單元所控制的柵極驅(qū)動/切斷電路的柵極驅(qū)動信號被施加至功率半導(dǎo)體裝置的柵極。
[0008]引入至電動機的過電流是損壞電動機控制系統(tǒng)的原因之一。
[0009]如上所述，現(xiàn)有電動機保護裝置使用電流傳感器感測引入電動機的電流，并在感測的過電流值超過給定過電流值時，停止電動機或者中斷電力。
[0010]在存在異常電流峰值時使用電流傳感器來停止輸出，是防止電動機控制系統(tǒng)被損壞的最為有效的方法。
[0011]但是，因為電流傳感器價格昂貴，使電動機控制系統(tǒng)的價格增加，因而在實踐中無法廣泛使用。
[0012]因此，采用熔斷器來代替使用電流傳感器來中斷電流。但是，熔斷器的反應(yīng)較慢，使得在熔斷器作用之前，電動機控制系統(tǒng)可能會被過電流損壞。
[0013][現(xiàn)有技術(shù)文件]
[0014][專利文件]
[0015](專利文件I)韓國專利公開出版號N0.2008-0104869

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明致力于提供一種電動機保護裝置和方法，以感測電動機轉(zhuǎn)速變化并判定存在異常，從而在電動機轉(zhuǎn)速快速變化時，停止電動機運行。
[0017]另一方面，本發(fā)明還致力于提供一種使用所述電動機保護裝置的電動機控制系統(tǒng)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第一個優(yōu)選實施方式，提供了一種電動機保護裝置，包括:轉(zhuǎn)速變化感測單元，其用于感測并輸出安裝在電動機中的旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號的脈寬；異常判定單元，其用于在來自所述轉(zhuǎn)速變化感測單元輸出脈沖信號的脈寬增加超出預(yù)定值時，輸出異常-發(fā)生信號；以及，停止單元，其用于在所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號時，停止電動機控制系統(tǒng)的運行。
[0019]所述轉(zhuǎn)速變化感測單元可以包括:邊沿檢測器，其用于在從旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號的上升沿和下降沿被生成時，輸出生成信號；定時器，其用于輸出具有預(yù)定脈寬的時鐘信號；以及，脈寬傳感器，其用于通過基于所述定時器輸出的時鐘信號測量從所述邊沿檢測器輸出的上升沿和下降沿之間的時間差異，來計算并輸出脈寬。
[0020]所述邊沿檢測器可以包括:上升沿檢測器，其用于通過檢測從所述旋轉(zhuǎn)傳感器輸入的脈沖信號的上升沿，在上升沿生成時，輸出生成信號；以及，下降沿檢測器，其用于通過檢測從所述旋轉(zhuǎn)傳感器輸入的脈沖信號的下降沿，在下降沿生成時，輸出生成信號。
[0021]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測單元輸出的電流脈沖信號的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號的脈寬一預(yù)定值或更多，則所述異常判定單元可以輸出異常-發(fā)生信號。
[0022]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測單元輸出的脈沖信號的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號的脈寬一預(yù)定值或更多，且脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號的平均脈寬一預(yù)定值或更多的脈沖信號的數(shù)量等于或大于預(yù)定數(shù)量，則所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號。
[0023]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測單元輸出的電流脈沖信號的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號的脈寬一預(yù)定值或更多，則所述異常判定單元可以輸出異常-發(fā)生信號。
[0024]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測單元輸出的電流脈沖信號的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號的脈寬一預(yù)定值或更多，且脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號的脈寬一預(yù)定值或更多的脈沖信號的數(shù)量等于或大于預(yù)定數(shù)量，則所述異常判定單元可以輸出異常-發(fā)生信號。
[0025]若所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號，則所述停止單元可以停止電動機控制系統(tǒng)的逆變器的運行。
[0026]當所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號時，所述停止單元可以通過向功率半導(dǎo)體裝置提供關(guān)斷信號來停止電動機控制系統(tǒng)的逆變器的運行。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實施方式，提供了一種電動機控制系統(tǒng)，包括:變換器，其用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并輸出直流電；逆變器，其用于通過以交流電形式切換從所述變換器輸出的直流電來驅(qū)動電動機；旋轉(zhuǎn)傳感器，其安裝在電動機內(nèi)，用于生成和輸出對應(yīng)于電動機轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的脈沖信號；以及，電動機保護裝置，其用于感測從所述旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號的脈寬，并在脈寬增加超出預(yù)定值時，停止所述逆變器的運行。
[0028]所述電動機保護裝置可以包括:轉(zhuǎn)速變化感測單元，其用于感測并輸出從安裝在電動機中的旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號的脈寬；異常判定單元，其用于在從所述轉(zhuǎn)速變化感測單元輸出的脈寬增加超出預(yù)定值時，輸出異常-發(fā)生信號；以及，停止單元，其用于在從所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號時，停止電動機控制系統(tǒng)的運行。
[0029]所述轉(zhuǎn)速變化感測單元可以包括:邊沿檢測器，其用于在從旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號的上升沿和下降沿生成時，輸出生成信號；定時器，其用于輸出具有預(yù)定脈寬的時鐘信號；以及，脈寬傳感器，其用于通過基于所述定時器測量從所述邊沿檢測器輸出的時鐘信號輸出上升沿和下降沿之間的時間差異，來計算并輸出脈寬。
[0030]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測單元輸出的電流脈沖信號的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號的脈寬一預(yù)定值或更多，則所述異常判定單元可以輸出異常-發(fā)生信號。
[0031]若從所述轉(zhuǎn)速變化感測單元輸出的電流脈沖信號的脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號的脈寬一預(yù)定值或更多，且脈寬增加超出前面緊鄰的脈沖信號的脈寬一預(yù)定值或更高的脈沖信號的數(shù)量等于或大于預(yù)定數(shù)量，則所述異常判定單元可以輸出異常-發(fā)生信號。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實施方式，提供了一種電動機保護方法，包括:(a)通過轉(zhuǎn)速變化感測單元感測并輸出從安裝在電動機中的旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號的脈寬；(b)如果從所述轉(zhuǎn)速變化感測單元輸出的脈沖信號的脈寬增加超出預(yù)定值，則通過異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號；以及(C)如果從所述異常判定單元輸出異常-發(fā)生信號，則通過停止單元停止電動機控制系統(tǒng)的運行。
[0033]所述(a)感測并輸出可以包括:(a-Ι)在從旋轉(zhuǎn)傳感器輸出的脈沖信號的上升沿和下降沿生成時，通過轉(zhuǎn)速變化感測單元的邊沿檢測器輸出生成信號；以及(a_2)由轉(zhuǎn)速變化感測單元的脈寬檢測器通過基于所述定時器輸出的時鐘信號測量從所述邊沿檢測器輸出的上升沿