本發(fā)明涉及儀器檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，如果驅(qū)動(dòng)器能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障并做出有效處理，就可以極大的降低電路或電機(jī)因系統(tǒng)已經(jīng)存在的故障導(dǎo)致更嚴(yán)重?fù)p壞的概率。

傳統(tǒng)的無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)方式是在無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行時(shí)進(jìn)行過壓、過流等檢測(cè)。若無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)出現(xiàn)故障，在電機(jī)運(yùn)行中當(dāng)過壓、過流等出現(xiàn)時(shí)才能做出判斷，容易造成系統(tǒng)中其他沒有故障的器件被損壞，不能夠在運(yùn)行前及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，存在故障檢測(cè)及時(shí)性差的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)上述問題，提供一種故障檢測(cè)及時(shí)性高的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢方法和系統(tǒng)。

一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢方法，包括以下步驟：

在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出不同相位角度下的電壓時(shí)，檢測(cè)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流；

根據(jù)所述電壓和所述輸出電流，計(jì)算得到在對(duì)應(yīng)相位角度下的電機(jī)線圈電阻；

在各相位角度下的電機(jī)線圈電阻中存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻時(shí)，則輸出故障提示信息。

一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢系統(tǒng)，包括：

電流檢測(cè)模塊，用于在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出不同相位角度下的電壓時(shí)，檢測(cè)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流；

電阻計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述電壓和所述輸出電流，計(jì)算得到在對(duì)應(yīng)相位角度下的電機(jī)線圈電阻；

信息提示模塊，用于在各相位角度下的電機(jī)線圈電阻中存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻時(shí)，輸出故障提示信息。

上述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢方法和系統(tǒng)，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出不同相位角度下的電壓時(shí)，檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流。根據(jù)電壓和輸出電流，計(jì)算得到在對(duì)應(yīng)相位角度下的電機(jī)線圈電阻。在各相位角度下的電機(jī)線圈電阻中存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻時(shí)，輸出故障提示信息，以告知測(cè)試人員電機(jī)驅(qū)動(dòng)器存在硬件故障。可在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上電時(shí)或者啟動(dòng)電機(jī)前對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行檢測(cè)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)硬件故障，避免損壞電機(jī)驅(qū)動(dòng)器所在系統(tǒng)中其他沒有故障的器件，提高了故障檢測(cè)及時(shí)性。

附圖說明

圖1為一實(shí)施例中電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢方法的流程圖；

圖2為另一實(shí)施例中電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢方法的流程圖；

圖3為一實(shí)施例中無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模型圖；

圖4為一實(shí)施例中電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

在一個(gè)實(shí)施例中，一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢方法，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具體可以是無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器或其他類型的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。為便于理解，以下均以無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器為例進(jìn)行解釋說明。如圖1所示，該方法包括以下步驟：

步驟S110：在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出不同相位角度下的電壓時(shí)，檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流。

相位角度的數(shù)量以及具體取值并不唯一，本實(shí)施例中，不同相位角度下的電壓包括0度相位電壓、120度相位電壓和240度相位電壓。無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可以合成一個(gè)任意角度的電壓，測(cè)試人員可以通過控制無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別輸出三相電壓，然后利用電流采集裝置采集無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的輸出電流。具體可以是先采集無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在其中一個(gè)相位角度下的輸出電流，在后續(xù)步驟中計(jì)算得到對(duì)應(yīng)電阻值并判斷無故障時(shí)，再采集另一相位角度下的輸出電流，直至檢測(cè)到某一相位角度下存在故障或三個(gè)相位角度下均不存在故障；也可以是先采集完無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在三個(gè)相位角度下的輸出電流，用作后續(xù)統(tǒng)一進(jìn)行故障判斷。

在一個(gè)實(shí)施例中，步驟S110包括步驟112至步驟116。

步驟112：在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出預(yù)設(shè)占空比的0度相位電壓時(shí)，檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流，得到0度相位下的輸出電流。

步驟114：在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出預(yù)設(shè)占空比的120度相位電壓時(shí)，檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流，得到120度相位下的輸出電流。

步驟116：在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出預(yù)設(shè)占空比的240度相位電壓時(shí)，檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流，得到240度相位下的輸出電流。

預(yù)設(shè)占空比的具體取值并不唯一，可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整。分別控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出預(yù)設(shè)占空比的三相電壓，并檢測(cè)對(duì)應(yīng)相位下的輸出電流用作后續(xù)步驟計(jì)算電機(jī)線圈電阻。

步驟S120：根據(jù)電壓和輸出電流，計(jì)算得到在對(duì)應(yīng)相位角度下的電機(jī)線圈電阻。

在得到無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在不同相位角度下的電壓和對(duì)應(yīng)的輸出電流之后，可根據(jù)電阻計(jì)算公式直接得到對(duì)應(yīng)相位角度下的電機(jī)線圈電阻。同樣地，可以是每采集得到一個(gè)輸出電流便計(jì)算出一個(gè)電機(jī)線圈電阻，然后進(jìn)行后續(xù)的故障判斷步驟；也可以是同時(shí)計(jì)算得到各相位角度下的電機(jī)線圈電阻，用作后續(xù)統(tǒng)一進(jìn)行故障判斷。

步驟S130：在各相位角度下的電機(jī)線圈電阻中存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻時(shí)，則輸出故障提示信息。

預(yù)設(shè)允許范圍的具體取值范圍并不唯一，可以是根據(jù)實(shí)際的電機(jī)線圈電阻與允許誤差來確定預(yù)設(shè)允許范圍的上、下限，也可以是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定預(yù)設(shè)允許范圍的上、下限。本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)允許范圍的上限為預(yù)設(shè)電阻值與預(yù)設(shè)誤差值之和，下限為預(yù)設(shè)電阻值與預(yù)設(shè)誤差值之差。預(yù)設(shè)電阻值可采用實(shí)際的電機(jī)線圈電阻，以實(shí)際的電機(jī)線圈電阻為中心確定預(yù)設(shè)允許范圍，提高了誤差判斷準(zhǔn)確性。

通過檢測(cè)各相位角度下的電機(jī)線圈電阻是否存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻來進(jìn)行故障檢測(cè)，若存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻，則說明無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器存在故障，反之則說明無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器不存在故障。對(duì)應(yīng)地，可以是在獲取一個(gè)相位角度下的電機(jī)線圈電阻之后便進(jìn)行故障判斷，若不存在故障則獲取下一個(gè)相位角度下的電機(jī)線圈電阻進(jìn)行故障判斷，直至檢測(cè)到有電機(jī)線圈電阻超出預(yù)設(shè)允許范圍或者三個(gè)相位角度下的電機(jī)線圈電阻都不超出預(yù)設(shè)范圍；也可以是同時(shí)獲取三個(gè)相位角度下的電機(jī)線圈電阻進(jìn)行故障判斷。

當(dāng)檢測(cè)到存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻時(shí)，輸出故障提示信息以告知測(cè)試人員電機(jī)驅(qū)動(dòng)器存在硬件故障。輸出故障提示信息的方式并不唯一，可以是通過顯示屏輸出預(yù)設(shè)圖片或文字信息，也可以是進(jìn)行聲光報(bào)警。

此外，在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，步驟S130之后，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢方法還包括步驟S140。

步驟S140：若不存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻，輸出無故障提示信息。

當(dāng)檢測(cè)到不存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻時(shí)，輸出無故障提示信息以告知測(cè)試人員電機(jī)驅(qū)動(dòng)器不存在硬件故障?？梢岳斫?，輸出無故障提示信息的方式也不是唯一的。

上述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢方法，可在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上電時(shí)或者啟動(dòng)電機(jī)前對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行檢測(cè)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)硬件故障，避免損壞電機(jī)驅(qū)動(dòng)器所在系統(tǒng)中其他沒有故障的器件，提高了故障檢測(cè)及時(shí)性。

為便于進(jìn)一步了解上述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢方法，下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的即是說明。

如果無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的某一個(gè)前級(jí)驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)故障，在運(yùn)行時(shí)MOS(metal oxide semiconductor，金屬氧化物半導(dǎo)體)管導(dǎo)通與斷開將不能按照程序執(zhí)行，從而導(dǎo)致MOS管甚至整個(gè)電路損壞，同時(shí)也有可能損壞電機(jī)。如果無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的某一個(gè)MOS管短路損壞，在運(yùn)行時(shí)將會(huì)造成過流，不及時(shí)處理會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路損壞，較長(zhǎng)時(shí)間的大電流也可能損壞電源和電機(jī)。如果無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的某一個(gè)MOS管斷路損壞，在運(yùn)行時(shí)電機(jī)產(chǎn)生的電壓較高的電動(dòng)勢(shì)不能被有效控制，容易進(jìn)入前級(jí)驅(qū)動(dòng)芯片，而導(dǎo)致前級(jí)驅(qū)動(dòng)芯片損壞。如果無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的某一個(gè)驅(qū)動(dòng)線沒能與電機(jī)有效連接，從而造成主相缺相，電機(jī)在主相缺相下運(yùn)行，會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)無法工作，或無力且噪聲大，這種情況很容易損壞電機(jī)或驅(qū)動(dòng)器。

如圖3所示為一實(shí)施例中無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路模型圖。在檢測(cè)硬件故障時(shí)，使無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別輸出一個(gè)0度電壓(100)、120度電壓(010)、240度電壓(001)，電壓大小可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的電流采集量程和電機(jī)線圈電阻確定。分別在每個(gè)電壓角度下采集每相電流，根據(jù)電壓與電流計(jì)算出每個(gè)電壓角度下的電阻值與電機(jī)線圈實(shí)際阻值進(jìn)行比較。自檢流程如下：

第一步：給一定占空比的0度電壓(100)，測(cè)量電流并計(jì)算出電阻，用計(jì)算出的電阻與電機(jī)線圈實(shí)際阻值進(jìn)行比較，判斷在該狀態(tài)下計(jì)算出的電阻值是否超出允許范圍，如果未超出范圍則進(jìn)行下一步，否則測(cè)試結(jié)束，電路存在故障。

具體地，在0度電壓(100)時(shí)，MOS管Q5、MOS管Q6導(dǎo)通接地，MOS管Q1和MOS管Q4按PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)切換導(dǎo)通，在這個(gè)過程中，若前級(jí)驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)故障、MOS管Q1或MOS管Q4出現(xiàn)任意故障、MOS管Q2或MOS管Q3出現(xiàn)短路故障、MOS管Q5或MOS管Q6出現(xiàn)開路故障，以及電機(jī)A相未與驅(qū)動(dòng)線有效連接等，計(jì)算出的電阻值都會(huì)與電機(jī)線圈的電阻值有很大誤差。

第二步：給一定占空比的120度電壓(010)，測(cè)量電流并計(jì)算出電阻，用計(jì)算出的電阻與電機(jī)線圈實(shí)際阻值進(jìn)行比較，判斷在該狀態(tài)下計(jì)算出的電阻值是否超出允許范圍，如果未超出范圍則進(jìn)行下一步，否則測(cè)試結(jié)束，電路存在故障。

具體地，在120度電壓(010)時(shí)，MOS管Q4、MOS管Q6導(dǎo)通接地，MOS管Q2和MOS管Q5按PWM信號(hào)切換導(dǎo)通，在這個(gè)過程中，若前級(jí)驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)故障、MOS管Q2或MOS管Q5出現(xiàn)任意故障、MOS管Q1或MOS管Q3出現(xiàn)短路故障、MOS管Q4或MOS管Q6出現(xiàn)開路故障，以及電機(jī)B相未與驅(qū)動(dòng)線有效連接等，計(jì)算出的電阻值都會(huì)與電機(jī)線圈的電阻值有很大誤差

第三步：給一定占空比的240度電壓(001)，測(cè)量電流并計(jì)算出電阻，用計(jì)算出的電阻與電機(jī)線圈實(shí)際阻值進(jìn)行比較，判斷在該狀態(tài)下計(jì)算出的電阻值是否超出允許范圍，如果未超出范圍則測(cè)試結(jié)束，電路無故障，否則測(cè)試結(jié)束，電路存在故障。

具體地，在240度電壓(001)時(shí)，MOS管Q4、MOS管Q5導(dǎo)通接地，MOS管Q3和MOS管Q6按PWM信號(hào)切換導(dǎo)通，在這個(gè)過程中，若前級(jí)驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)故障、MOS管Q3或MOS管Q6出現(xiàn)任意故障、MOS管Q1或MOS管Q2出現(xiàn)短路故障、MOS管Q4或MOS管Q5出現(xiàn)開路故障，以及電機(jī)C相未與驅(qū)動(dòng)線有效連接等，計(jì)算出的電阻值都會(huì)與電機(jī)線圈的電阻值有很大誤差。

如果前級(jí)驅(qū)動(dòng)芯片存在故障，將不能正?？刂芃OS管導(dǎo)通與斷開，這種情況下，計(jì)算出的電阻值也會(huì)與電機(jī)線圈的電阻值有很大誤差。通過判斷計(jì)算出的電阻值與電機(jī)線圈的電阻值的誤差，就可以有效判斷出整個(gè)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電路是否存在故障。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢系統(tǒng)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具體可以是無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器或其他類型的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。為便于理解，以下均以無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器為例進(jìn)行解釋說明。如圖4所示，該系統(tǒng)包括電流檢測(cè)模塊110、電阻計(jì)算模塊120和信息提示模塊130。

電流檢測(cè)模塊110用于在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出不同相位角度下的電壓時(shí)，檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流。

相位角度的數(shù)量以及具體取值并不唯一，本實(shí)施例中，不同相位角度下的電壓包括0度相位電壓、120度相位電壓和240度相位電壓。無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可以合成一個(gè)任意角度的電壓，測(cè)試人員可以通過控制無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器分別輸出三相電壓，然后利用電流采集裝置采集無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)的輸出電流。

在一個(gè)實(shí)施例中，電流檢測(cè)模塊110包括第一檢測(cè)單元、第二檢測(cè)單元和第三檢測(cè)單元。

第一檢測(cè)單元用于在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出預(yù)設(shè)占空比的0度相位電壓時(shí)，檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流，得到0度相位下的輸出電流。

第二檢測(cè)單元用于在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出預(yù)設(shè)占空比的120度相位電壓時(shí)，檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流，得到120度相位下的輸出電流。

第三檢測(cè)單元用于在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出預(yù)設(shè)占空比的240度相位電壓時(shí)，檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出電流，得到240度相位下的輸出電流。

預(yù)設(shè)占空比的具體取值并不唯一，可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整。分別控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器輸出預(yù)設(shè)占空比的三相電壓，并檢測(cè)對(duì)應(yīng)相位下的輸出電流用作后續(xù)步驟計(jì)算電機(jī)線圈電阻。

電阻計(jì)算模塊120用于根據(jù)電壓和輸出電流，計(jì)算得到在對(duì)應(yīng)相位角度下的電機(jī)線圈電阻。

在得到無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器在不同相位角度下的電壓和對(duì)應(yīng)的輸出電流之后，可根據(jù)電阻計(jì)算公式直接得到對(duì)應(yīng)相位角度下的電機(jī)線圈電阻。

信息提示模塊130用于在各相位角度下的電機(jī)線圈電阻中存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻時(shí)，輸出故障提示信息。

預(yù)設(shè)允許范圍的具體取值范圍并不唯一，可以是根據(jù)實(shí)際的電機(jī)線圈電阻與允許誤差來確定預(yù)設(shè)允許范圍的上、下限，也可以是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來確定預(yù)設(shè)允許范圍的上、下限。本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)允許范圍的上限為預(yù)設(shè)電阻值與預(yù)設(shè)誤差值之和，下限為預(yù)設(shè)電阻值與預(yù)設(shè)誤差值之差。預(yù)設(shè)電阻值可采用實(shí)際的電機(jī)線圈電阻，以實(shí)際的電機(jī)線圈電阻為中心確定預(yù)設(shè)允許范圍，提高了誤差判斷準(zhǔn)確性。

通過檢測(cè)各相位角度下的電機(jī)線圈電阻是否存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻來進(jìn)行故障檢測(cè)，若存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻，則說明無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器存在故障，反之則說明無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器不存在故障。

當(dāng)檢測(cè)到存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻時(shí)，輸出故障提示信息以告知測(cè)試人員電機(jī)驅(qū)動(dòng)器存在硬件故障。輸出故障提示信息的方式并不唯一，可以是通過顯示屏輸出預(yù)設(shè)圖片或文字信息，也可以是進(jìn)行聲光報(bào)警。

此外，在一個(gè)實(shí)施例中，信息提示模塊130還用于在不存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻時(shí)，輸出無故障提示信息。

當(dāng)檢測(cè)到不存在超出預(yù)設(shè)允許范圍的電機(jī)線圈電阻時(shí)，輸出無故障提示信息以告知測(cè)試人員電機(jī)驅(qū)動(dòng)器不存在硬件故障。可以理解，輸出無故障提示信息的方式也不是唯一的。

上述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器硬件自檢系統(tǒng)，可在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上電時(shí)或者啟動(dòng)電機(jī)前對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行檢測(cè)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)硬件故障，避免損壞電機(jī)驅(qū)動(dòng)器所在系統(tǒng)中其他沒有故障的器件，提高了故障檢測(cè)及時(shí)性。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。