[发明专利]一种多重保护跑步机电机控制器

说明书

本发明为一种多重保护跑步机电机控制器，其从软件和硬件两个方向同时对电机控制器做出全面的保护管理机制；避免因为电机驱动功率器件失效，导致的跑步机暴冲失速和/或控制器部件大面积损坏；最大限度的保证控制器的使用寿命。电机调速单元包括AC输入电路、继电器控制电路、工频整流电路、滤波电路、电机、功率开关管、电流检测电阻等部分组成，用于为电机供电并根据主控MCU的命令和电机保护单元的硬件反馈调整工作状态；主控MCU接收电机保护单元上报的信息且根据上报的信息对电机进行调控；电机保护单元用以对电机调速单元进行监测，当监测到发生异常时采取相应的保护措施，并将监测结果上报至主控MCU进行分析出处理并上报给上位机显示。

技术领域

本发明涉及电机控制器领域，特别是一种多重保护跑步机电机控制器。

背景技术

传统的直流跑步机控制器都是采取单一软件控制或单一硬件控制的方式进行限流保护，这种限流保护方式不能有效保护跑步机控制器，如果发生电机驱动功率器件失效，容易导致跑步机暴冲失速和/或控制器部件大面积损坏，一方面会导致使用者摔倒甚至造成人身伤害，另一方面会大大缩短控制系统和跑步机的使用寿命。

发明内容

本发明为一种多重保护跑步机电机控制器，通过对检测采样电阻电流、功率开关管电压、电机电流的检测判断，从软件和硬件两个方向同时对电机控制器做出全面的保护管理机制；避免因为电机驱动功率器件失效，导致的跑步机暴冲失速和/或控制器部件大面积损坏；最大限度的保证控制器的使用寿命，使跑步机能够在标准使用寿命内始终保持转动顺畅、不失效。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种多重保护跑步机电机控制器，包括：

电机调速单元、电源、主控MCU以及电机保护单元；其中：

所述电机调速单元，包括AC输入电路、继电器控制电路、工频整流电路、滤波电路、电机、功率开关管、电流检测电阻，所述电机调速单元用于为电机供电并根据所述主控MCU的软件命令和所述电机保护单元的硬件反馈调整所述电机的工作状态；

所述电源，包括AC-DC开关电源和辅助电源，一方面给控制器功能模块提供电源，另一方面还给上位机提供必要电源需求；

所述主控MCU，一方面接收上位机指令所述电机保护单元上报的信息，另一方面根据所述电机保护单元上报的信息对所述电机进行调控；

所述电机保护单元，所述电机保护单元用以对所述电机调速单元进行监测，当监测到所述电机调速单元发生异常时采取相应的保护措施，并将监测结果上报至所述主控MCU。

进一步的，所述电机保护单元包括控制器过流、限流保护单元，控制器功率开关管短路保护单元，控制器电机短路保护单元中的至少一组。

进一步的，所述AC输入电路的输出端依次与所述AC-DC开关电源和所述辅助电源连接后，接入所述主控MCU。

进一步的，所述控制器过流、限流保护单元，其用于监测所述电机工作电流，当电机电流过高时采取保护措施，并将监测到的结果输送至所述主控MCU；

所述控制器功率开关管短路保护单元，其用于监测所述电机调速单元中功率开关管的状态，当所述功率开关管短路时采取保护措施，并将监测到的结果输送至所述主控MCU；

所述控制器电机短路保护单元，其用于监测所述电机状态，当所述电机发生短路时采取保护措施，并将监测到的结果输送至所述主控MCU。

进一步的，所述电机调速单元包括顺次信号连接的AC输入电路、继电器控制电路、工频整流电路(3)、滤波电路、电机、功率开关管、电流检测电阻(7)；所述电流检测电阻一端接入所述电机调速单元，另一端接地；所述功率开关管的漏极与所述电机连接，源极与所述电流检测电阻的一端连接，栅极接入所述电机保护单元；所述主控MCU的输出端与所述继电器控制电路的输入端信号连接。