一种电动舵机电气故障快速检测电路及检测方法

一种电动舵机电气故障快速检测电路及检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种电动舵机电气故障快速检测电路及检测方法。一种电动舵机电气故障快速检测定位电路，它由第一单刀单掷开关S1至第四单刀单掷开关S4、第一双刀单掷开关S5至第六双刀单掷开关S10、二极管D1、第一发光二极管D2至第十发光二极管D11，电阻R1至电阻R10和电连接器插头(1)组成；一种电动舵机电气故障快速检测方法能对电动舵机中电机的定子绕组、电动舵机的电机霍尔换向单元和电动舵机中的位置传感器进行故障检测；能在给舵机通电工作前，检测电动舵机有无断线、交叉错线、短路线等问题，避免了盲目通电工作造成相关电路和构件的损坏，以及对已知故障舵机进行快速电气故障检查及准确定位，整个检测过程快速高效、简单、通用性强。
【专利说明】—种电动舵机电气故障快速检测电路及检测方法

【技术领域】
[0001]本发明属于检测技术，涉及一种电动舵机电气故障快速检测电路及检测方法。

【背景技术】
[0002]目前，电动舵机装配完成后、调试以及排故中，电气连接是否正确，接线中有无断线、交叉错线、短路线等问题，一般只能在给舵机通电工作后才可发现和判知。然而，通过舵机通电工作判知电气连接的正确性风险很大，容易造成相关电路和构件的损坏。例如舵机霍尔信号线及电源线错接，会烧坏霍尔元件，位移传感器绕组线断线时会使舵机一上电就出现由于位置闭环控制开环而导致舵机快速运动到极限位置发生失控碰撞，对丝杠副，电机等都会带来损伤。另外装配完成后舵机通电出现电气故障时，若不拆卸则很难将故障准确定位到具体元件及单根导线。还有在已知故障舵机的检查中，缺少快速电气故障检查及准确定位措施。


【发明内容】

[0003]本发明的目的是:提出一种电动舵机电气故障快速检测电路及其检测方法，以便在给舵机通电工作前，检测电动舵机有无断线、交叉错线、短路线等问题，避免盲目通电工作造成相关电路和构件的损坏，以及对已知故障舵机进行快速电气故障检查及准确定位。
[0004]本发明的技术方案是:一种电动舵机电气故障快速检测电路及其检测方法，如图1所示，一种电动舵机电气故障快速检测电路，其特征在于:它由第一单刀单掷开关Si至第四单刀单掷开关S4、第一双刀单掷开关S5至第六双刀单掷开关S10、二极管D1、第一发光二极管D2至第十发光二极管D11，电阻Rl至电阻RlO和电连接器插头(I)组成；直流电源V的正极与第一单刀单掷开关SI的一端连接，SI的另一端与二极管Dl的正端连接，二极管Dl的负端分别与电阻R2的一端、第二单刀单掷开关S2的一端、第三单刀单掷开关S3的一端和第四单刀单掷开关S4的一端连接，R2的另一端与第三发光二极管D4的正端连接，第三发光二极管D4的负端接地；第二单刀单掷开关S2的另一端分别与第一定子绕组检测支路至第三定子绕组检测支路的前端连接；
[0005]第一定子绕组检测支路由电阻R1、第一发光二极管D2和第一双刀单掷开关S5串联组成，电阻Rl的一端为第一定子绕组检测支路的前端，电阻Rl的另一端与第一发光二极管D2的正端连接，第一发光二极管D2的负端与第一双刀单掷开关S5第一刀的一端连接，第一双刀单掷开关S5第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(I)连接，第一双刀单掷开关S5第二刀的一端接地，第一双刀单掷开关S5第二刀的另一端与电连接器插头A的接点
(2)连接；
[0006]第二定子绕组检测支路由电阻R3、第二发光二极管D3和第二双刀单掷开关S6串联组成，电阻R3的一端为第二定子绕组检测支路的前端，电阻R3的另一端与第二发光二极管D3的正端连接，第二发光二极管D3的负端与第二双刀单掷开关S6第一刀的一端连接，第二双刀单掷开关S6第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(I)连接，第二双刀单掷开关S6第二刀的一端接地，第二双刀单掷开关S6第二刀的另一端与电连接器插头A的接点
(3)连接；
[0007]第三定子绕组检测支路由电阻R4、第四发光二极管D5和第三双刀单掷开关S7串联组成，电阻R4的一端为第三定子绕组检测支路的前端，电阻R4的另一端与第四发光二极管D5的正端连接，第四发光二极管D5的负端与第三双刀单掷开关S7第一刀的一端连接，第三双刀单掷开关S7第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(2)连接，第三双刀单掷开关S7第二刀的一端接地，第三双刀单掷开关S7第二刀的另一端与电连接器插头A的接点
(3)连接；
[0008]第三单刀单掷开关S3的另一端分别与电连接器插头A的接点(4)、霍尔换向单元的第一相检测电路、霍尔换向单元的第二相检测电路和霍尔换向单元的第三相检测电路的前端连接；电连接器插头㈧的接点(5)接地；
[0009]霍尔换向单元的第一相检测电路由电阻R5和第五发光二极管D6串联组成，电阻R5的一端为霍尔换向单兀的第一相检测电路的前端，电阻R5的另一端与第五发光二极管D6的正端连接，第五发光二极管D6的负端与电连接器插头A的接点(6)连接；
[0010]霍尔换向单元的第第二相检测电路由电阻R6和第六发光二极管D7串联组成，电阻R6的一端为霍尔换向单元的第二相检测电路的前端，电阻R6的另一端与第六发光二极管D7的正端连接，第六发光二极管D7的负端与电连接器插头A的接点(7)连接；
[0011]霍尔换向单元的第第三相检测电路由电阻R7和第七发光二极管D8串联组成，电阻R7的一端为霍尔换向单元的第三相检测电路的前端，电阻R7的另一端与第七发光二极管D8的正端连接，第七发光二极管D8的负端与电连接器插头A的接点(8)连接；
[0012]第三单刀单掷开关S4的另一端分别与位置传感器激磁绕组LI检测支路、位置传感器次级绕组L2检测支路和位置传感器次级绕组L3检测支路的前端连接；
[0013]位置传感器次级绕组L2检测支路由电阻R8、第八发光二极管D9和第四双刀单掷开关S8串联组成，电阻R8的一端为位置传感器次级绕组L2检测支路的前端，电阻R8的另一端与第八发光二极管D9的正端连接，第八发光二极管D9的负端与第四双刀单掷开关S8第一刀的一端连接，第四双刀单掷开关S8第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(9)连接，第四双刀单掷开关S8第二刀的一端接地，第四双刀单掷开关S8第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(10)连接；
[0014]位置传感器次级绕组L3检测支路由电阻R9、第九发光二极管DlO和第五双刀单掷开关S9串联组成，电阻R9的一端为位置传感器次级绕组L3检测支路的前端，电阻R9的另一端与第九发光二极管DlO的正端连接，第九发光二极管DlO的负端与第五双刀单掷开关S9第一刀的一端连接，第五双刀单掷开关S9第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(11)连接，第五双刀单掷开关S9第二刀的一端接地，第五双刀单掷开关S9第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(12)连接；
[0015]位置传感器次级绕组LI检测支路由电阻R10、第十发光二极管Dll和第六双刀单掷开关SlO串联组成，电阻RlO的一端为位置传感器次级绕组L3检测支路的前端，电阻R9的另一端与第十发光二极管Dll的正端连接，第十发光二极管Dll的负端与第六双刀单掷开关SlO第一刀的一端连接，第六双刀单掷开关SlO第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(13)连接，第六双刀单掷开关SlO第二刀的一端接地，第六双刀单掷开关SlO第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(14)连接。
[0016]2、一种电动舵机电气故障快速检测方法，被检测电动舵机的第一定子绕组Wl的一端与电连接器插座B的接点(I)连接，第二定子绕组W2的一端与电连接器插座B的接点
(2)连接，第三定子绕组W3的一端与电连接器插座B的接点(3)连接，第一定子绕组Wl的另一端、第二定子绕组W2的另一端和第三定子绕组W3的另一端连接；
[0017]被检测电动舵机的霍尔换向单元电源U+与电连接器插座B的接点⑷连接，霍尔换向单元的电源U-与电连接器插座B的接点(5)连接，霍尔换向单元的第一相端口 Hl与电连接器插座B的接点(6)连接，霍尔换向单元的第二相端口 H2与电连接器插座B的接点(7)连接，霍尔换向单元的第三相端口 H3与电连接器插座B的接点(8)连接；
[0018]被检测电动舵机的位置传感器次级绕组L2的非同名端与电连接器插座B的接点(9)连接，位置传感器次级绕组L2的同名端与电连接器插座B的接点(10)连接；位置传感器次级绕组L3的同名端与电连接器插座B的接点(11)连接，位置传感器次级绕组L3的非同名端与电连接器插座B的接点(12)连接；位置传感器激磁绕组LI的同名端与电连接器插座B的接点(13)连接，位置传感器激磁绕组LI的非同名端与电连接器插座B的接点(14)连接；
[0019]其特征在于:使用如上面所述的检测电路进行检测，检测的步骤为:
[0020]1、检测准备:将电动舵机电气故障快速检测电路的所有开关处于断开状态；将舵机电气故障快速检测电路的电连接器插头A和被检测电动舵机的电连接器插座B连接；
[0021]2、检测电动舵机的定子绕组:
[0022]2.1、建立定子绕组检测真值表:闭合第一单刀单掷开关SI和第二单刀单掷开关S2，闭合第一双刀单掷开关S5，将第一双刀单掷开关S5和第一发光二极管D2的状态记录到定子绕组检测真值表中，真值“ I ”表示双刀单掷开关闭合或者发光二极管点亮，真值“O”表示双刀单掷开关断开或者发光二极管熄灭；真值表是四行六列的二维表，第一行从左到右依次是S5、S6、S7、D2、D3、D5，第二行至第四行为真值的数值；然后将第一双刀单掷开关S5断开；闭合第二双刀单掷开关S6，将第二双刀单掷开关S6和第二发光二极管D3的状态记录到真值表中，然后将第二双刀单掷开关S6断开；闭合第三双刀单掷开关S7，将第三双刀单掷开关S7和第三发光二极管D5的状态记录到真值表中，然后将第三双刀单掷开关S7断开；
[0023]2.2、定子绕组断线故障判定:
[0024]2.2.1、判定第一定子绕组Wl出现断线故障的条件是:
[0025]S5的真值为“I”、S6和S7的真值均为“O”时，D2为的真值为“O” ；
[0026]S7的真值为“I”、S5和S6的真值均为“O”时，D5为的真值为“I” ；
[0027]2.2.2、判定第二定子绕组W2出现断线故障的条件是:
[0028]S5的真值为“I”、S6和S7的真值均为“O”时，D2为的真值为“O” ；
[0029]S6的真值为“I”、S5和S7的真值均为“O”时，D3为的真值为“I” ；
[0030]2.2.3、判定第三定子绕组W3出现断线故障的条件是:
[0031]S6的真值为“I”、S5和S7的真值均为“O”时，D3为的真值为“O” ；
[0032]S5的真值为“I”、S6和S7的真值均为“O”时，D2为的真值为“I”
[0033]若D2、D3、D5真值为始终“O”时，判定第一定子绕组Wl至第一定子绕组W3均出现断线故障；
[0034]完成电动舵机定子绕组的检测后，断开第二单刀单掷开关S2 ；
[0035]3、检测电动舵机的电机霍尔换向单元:闭合第三单刀单掷开关S3，转动电动舵机的转动轴，同时观察第五发光二极管D6、第六发光二极管D7、第七发光二极管D8的亮灭状态；若第五发光二极管D6、第六发光二极管D7、第七发光二极管D8依次按顺序轮流点亮然后熄灭时，则舵机中无刷直流电机霍尔换向单元无故障，连接正确；若第五发光二极管D6、第六发光二极管D7、第七发光二极管D8中存在不能点亮或者长亮的发光二极管时，则舵机中无刷直流电机霍尔换向单元存在故障；完成电动舵机的电机霍尔换向单元的检测后断开第三单刀单掷开关S3 ；
[0036]4、检测电动舵机的位置传感器:闭合第四单刀单掷开关S4，
[0037]闭合第四双刀单掷开关S8，若第八发光二极管D9不发亮时，判定位置传感器次级绕组L2断线故障，否则无故障；
[0038]闭合第五双刀单掷开关S9，若第九发光二极管DlO不发亮时，判定位置传感器次级绕组L3断线故障，否则无故障；
[0039]闭合第六双刀单掷开关S10，若第十发光二极管Dll不发亮时，判定位置传感器次级绕组L2断线故障，否则无故障。
[0040]本发明的优点是:提出了一种电动舵机电气故障快速检测电路及其检测方法，能在给舵机通电工作前，检测电动舵机有无断线、交叉错线、短路线等问题，避免了盲目通电工作造成相关电路和构件的损坏。

【专利附图】

【附图说明】
[0041]图1是本发明的电路原理示意图。
[0042]图2是本发明中的被检测的电动舵机电路示意图。

【具体实施方式】
[0043]下面对本发明做进一步详细说明。参见图1和图2，一种电动舵机电气故障快速检测电路及其检测方法，如图1所示，一种电动舵机电气故障快速检测电路，其特征在于:它由第一单刀单掷开关SI至第四单刀单掷开关S4、第一双刀单掷开关S5至第六双刀单掷开关S10、二极管D1、第一发光二极管D2至第十发光二极管D11，电阻Rl至电阻RlO和电连接器插头(I)组成；直流电源V的正极与第一单刀单掷开关SI的一端连接，SI的另一端与二极管Dl的正端连接，二极管Dl的负端分别与电阻R2的一端、第二单刀单掷开关S2的一端、第三单刀单掷开关S3的一端和第四单刀单掷开关S4的一端连接，R2的另一端与第三发光二极管D4的正端连接，第三发光二极管D4的负端接地；第二单刀单掷开关S2的另一端分别与第一定子绕组检测支路至第三定子绕组检测支路的前端连接；
[0044]第一定子绕组检测支路由电阻R1、第一发光二极管D2和第一双刀单掷开关S5串联组成，电阻Rl的一端为第一定子绕组检测支路的前端，电阻Rl的另一端与第一发光二极管D2的正端连接，第一发光二极管D2的负端与第一双刀单掷开关S5第一刀的一端连接，第一双刀单掷开关S5第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(I)连接，第一双刀单掷开关S5第二刀的一端接地，第一双刀单掷开关S5第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(2)连接；
[0045]第二定子绕组检测支路由电阻R3、第二发光二极管D3和第二双刀单掷开关S6串联组成，电阻R3的一端为第二定子绕组检测支路的前端，电阻R3的另一端与第二发光二极管D3的正端连接，第二发光二极管D3的负端与第二双刀单掷开关S6第一刀的一端连接，第二双刀单掷开关S6第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(I)连接，第二双刀单掷开关S6第二刀的一端接地，第二双刀单掷开关S6第二刀的另一端与电连接器插头A的接点
(3)连接；
[0046]第三定子绕组检测支路由电阻R4、第四发光二极管D5和第三双刀单掷开关S7串联组成，电阻R4的一端为第三定子绕组检测支路的前端，电阻R4的另一端与第四发光二极管D5的正端连接，第四发光二极管D5的负端与第三双刀单掷开关S7第一刀的一端连接，第三双刀单掷开关S7第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(2)连接，第三双刀单掷开关S7第二刀的一端接地，第三双刀单掷开关S7第二刀的另一端与电连接器插头A的接点
(3)连接；
[0047]第三单刀单掷开关S3的另一端分别与电连接器插头A的接点(4)、霍尔换向单元的第一相检测电路、霍尔换向单元的第二相检测电路和霍尔换向单元的第三相检测电路的前端连接；电连接器插头㈧的接点(5)接地；
[0048]霍尔换向单元的第一相检测电路由电阻R5和第五发光二极管D6串联组成，电阻R5的一端为霍尔换向单兀的第一相检测电路的前端，电阻R5的另一端与第五发光二极管D6的正端连接，第五发光二极管D6的负端与电连接器插头A的接点(6)连接；
[0049]霍尔换向单元的第第二相检测电路由电阻R6和第六发光二极管D7串联组成，电阻R6的一端为霍尔换向单元的第二相检测电路的前端，电阻R6的另一端与第六发光二极管D7的正端连接，第六发光二极管D7的负端与电连接器插头A的接点(7)连接；
[0050]霍尔换向单元的第第三相检测电路由电阻R7和第七发光二极管D8串联组成，电阻R7的一端为霍尔换向单元的第三相检测电路的前端，电阻R7的另一端与第七发光二极管D8的正端连接，第七发光二极管D8的负端与电连接器插头A的接点(8)连接；
[0051]第三单刀单掷开关S4的另一端分别与位置传感器激磁绕组LI检测支路、位置传感器次级绕组L2检测支路和位置传感器次级绕组L3检测支路的前端连接；
[0052]位置传感器次级绕组L2检测支路由电阻R8、第八发光二极管D9和第四双刀单掷开关S8串联组成，电阻R8的一端为位置传感器次级绕组L2检测支路的前端，电阻R8的另一端与第八发光二极管D9的正端连接，第八发光二极管D9的负端与第四双刀单掷开关S8第一刀的一端连接，第四双刀单掷开关S8第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(9)连接，第四双刀单掷开关S8第二刀的一端接地，第四双刀单掷开关S8第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(10)连接；
[0053]位置传感器次级绕组L3检测支路由电阻R9、第九发光二极管DlO和第五双刀单掷开关S9串联组成，电阻R9的一端为位置传感器次级绕组L3检测支路的前端，电阻R9的另一端与第九发光二极管DlO的正端连接，第九发光二极管DlO的负端与第五双刀单掷开关S9第一刀的一端连接，第五双刀单掷开关S9第一刀的另一端与电连接器插头A的接点
(11)连接，第五双刀单掷开关S9第二刀的一端接地，第五双刀单掷开关S9第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(12)连接；
[0054]位置传感器次级绕组LI检测支路由电阻R10、第十发光二极管Dll和第六双刀单掷开关SlO串联组成，电阻RlO的一端为位置传感器次级绕组L3检测支路的前端，电阻R9的另一端与第十发光二极管Dll的正端连接，第十发光二极管Dll的负端与第六双刀单掷开关SlO第一刀的一端连接，第六双刀单掷开关SlO第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(13)连接，第六双刀单掷开关SlO第二刀的一端接地，第六双刀单掷开关SlO第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(14)连接。
[0055]2、一种电动舵机电气故障快速检测方法，被检测电动舵机的第一定子绕组Wl的一端与电连接器插座B的接点(I)连接，第二定子绕组W2的一端与电连接器插座B的接点
(2)连接，第三定子绕组W3的一端与电连接器插座B的接点(3)连接，第一定子绕组Wl的另一端、第二定子绕组W2的另一端和第三定子绕组W3的另一端连接；
[0056]被检测电动舵机的霍尔换向单元电源U+与电连接器插座B的接点⑷连接，霍尔换向单元的电源U-与电连接器插座B的接点(5)连接，霍尔换向单元的第一相端口 Hl与电连接器插座B的接点(6)连接，霍尔换向单元的第二相端口 H2与电连接器插座B的接点
(7)连接，霍尔换向单元的第三相端口 H3与电连接器插座B的接点(8)连接；
[0057]被检测电动舵机的位置传感器次级绕组L2的非同名端与电连接器插座B的接点
(9)连接，位置传感器次级绕组L2的同名端与电连接器插座B的接点(10)连接；位置传感器次级绕组L3的同名端与电连接器插座B的接点(11)连接，位置传感器次级绕组L3的非同名端与电连接器插座B的接点(12)连接；位置传感器激磁绕组LI的同名端与电连接器插座B的接点(13)连接，位置传感器激磁绕组LI的非同名端与电连接器插座B的接点
(14)连接；
[0058]其特征在于:使用如上面所述的检测电路进行检测，检测的步骤为:
[0059]1、检测准备:将电动舵机电气故障快速检测电路的所有开关处于断开状态；将舵机电气故障快速检测电路的电连接器插头A和被检测电动舵机的电连接器插座B连接；
[0060]2、检测电动舵机的定子绕组:
[0061]2.1、建立定子绕组检测真值表:闭合第一单刀单掷开关SI和第二单刀单掷开关S2，闭合第一双刀单掷开关S5，将第一双刀单掷开关S5和第一发光二极管D2的状态记录到定子绕组检测真值表中，真值“ I ”表示双刀单掷开关闭合或者发光二极管点亮，真值“O”表示双刀单掷开关断开或者发光二极管熄灭；真值表是四行六列的二维表，第一行从左到右依次是S5、S6、S7、D2、D3、D5，第二行至第四行为真值的数值；然后将第一双刀单掷开关S5断开；闭合第二双刀单掷开关S6，将第二双刀单掷开关S6和第二发光二极管D3的状态记录到真值表中，然后将第二双刀单掷开关S6断开；闭合第三双刀单掷开关S7，将第三双刀单掷开关S7和第三发光二极管D5的状态记录到真值表中，然后将第三双刀单掷开关S7断开；
[0062]2.2、定子绕组断线故障判定:
[0063]2.2.1、判定第一定子绕组Wl出现断线故障的条件是:
[0064]S5的真值为“I”、S6和S7的真值均为“O”时，D2为的真值为“O” ；
[0065]S7的真值为“I”、S5和S6的真值均为“O”时，D5为的真值为“I” ;
[0066]2.2.2、判定第二定子绕组W2出现断线故障的条件是:
[0067]S5的真值为“I”、S6和S7的真值均为“O”时，D2为的真值为“O” ；
[0068]S6的真值为“I”、S5和S7的真值均为“O”时，D3为的真值为“I” ;
[0069]2.2.3、判定第三定子绕组W3出现断线故障的条件是:
[0070]S6的真值为“I”、S5和S7的真值均为“O”时，D3为的真值为“O” ；
[0071]S5的真值为“I”、S6和S7的真值均为“O”时，D2为的真值为“I”
[0072]若D2、D3、D5真值为始终“O”时，判定第一定子绕组Wl至第一定子绕组W3均出现断线故障；
[0073]完成电动舵机定子绕组的检测后，断开第二单刀单掷开关S2 ；
[0074]检测定子绕组Wl出现断线故障的原理是:闭合第一双刀单掷开关S5，第二双刀单掷开关S6和第三双刀单掷开关S7处于断开状态，则第一定子绕组W1、第二定子绕组W2、电阻Rl、第一发光二极管D2第一双刀单掷开关S5串联组成通路，若第一发光二极管D2点亮，说明第一定子绕组Wl和第二定子绕组W2均无故障，负责第一定子绕组Wl故障或第二定子绕组W2故障；此时再闭合第三双刀单掷开关S7，第一双刀单掷开关S5和第二双刀单掷开关S6处于断开状态，则第二定子绕组W2、第三定子绕组W3、电阻R4、第四发光二极管D5和第三双刀单掷开关S7串联组成通路，若第三发光二极管D5点亮，说明第二定子绕组W2无故障，第一定子绕组Wl有故障；
[0075]同理，判定定子绕组W2出现断线故障的原理是:闭合第一双刀单掷开关S5，第二双刀单掷开关S6和第三双刀单掷开关S7处于断开状态，则第一定子绕组Wl、第二定子绕组W2、电阻R1、第一发光二极管D2第一双刀单掷开关S5串联组成通路，若第一发光二极管D2点亮，说明第一定子绕组Wl和第二定子绕组W2均无故障，负责第一定子绕组Wl故障或第二定子绕组W2故障；此时再闭合第二双刀单掷开关S6，第一双刀单掷开关S5和第三双刀单掷开关S7处于断开状态，则第一定子绕组W1、第三定子绕组W3、电阻R3、第二发光二极管D3第二双刀单掷开关S6串联组成通路，说明第一定子绕组Wl故障，则第二定子绕组W2故障；若第二发光二极管D3点亮，说明第一定子绕组Wl无故障，则第二定子绕组W2有故障；
[0076]同理，判定定子绕组W3出现断线故障的原理是:闭合第二双刀单掷开关S6，第一双刀单掷开关S5和第三双刀单掷开关S7处于断开状态，则第一定子绕组W1、第三定子绕组W3、电阻R3、第二发光二极管D3第二双刀单掷开关S6串联组成通路，若第二发光二极管D3点亮，说明第一定子绕组Wl和第三定子绕组W3均无故障，负责第一定子绕组Wl故障或第三定子绕组W3故障；此时再闭合第一双刀单掷开关S5，第二双刀单掷开关S6和第三双刀单掷开关S7处于断开状态，第一定子绕组W1、第二定子绕组W2、电阻R1、第一发光二极管D2第一双刀单掷开关S5串联组成通路，若第一发光二极管D2点亮，说明第一定子绕组Wl无故障，则第三定子绕组W3故障；
[0077]3、检测电动舵机的电机霍尔换向单元:闭合第三单刀单掷开关S3，转动电动舵机的转动轴，同时观察第五发光二极管D6、第六发光二极管D7、第七发光二极管D8的亮灭状态；若第五发光二极管D6、第六发光二极管D7、第七发光二极管D8依次按顺序轮流点亮然后熄灭时，则舵机中无刷直流电机霍尔换向单元无故障，连接正确；若第五发光二极管D6、第六发光二极管D7、第七发光二极管D8中存在不能点亮或者长亮的发光二极管时，则舵机中无刷直流电机霍尔换向单元存在故障；完成电动舵机的电机霍尔换向单元的检测后断开第三单刀单掷开关S3 ；
[0078]检测电动舵机的电机霍尔换向单元故障的原理是:
[0079]电机霍尔换向单元由三个霍尔感应芯片H1、H2、H3和电源端口 Ul、U2组成，三个霍尔感应芯片分别有输出信号端口 H1、H2、H3，三个霍尔感应芯片分别均布在电机端盖的圆周上，其次在电机转轴上安装有与三个霍尔感应芯片的感应面间隙配合的磁场，磁场的N极和S极相间均布，当舵机转动轴转动时，带动电机转轴上磁场的N极和S极交替转换，当霍尔感应芯片的感应面感应到N极时，输出正电压值，当霍尔感应芯片的感应面感应到S极时，输出零电压值，因此在霍尔感应芯片的输出端出现正电压和零电压交替的信号；正电压时，发光二极管无压降不点亮，零电压是电压时，发光二极管有压降而被点光；由此可检测电机霍尔换向单元的故障。
[0080]4、检测电动舵机的位置传感器:闭合第四单刀单掷开关S4，
[0081]闭合第四双刀单掷开关S8，若第八发光二极管D9不发亮时，判定位置传感器次级绕组L2断线故障，否则无故障；
[0082]闭合第五双刀单掷开关S9，若第九发光二极管DlO不发亮时，判定位置传感器次级绕组L3断线故障，否则无故障；
[0083]闭合第六双刀单掷开关S10，若第十发光二极管Dll不发亮时，判定位置传感器次级绕组L2断线故障，否则无故障。
[0084]检测电动舵机的位置传感器的原理是:
[0085]当闭合第四双刀单掷开关S8时，位置传感器次级绕组L2、电阻R8、第八发光二极管D9和第四双刀单掷开关S8串联组成通路，若第八发光二极管D9点亮，说明位置传感器次级绕组L2无故障；
[0086]同理，当闭合第五双刀单掷开关S9时，位置传感器次级绕组L3、电阻R9、第九发光二极管DlO和第五双刀单掷开关S9串联组成通路，若第九发光二极管D9点亮，说明位置传感器次级绕组L3无故障；
[0087]同理，当闭合第六双刀单掷开关SlO时，位置传感器激磁绕组L1、电阻R10、第十发光二极管Dll和第六双刀单掷开关SlO串联组成通路，若第十发光二极管Dll点亮，说明位置传感器激磁绕组LI无故障。
[0088]实施例1
[0089]本发明实施例1中对电动舵机中电机的定子绕组进行检测，按检测的步骤I做好检测准备，然后闭合第一单刀单掷开关SI和第二单刀单掷开关S2，当闭合第一双刀单掷开关S5，将第一双刀单掷开关S5和第一发光二极管D2的状态记录到定子绕组检测真值表中，其值为:S5为1、S6为0、S7为0、D2为O ;当闭合第二双刀单掷开关S6，将第一双刀单掷开关S5和第一发光二极管D2的状态记录到定子绕组检测真值表中，其值为:S5为1、S6为O、S7为0、D2为O ;然后将第一双刀单掷开关S5断开；闭合第二双刀单掷开关S6，将第二双刀单掷开关S6和第二发光二极管D3的状态记录到真值表中，其值为:S5为O、S6为O、S7为O、D3为I ;然后将第二双刀单掷开关S6断开；闭合第三双刀单掷开关S7，将第三双刀单掷开关S7和第三发光二极管D5的状态记录到真值表中，其值为:S5为0、S6为0、S7为1、D5为O ;然后将第三双刀单掷开关S7断开；由真值结果可知其符合第二定子绕组W2出现断线故障的条件，所以判断第二定子绕组W2出现断线故障。
[0090]实施例2
[0091]本发明实施例2中对电动舵机中的电机霍尔换向单元进行检测，按检测的步骤I做好检测准备，
[0092]然后闭合第三单刀单掷开关S3，用手连续向一个方向转动电动舵机的转动轴，同时观察第五发光二极管D6、第六发光二极管D7、第七发光二极管D8的亮灭状态；其中只有第五发光二极管D6和第七发光二极管D8两只发光二极管轮流点亮然后熄灭，第六发光二极管D7 —直处于熄灭状态，则可判断舵机中无刷直流电机霍尔换向单元的H2相存在故障；完成电动舵机的电机霍尔换向单元的检测后断开第三单刀单掷开关S3 ；
[0093]实施例3
[0094]本发明实施例3中对电动舵机的位置传感器进行检测，按检测的步骤I做好检测准备，然后闭合第四单刀单掷开关S4，闭合第四双刀单掷开关S8，第八发光二极管发亮，判定位置传感器次级绕组L2无故障；闭合第五双刀单掷开关S9，第九发光二极管DlO发亮，判定位置传感器次级绕组L3无故障；闭合第六双刀单掷开关S10，第十发光二极管Dll不发亮，判定位置传感器次级绕组L2断线故障。完成电动舵机的位置传感器检测后断开第四单刀单掷开关S4。
【权利要求】
1.一种电动舵机电气故障快速检测电路，其特征在于:它由第一单刀单掷开关Si至第四单刀单掷开关S4、第一双刀单掷开关S5至第六双刀单掷开关S10、二极管D1、第一发光二极管D2至第十发光二极管D11，电阻Rl至电阻RlO和电连接器插头(I)组成；直流电源V的正极与第一单刀单掷开关SI的一端连接，SI的另一端与二极管Dl的正端连接，二极管Dl的负端分别与电阻R2的一端、第二单刀单掷开关S2的一端、第三单刀单掷开关S3的一端和第四单刀单掷开关S4的一端连接，R2的另一端与第三发光二极管D4的正端连接，第三发光二极管D4的负端接地；第二单刀单掷开关S2的另一端分别与第一定子绕组检测支路至第三定子绕组检测支路的前端连接； 第一定子绕组检测支路由电阻RU第一发光二极管D2和第一双刀单掷开关S5串联组成，电阻Rl的一端为第一定子绕组检测支路的前端，电阻Rl的另一端与第一发光二极管D2的正端连接，第一发光二极管D2的负端与第一双刀单掷开关S5第一刀的一端连接，第一双刀单掷开关S5第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(I)连接，第一双刀单掷开关S5第二刀的一端接地，第一双刀单掷开关S5第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(2)连接； 第二定子绕组检测支路由电阻R3、第二发光二极管D3和第二双刀单掷开关S6串联组成，电阻R3的一端为第二定子绕组检测支路的前端，电阻R3的另一端与第二发光二极管D3的正端连接，第二发光二极管D3的负端与第二双刀单掷开关S6第一刀的一端连接，第二双刀单掷开关S6第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(I)连接，第二双刀单掷开关S6第二刀的一端接地，第二双刀单掷开关S6第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(3)连接; 第三定子绕组检测支路由电阻R4、第四发光二极管D5和第三双刀单掷开关S7串联组成，电阻R4的一端为第三定子绕组检测支路的前端，电阻R4的另一端与第四发光二极管D5的正端连接，第四发光二极管D5的负端与第三双刀单掷开关S7第一刀的一端连接，第三双刀单掷开关S7第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(2)连接，第三双刀单掷开关S7第二刀的一端接地，第三双刀单掷开关S7第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(3)连接； 第三单刀单掷开关S3的另一端分别与电连接器插头A的接点(4)、霍尔换向单元的第一相检测电路、霍尔换向单元的第二相检测电路和霍尔换向单元的第三相检测电路的前端连接；电连接器插头㈧的接点(5)接地； 霍尔换向单兀的第一相检测电路由电阻R5和第五发光二极管D6串联组成，电阻R5的一端为霍尔换向单兀的第一相检测电路的前端，电阻R5的另一端与第五发光二极管D6的正端连接，第五发光二极管D6的负端与电连接器插头A的接点(6)连接； 霍尔换向单元的第第二相检测电路由电阻R6和第六发光二极管D7串联组成，电阻R6的一端为霍尔换向单元的第二相检测电路的前端，电阻R6的另一端与第六发光二极管D7的正端连接，第六发光二极管D7的负端与电连接器插头A的接点(7)连接； 霍尔换向单元的第第三相检测电路由电阻R7和第七发光二极管D8串联组成，电阻R7的一端为霍尔换向单元的第三相检测电路的前端，电阻R7的另一端与第七发光二极管D8的正端连接，第七发光二极管D8的负端与电连接器插头A的接点(8)连接； 第三单刀单掷开关S4的另一端分别与位置传感器激磁绕组LI检测支路、位置传感器次级绕组L2检测支路和位置传感器次级绕组L3检测支路的前端连接； 位置传感器次级绕组L2检测支路由电阻R8、第八发光二极管D9和第四双刀单掷开关S8串联组成，电阻R8的一端为位置传感器次级绕组L2检测支路的前端，电阻R8的另一端与第八发光二极管D9的正端连接，第八发光二极管D9的负端与第四双刀单掷开关S8第一刀的一端连接，第四双刀单掷开关S8第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(9)连接，第四双刀单掷开关S8第二刀的一端接地，第四双刀单掷开关S8第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(10)连接； 位置传感器次级绕组L3检测支路由电阻R9、第九发光二极管DlO和第五双刀单掷开关S9串联组成，电阻R9的一端为位置传感器次级绕组L3检测支路的前端，电阻R9的另一端与第九发光二极管DlO的正端连接，第九发光二极管DlO的负端与第五双刀单掷开关S9第一刀的一端连接，第五双刀单掷开关S9第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(11)连接，第五双刀单掷开关S9第二刀的一端接地，第五双刀单掷开关S9第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(12)连接； 位置传感器次级绕组LI检测支路由电阻R10、第十发光二极管Dll和第六双刀单掷开关SlO串联组成，电阻RlO的一端为位置传感器次级绕组L3检测支路的前端，电阻R9的另一端与第十发光二极管Dll的正端连接，第十发光二极管Dll的负端与第六双刀单掷开关SlO第一刀的一端连接，第六双刀单掷开关SlO第一刀的另一端与电连接器插头A的接点(13)连接，第六双刀单掷开关SlO第二刀的一端接地，第六双刀单掷开关SlO第二刀的另一端与电连接器插头A的接点(14)连接。
2.—种电动舵机电气故障快速检测方法,被检测电动舵机的第一定子绕组Wl的一端与电连接器插座B的接点⑴连接，第二定子绕组W2的一端与电连接器插座B的接点(2)连接，第三定子绕组W3的一端与电连接器插座B的接点(3)连接，第一定子绕组Wl的另一端、第二定子绕组W2的另一端和第三定子绕组W3的另一端连接； 被检测电动舵机的霍尔换向单元电源U+与电连接器插座B的接点(4)连接，霍尔换向单元的电源U-与电连接器插座B的接点(5)连接，霍尔换向单元的第一相端口 Hl与电连接器插座B的接点(6)连接，霍尔换向单元的第二相端口 H2与电连接器插座B的接点(7)连接，霍尔换向单元的第三相端口 H3与电连接器插座B的接点(8)连接； 被检测电动舵机的位置传感器次级绕组L2的非同名端与电连接器插座B的接点(9)连接，位置传感器次级绕组L2的同名端与电连接器插座B的接点(10)连接；位置传感器次级绕组L3的同名端与电连接器插座B的接点(11)连接，位置传感器次级绕组L3的非同名端与电连接器插座B的接点(12)连接；位置传感器激磁绕组LI的同名端与电连接器插座B的接点(13)连接，位置传感器激磁绕组LI的非同名端与电连接器插座B的接点(14)连接; 其特征在于:使用如权利要求1所述的检测电路进行检测，检测的步骤为: 2.1、检测准备:将电动舵机电气故障快速检测电路的所有开关处于断开状态；将舵机电气故障快速检测电路的电连接器插头A和被检测电动舵机的电连接器插座B连接； 2.2、检测电动舵机的定子绕组: 2.2.1、建立定子绕组检测真值表:闭合第一单刀单掷开关SI和第二单刀单掷开关S2，闭合第一双刀单掷开关S5，将第一双刀单掷开关S5和第一发光二极管D2的状态记录到定子绕组检测真值表中，真值“I”表示双刀单掷开关闭合或者发光二极管点亮，真值“O”表示双刀单掷开关断开或者发光二极管熄灭；真值表是四行六列的二维表，第一行从左到右依次是S5、S6、S7、D2、D3、D5，第二行至第四行为真值的数值；然后将第一双刀单掷开关S5断开；闭合第二双刀单掷开关S6，将第二双刀单掷开关S6和第二发光二极管D3的状态记录到真值表中，然后将第二双刀单掷开关S6断开；闭合第三双刀单掷开关S7，将第三双刀单掷开关S7和第三发光二极管D5的状态记录到真值表中，然后将第三双刀单掷开关S7断开； 2.2.2、定子绕组断线故障判定: 2.2.2.1、判定第一定子绕组Wl出现断线故障的条件是: S5的真值为“I”、S6和S7的真值均为“O”时，D2为的真值为“O”； S7的真值为“I”、S5和S6的真值均为“O”时，D5为的真值为“I”； 2.2.2.2、判定第二定子绕组W2出现断线故障的条件是: S5的真值为“I”、S6和S7的真值均为“O”时，D2为的真值为“O”； S6的真值为“I”、S5和S7的真值均为“O”时，D3为的真值为“I”； 2.2.2.3、判定第三定子绕组W3出现断线故障的条件是: S6的真值为“I”、S5和S7的真值均为“O”时，D3为的真值为“O”； S5的真值为“I”、S6和S7的真值均为“O”时，D2为的真值为“I” 若D2、D3、D5真值为始终“O”时，判定第一定子绕组Wl至第一定子绕组W3均出现断线故障； 完成电动舵机定子绕组的检测后，断开第二单刀单掷开关S2 ； 2.3、检测电动舵机的电机霍尔换向单元:闭合第三单刀单掷开关S3，转动电动舵机的转动轴，同时观察第五发光二极管D6、第六发光二极管D7、第七发光二极管D8的亮灭状态；若第五发光二极管D6、第六发光二极管D7、第七发光二极管D8依次按顺序轮流点亮然后熄灭时，则舵机中无刷直流电机霍尔换向单元无故障，连接正确；若第五发光二极管D6、第六发光二极管D7、第七发光二极管D8中存在不能点亮或者长亮的发光二极管时，则舵机中无刷直流电机霍尔换向单元存在故障；完成电动舵机的电机霍尔换向单元的检测后断开第三单刀单掷开关S3 ； 2.4、检测电动舵机的位置传感器:闭合第四单刀单掷开关S4， 闭合第四双刀单掷开关S8，若第八发光二极管D9不发亮时，判定位置传感器次级绕组L2断线故障，否则无故障； 闭合第五双刀单掷开关S9，若第九发光二极管DlO不发亮时，判定位置传感器次级绕组L3断线故障，否则无故障； 闭合第六双刀单掷开关S10，若第十发光二极管Dll不发亮时，判定位置传感器次级绕组L2断线故障，否则无故障。
【文档编号】G01R31/06GK104280654SQ201410524556
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】李建 申请人:兰州飞行控制有限责任公司