电机堵转检测方法、装置、终端设备及存储介质 |
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| 申请号 | CN202410094743.3 | 申请日 | 2024-01-23 | 公开(公告)号 | CN117938029A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 苏州汇川联合动力系统股份有限公司; | 发明人 | 龚旦; 侯义朋; 张伟; | ||||
| 摘要 | 本 申请 公开了一种 电机 堵转检测方法、装置、终端设备及存储介质，涉及电机技术领域，该方法包括：采集电机的驱动数据和运行数据；基于驱动数据和运行数据计算电机输入功率；根据预设的 控制器 参数、电机给定 频率 值和运行数据计算电机理论输出功率；根据运行数据、电机输入功率和电机理论输出功率确定电机是否发生电机堵转。采用本方案能够避免因估算 转子 初始 位置 出现偏差而导致堵转保护失效的情况，通过获取电机的运行数据、电机输入功率和理论输出功率，从电机功率平衡的 角 度进行电机堵转检测，直接确定电机是否发生堵转，从而确保了电机堵转判断的准确性，使电机堵转保护逻辑可正确启动，从而保障了电机的运行安全。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电机堵转检测方法，其特征在于，所述电机堵转检测方法包括： |
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| 说明书全文 | 电机堵转检测方法、装置、终端设备及存储介质技术领域[0001] 本申请涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机堵转检测方法、装置、终端设备及存储介质。 背景技术[0003] 当前无传感控制算法主要是根据电机模型和控制器三相电流、电压进行转子位置估算，然后利用转子位置的变化量来计算转速。但是，当电机模型参数不正确时，会导致转子位置估算错误，无法正常启动电机；当电机在低速时，算法估算转子位置的估算偏差较大，如遇上大负载工况，电机同样无法启动，在以上两种工况下，电机无法正常启动而进入到堵转状态，但是，软件算法上由于估算的转子位置不准确，计算出的转速不为零，控制器无法及时启动电机堵转保护逻辑，若电机堵转时间较长，会直接将电机烧毁。 [0004] 综上，如何准确计算电机的堵转状态，防止由于无法识别电机堵转导致保护不及时，造成电机烧毁的情况发生，俨然已成为本领域亟需解决的技术问题。发明内容 [0005] 本申请的主要目的在于提供一种电机堵转检测方法、装置、终端设备及存储介质，旨在准确计算电机的堵转状态，防止由于无法识别电机堵转导致保护不及时，造成电机烧毁的情况发生。 [0006] 为实现上述目的，本申请提供一种电机堵转检测方法，所述电机堵转检测方法包括： [0007] 采集电机的驱动数据和运行数据； [0008] 基于所述驱动数据和所述运行数据计算电机输入功率； [0009] 根据预设的控制器参数、电机给定频率值和所述运行数据计算电机理论输出功率； [0010] 根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转。 [0011] 可选地，所述运行数据包括输出电流，所述根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转的步骤，包括： [0012] 判断所述输出电流和预设的峰值电流之间的第一比值是否超过第一阈值； [0013] 判断所述电机输入功率和所述电机理论输出功率之间的第二比值是否低于预设的第二阈值； [0014] 若所述第一比值超过所述第一阈值、所述第二比值低于所述第二阈值，且维持时长达到预设时长，则确定所述电机发生电机堵转。 [0016] 基于所述三相电流值、所述三相脉宽和所述发波周期计算母线电流值； [0017] 基于所述母线电流值和所述母线电压值计算初始电机输入功率，并对所述初始电机输入功率进行低通滤波，得到电机输入功率。 [0018] 可选地，所述运行数据还包括所述电机的Q轴电流值，所述根据预设的控制器参数、电机给定频率值和所述运行数据计算电机理论输出功率的步骤，包括： [0019] 根据预设的控制器参数和所述Q轴电流值计算所述电机的输出转矩； [0020] 根据所述输出转矩和电机给定频率值计算电机理论输出功率。 [0021] 可选地，所述电机堵转检测方法还包括： [0022] 判断所述电机的运行参数是否符合堵转检测退出条件，其中，所述运行参数包括电机运行时长、电机控制状态和给定电机转速； [0023] 若所述运行参数不符合所述堵转检测退出条件，则执行根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转的步骤。 [0024] 可选地，所述判断所述电机的运行参数是否符合堵转检测退出条件的步骤，包括： [0025] 分别监测所述电机的电机运行时长、电机控制状态和给定电机转速； [0026] 在监测到所述电机运行时长超过预设的时间阈值，和/或者所述电机控制状态处于弱磁状态，和/或者所述给定电机转速与预设的额定转速之间的比值低于预设阈值时，判定所述电机的运行参数符合堵转检测退出条件。 [0027] 可选地，在所述根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转的步骤之后，所述方法还包括： [0028] 若确定所述电机发生堵转，则通过预设的测功机获取所述电机的转速和扭矩； [0029] 根据所述转速和所述扭矩验证所述电机是否发生所述电机堵转，并输出相应的验证信息。 [0030] 此外，为实现上述目的，本申请还提供一种电机堵转检测装置，所述电机堵转检测装置包括： [0032] 输入功率计算模块，用于基于所述驱动数据和所述运行数据计算电机输入功率； [0033] 理论输出功率计算模块，用于根据预设的控制器参数、电机给定频率值和所述运行数据计算电机理论输出功率； [0034] 堵转确定模块，用于根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转。 [0035] 此外，为实现上述目的，本申请还提供一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电机堵转检测程序，所述电机堵转检测程序被所述处理器执行时实现如上所述的电机堵转检测方法的步骤。 [0036] 此外，为实现上述目的，本申请还提出一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有电机堵转检测程序，所述电机堵转检测程序被处理器执行时实现如上所述的电机堵转检测方法的步骤。 [0037] 本申请实施例提出的一种电机堵转检测方法、装置、终端设备及存储介质，该电机堵转检测方法包括：采集电机的驱动数据和运行数据；基于所述驱动数据和所述运行数据计算电机输入功率；根据预设的控制器参数、电机给定频率值和所述运行数据计算电机理论输出功率；根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转。 [0038] 相比于传统的电机堵转检测方法，本申请通过采集电机的驱动数据和运行数据，然后，基于采集到的驱动数据和运行数据计算电机的电机输入功率，然后，根据预设的控制器参数、电机给定频率值和运行数据计算电机的电机理论输出功率，最后，根据得到的运行数据、电机输入功率和电机理论输出功率确定电机是否发生电机堵转，如此，本方案无需通过估算转子初始位置来判断电机是否发生堵转，避免了因估算转子初始位置出现偏差而导致堵转保护失效的情况，通过获取电机的运行数据、电机输入功率和理论输出功率，从电机功率平衡的角度进行电机堵转检测，直接确定电机是否发生堵转，从而确保了电机堵转判断的准确性，使电机堵转保护逻辑可正确启动，保障了电机的运行安全。附图说明 [0040] 图2为本申请电机堵转检测方法第一实施例的流程示意图； [0041] 图3为本申请电机堵转检测方法一实施例所涉及的堵转检测硬件装置示意图； [0042] 图4为本申请电机堵转检测方法一实施例所涉及的软件控制系统结构示意图； [0043] 图5为本申请电机堵转检测方法第一实施例所涉及的检测流程示意图； [0044] 图6为本申请电机堵转检测装置一实施例的功能模块示意图。 [0045] 本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 具体实施方式[0046] 应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。 [0047] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。 [0048] 需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。 [0049] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。 [0050] 另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。 [0051] 本申请实施例提供一种终端设备。 [0052] 如图1所示，图1是本申请实施例方案涉及的终端设备硬件运行环境的设备结构示意图。 [0053] 在本实施例中，终端设备可以是电机的电机控制器，电机具体可以为永磁同步电机、异步电机等。 [0054] 如图1所示，在终端设备的硬件运行环境中，该终端设备可以包括：处理器1001，例如CPU，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI‑FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non‑volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。 [0055] 本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端设备结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。 [0057] 在图1所示的设备中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的电机堵转检测程序，并执行以下操作： [0058] 采集电机的驱动数据和运行数据； [0059] 基于所述驱动数据和所述运行数据计算电机输入功率； [0060] 根据预设的控制器参数、电机给定频率值和所述运行数据计算电机理论输出功率； [0061] 根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转。 [0062] 可选地，所述运行数据包括输出电流，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的电机堵转检测程序，并执行以下操作： [0063] 判断所述输出电流和预设的峰值电流之间的第一比值是否超过第一阈值； [0064] 判断所述电机输入功率和所述电机理论输出功率之间的第二比值是否低于预设的第二阈值； [0065] 若所述第一比值超过所述第一阈值、所述第二比值低于所述第二阈值，且维持时长达到预设时长，则确定所述电机发生电机堵转。所述预设时长为0～10s。优选的，在一较佳实现示例中，所述预设时长为5s。 [0066] 可选地，所述驱动数据包括三相脉宽和发波周期，所述运行数据还包括三相电流值和母线电压值，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的电机堵转检测程序，并执行以下操作： [0067] 基于所述三相电流值、所述三相脉宽和所述发波周期计算母线电流值； [0068] 基于所述母线电流值和所述母线电压值计算初始电机输入功率，并对所述初始电机输入功率进行低通滤波，得到电机输入功率。 [0069] 可选地，所述运行数据还包括所述电机的Q轴电流值，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的电机堵转检测程序，并执行以下操作： [0070] 根据预设的控制器参数和所述Q轴电流值计算所述电机的输出转矩； [0071] 根据所述输出转矩和电机给定频率值计算电机理论输出功率。 [0072] 可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的电机堵转检测程序，并执行以下操作： [0073] 判断所述电机的运行参数是否符合堵转检测退出条件，其中，所述运行参数包括电机运行时长、电机控制状态和给定电机转速； [0074] 若所述运行参数不符合所述堵转检测退出条件，则执行根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转的步骤。 [0075] 可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的电机堵转检测程序，并执行以下操作： [0076] 分别监测所述电机的电机运行时长、电机控制状态和给定电机转速； [0077] 在监测到所述电机运行时长超过预设的时间阈值，和/或者所述电机控制状态处于弱磁状态，和/或者所述给定电机转速与预设的额定转速之间的比值低于预设阈值时，判定所述电机的运行参数符合堵转检测退出条件。 [0078] 可选地，处理器1001还可以用于调用存储器1005中存储的电机堵转检测程序，并执行以下操作： [0079] 若确定所述电机发生堵转，则通过预设的测功机获取所述电机的转速和扭矩； [0080] 根据所述转速和所述扭矩验证所述电机是否发生所述电机堵转，并输出相应的验证信息。 [0081] 基于上述的硬件结构，提出本申请电机堵转检测方法的各个实施例的整体构思。 [0082] 在本申请实施例中，近年来，电机控制技术发展迅速，这种电机在汽车电子产品中的占有率越来越高，在某些汽车零部件中，并不允许电机上安装位置编码器，控制器需要使用无传感控制算法进行电机驱动。 [0083] 当前无传感控制算法主要是根据电机模型和控制器三相电流、电压进行转子位置估算，然后利用转子位置的变化量来计算转速。但是，当电机模型参数不正确时，会导致转子位置估算错误，无法正常启动电机；当电机在低速时，算法估算转子位置的估算偏差较大，如遇上大负载工况，电机同样无法启动，在以上两种工况下，电机无法正常启动而进入到堵转状态，但是，软件算法上由于估算的转子位置不准确，计算出的转速不为零，控制器无法及时启动电机堵转保护逻辑，若电机堵转时间较长，会直接将电机烧毁。 [0084] 综上，如何准确计算电机的堵转状态，防止由于无法识别电机堵转导致保护不及时，造成电机烧毁的情况发生，俨然已成为本领域亟需解决的技术问题。 [0085] 针对上述问题，本申请实施例提出一种电机堵转检测方法，该方法包括：采集电机的驱动数据和运行数据；基于所述驱动数据和所述运行数据计算电机输入功率；根据预设的控制器参数、电机给定频率值和所述运行数据计算电机理论输出功率；根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转。 [0086] 相比于传统的电机堵转检测方法，本申请通过采集电机的驱动数据和运行数据，然后，基于采集到的驱动数据和运行数据计算电机的电机输入功率，然后，根据预设的控制器参数、电机给定频率值和运行数据计算电机的电机理论输出功率，最后，根据得到的运行数据、电机输入功率和电机理论输出功率确定电机是否发生电机堵转，如此，本方案无需通过估算转子初始位置来判断电机是否发生堵转，避免了因估算转子初始位置出现偏差而导致堵转保护失效的情况，通过获取电机的运行数据、电机输入功率和理论输出功率，从电机功率平衡的角度进行电机堵转检测，直接确定电机是否发生堵转，从而确保了电机堵转判断的准确性，使电机堵转保护逻辑可正确启动，保障了电机的运行安全。 [0087] 基于上述本申请电机堵转检测方法的总体构思，提出本申请电机堵转检测方法的各个实施例。 [0088] 请参照图2，图2为本申请电机堵转检测方法第一实施例的流程示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。 [0089] 在本实施例中，为便于理解和阐述，在本实施例中均以电机控制器作为直接的执行主体，以针对本申请电机堵转检测方法进行阐述。 [0090] 如图2所示，在本实施例中，本申请电机堵转检测方法可以包括： [0091] 步骤S10:采集电机的驱动数据和运行数据； [0092] 需要说明的是，在本实施例中，电机无位置传感器的堵转检测硬件装置如图3所示，该硬件装置用于对电机进行转子堵转检测，装置包括：直流电源、三相逆变器(驱动器)、测功机、扭矩测试仪和电机，直流电源与三相逆变器通过导线形成电性连接，三相逆变器与电机通过导线形成电性连接，三相逆变器与后台监控通过CAN总线(Controller Area Network控制器局域网总线)进行通信，电机的输出轴连接扭矩测试仪和测功机，其中，三相逆变器是电机控制器的组成部分，用于将直流电源转换成交流电为电机供电，后台监控可以为计算机、笔记本等终端中的应用软件，用于监控电机控制器中的数据信息。 [0093] 还需要说明的是，电机控制器中配置有软件控制系统，软件控制系统结构如图4所示，该软件控制系统为电机控制器对电机进行控制的控制基础，具体地，该软件控制系统包括：①转速环PI调节器(线性调节器)、②转速环输出电流限幅模块、③D轴电流环PI调节器、④Q轴电流环PI调节器、⑤弱磁环PI调节器、⑥Ud、Uq合成电压模块、⑦PARK逆变换模块、⑧SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation空间矢量脉宽调制)变换模块、⑨三相逆变器、⑩CLAKE变换模块(Clarke Transformation克拉克变换)、 PARK变换模块、 转子位置、频率估算模块、 电机，其中，转速环PI调节器的输入端与转子位置、频率估算模块连接，转速环PI调节器的输出端与转速环输出电流限幅模块连接，Q轴电流环的输入端分别与转速环输出电流限幅模块、PARK变换模块连接，Q轴电流环的输出端与PARK逆变换模块连接，PARK逆变换模块与SVPWM变换模块连接，SVPWM变换模块与三相逆变器连接，三相逆变器与电机连接，CLAKE变换模块分别与三相逆变器、PARK变换模块连接，PARK变换模块与D轴电流环连接，Ud、Uq合成电压模块分别与D轴电流环PI调节器、Q轴电流环PI调节器、弱磁环PI调节器连接。 [0094] 在本实施例中，当电机控制器开始启动后，电机控制器通过预设的三相电流传感器对电机进行数据采样，采样的数据分为驱动数据和运行数据，其中，电机可以为永磁同步电机，还可以为异步电机，驱动数据为三相驱动器驱动电机的相关数据，运行数据为电机运行时的数据。 [0095] 步骤S20:基于所述驱动数据和所述运行数据计算电机输入功率； [0096] 在本实施例中，电机控制器基于驱动数据和运行数据来计算电机输入功率。 [0097] 进一步地，在一种可行的实施例中，所述驱动数据包括三相脉宽和发波周期，所述运行数据还包括三相电流值和母线电压值，步骤S20，包括： [0098] 步骤S201：基于所述三相电流值、所述三相脉宽和所述发波周期计算母线电流值； [0099] 需要说明的是，在本实施例中，驱动数据包括三相脉宽和发波周期，运行数据包括三相电流和母线电压，其中，三相脉宽为三相逆变器在单个发波周期内U/V/W三相各自的有效脉宽时间，即Tu、Tv、Tw，发波周期为PWM(Pulse Width Modulation脉冲宽度调制)发波周期T，三相脉宽和发波周期为预设的载波频率，电机控制器通过配置的软件控制系统可直接确定具体的数据，三相电流值为电机控制器通过预设的三相电流传感器进行采样得到的Iu、Iv、Iw，三相电流值即为软件控制系统中的Ia、Ib和Ic，由于Ia、Ib和Ic三相和为零，根据采集Ia和Ic即可确定Ib的值。 [0100] 在本实施例中，电机控制器基于三相电流值、三相脉宽和发波周期计算电机的母线电流，具体地，母线电流Idc的计算公式为：Idc＝(Iu*(Tu)+Iv*(Tv)+Iw*(Tw))/T。 [0101] 步骤S202：基于所述母线电流值和所述母线电压值计算初始电机输入功率，并对所述初始电机输入功率进行低通滤波，得到电机输入功率。 [0102] 在本实施例中，电机控制器基于母线电流Idc和母线电压Udc计算电机的初始电机输入功率，为了防止估算出的初始电机输入功率的值有抖动，对计算出来的初始电机输入功率进行一阶低通滤波，滤波时间优选为200ms，得到滤波后的电机输入功率P1。 [0103] 步骤S30:根据预设的控制器参数、电机给定频率值和所述运行数据计算电机理论输出功率； [0104] 需要说明的是，在本实施例中，控制器参数指电机的电机参数，电机参数可从电机铭牌中获取，控制器参数具体可以包括电机极对数P、电机额定反电势V和电机额定频率H。 [0105] 在本实施例中，电机控制器根据预设的控制器参数、电机给定频率值和运行数据计算电机的电机理论输出功率。 [0106] 进一步地，在一种可行的实施例中，所述运行数据还包括所述电机的Q轴电流值，步骤S30，包括： [0107] 步骤S301：根据预设的控制器参数和所述Q轴电流值计算所述电机的输出转矩； [0108] 需要说明的是，在电机中，通常将电流分解为两个分量，即D轴电流和Q轴电流，其中，Q轴电流垂直于磁场方向，决定了电机磁场的强弱，在本实施例中，电机控制器采用D轴电流值为0的控制策略，即此时Q轴电流值等于转矩电流值，用于计算电机的输出转矩。 [0109] 在本实施例中，电机控制器根据预设的控制器参数和电机的Q轴电流来计算电机的输出转矩T，具体地，输出转矩T的计算公式为：T＝3*P*Ψ*I/2，Ψ＝V/(2*π*H)。其中，Ψ在非弱磁条件下，Ψ为定值，Ψ在弱磁条件下，Ψ会随着去磁电流的增加而减小，因此，本实施例仅适用于电机在非弱磁条件下。 [0110] 此外，在一种可行的实施例中，电机控制器通过识别弱磁环的输出量来识别电机是否进入弱磁状态，具体地，如图4所示，当弱磁环输出的Id’为负值时，判定电机进入弱磁状态，弱磁状态是指电机饱和状态下，由于磁场不足或失调，电磁转矩和转速会下降，电机输出功率减小的状态。 [0111] 步骤S302：根据所述输出转矩和电机给定频率值计算电机理论输出功率。 [0112] 在本实施例中，电机控制器根据计算得到的输出转矩T和电机给定频率值Frq计算电机理论输出功率P2，具体地，电机理论输出功率P2＝T*Frq*2*π，需要说明的是，计算出的理论输出功率P2只包含了电机机械功率，未考虑电机的功率损耗。 [0113] 步骤S40:根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转。 [0114] 需要说明的是，在本实施例中，电机堵转是电机在转速为0时仍然输出扭矩的一种情况，一般都是机械的或者人为的。由于电机负载过大、拖动的机械故障、轴承损坏扫膛等原因引起的电动机无法启动或停止转动的现象。电机堵转时功率因数极低，堵转时的电流(称堵转电流)最高可达额定电流的7倍，时间稍长就会烧坏电机。 [0115] 在本实施例中，电机控制器根据运行数据、电机输入功率和电机理论输出功率来确定电机是否发生电机堵转，通过从电机输入输出功率平衡的角度，利用电机输入功率和电机理论输出功率之间的差异、堵转时输出电流特性判断电机的堵转状态，且计算过程简单，有利于电机的堵转保护。 [0116] 进一步地，在一种可行的实施例中，所述运行数据包括输出电流，步骤S40，包括： [0117] 步骤S401:判断所述输出电流和预设的峰值电流之间的第一比值是否超过第一阈值； [0118] 在本实施例中，电机控制器将采集到的输出电流和预设的峰值电流进行比较，将输出电流和峰值电流之间的比值称为第一比值，判断该第一比值是否超过预设的第一阈值，其中，输出电流为三相电流的有效值，第一阈值优选为90％。 [0119] 步骤S402:判断所述电机输入功率和所述电机理论输出功率之间的第二比值是否低于预设的第二阈值； [0120] 在本实施例中，电机控制器将计算得到的电机输入功率和电机理论输出功率进行比较，将电机输入功率和电机理论输出功率之间的比值称为第二比值，判断该第二比值是否超过预设的第二阈值，其中，第二阈值优选为60％。 [0121] 需要说明的是，由于电机输入功率的计算中未考虑电机控制器自身的损耗，电机理论输出功率的计算中未考虑电机的热损耗，因此，在进行电机堵转检测时需预留40％的数据偏差余量。 [0122] 步骤S403:若所述第一比值超过所述第一阈值、所述第二比值低于所述第二阈值，且维持时长达到预设时长，则确定所述电机发生电机堵转。 [0123] 在本实施例中，电机控制器若确定第一比值超过第一阈值、第二比值低于第二阈值，且两个条件的维持时长达到预设时长时，则确定电机发生电机堵转，所述预设时长为0～10s。优选的，在一较佳实现示例中，所述预设时长为5s。 [0124] 即，输出电流＞峰值电流*90％，电机输入功率＜电机理论输出功率*60％，同时，为避免误判，在确定以上堵转条件维持预设时长后，则确定电机发生电机堵转，其中，预设时长优选为5s。 [0125] 在另一种可行的实施例中，若第一比值未超过第一阈值，和/或者，第二比值高于第二阈值，即输出电流≤峰值电流*90％，电机输入功率≥电机理论输出功率*60％则确定所述电机未发生电机堵转。 [0126] 本申请实施例中，当电机控制器开始启动后，电机控制器通过预设的三相电流传感器对电机进行数据采样，采样的数据分为驱动数据和运行数据，其中，驱动数据为三相驱动器驱动电机的相关数据，运行数据为电机运行时的数据；然后，电机控制器基于驱动数据和运行数据来计算电机输入功率，电机控制器根据预设的控制器参数、电机给定频率值和运行数据计算电机的电机理论输出功率；最后，电机控制器根据运行数据、电机输入功率和电机理论输出功率来确定电机是否发生电机堵转，通过从电机输入输出功率平衡的角度，利用电机输入功率和电机理论输出功率之间的差异、堵转时输出电流特性判断电机的堵转状态，且计算过程简单，有利于电机的堵转保护。 [0127] 如此，本申请实施例无需通过估算转子初始位置来判断电机是否发生堵转，避免了因估算转子初始位置出现偏差而导致堵转保护失效的情况，通过获取电机的运行数据、电机输入功率和理论输出功率，从电机功率平衡的角度进行电机堵转检测，直接确定电机是否发生堵转，从而确保了电机堵转判断的准确性，使电机堵转保护逻辑可正确启动，保障了电机的运行安全。 [0128] 进一步地，基于上述本申请电机堵转检测方法的第一实施例，提出本申请电机堵转检测方法的第二实施例。 [0129] 在本实施例中，本申请电机堵转检测方法还可以包括： [0130] 步骤S50：判断所述电机的运行参数是否符合堵转检测退出条件，其中，所述运行参数包括电机运行时长、电机控制状态和给定电机转速； [0131] 在本实施例中，电机控制器判断电机的运行参数是否满足堵转检测退出条件，其中，电机的运行参数包括电机运行时长、电机控制状态和给定电机转速。 [0132] 步骤S60：若所述运行参数不符合所述堵转检测退出条件，则执行根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转的步骤。 [0133] 在本实施例中，电机控制器通过判断确定监测到的运行参数不符合堵转检测退出条件，则执行据运行数据、电机输入功率和电机理论输出功率确定电机是否发生电机堵转的步骤。 [0134] 在另一种可行的实施例中，若电机控制器通过判断确定监测到的运行参数符合堵转检测退出条件，则确定此时无需/无法判断电机的堵转情况，则不再对电机进行堵转检测。 [0135] 示例性地，如图5所示，在电机控制器启动后，电机控制器依次估算母线电流、计算输入功率、估算输出转矩、计算输出功率，具体地，电机控制器基于采集的三相电流值、三相脉宽和发波周期估算母线电流值，基于母线电流值和母线电压值计算电机输入功率，根据控制器参数和电机的Q轴电流值计估算输出转矩，根据输出转矩和电机给定频率值计算电机理论输出功率；然后，电机控制器根据电机的运行参数进行堵转检测退出条件的判断，当运行参数满足堵转检测退出条件时，结束堵转检测步骤，当运行参数不满足堵转检测退出条件时，进行输出电流阈值判断和输出功率阈值判断，即判断输出电流和峰值电流之间的第一比值是否超过第一阈值，判断电机输入功率和电机理论输出功率之间的第二比值是否低于第二阈值，当第一比值超过第一阈值且第二比值低于第二阈值时，判断电机堵转故障，若第一比值未超过第一阈值或者第二比值高于第二阈值时，结束堵转检测步骤。 [0136] 进一步地，在一种可行的实施例中，步骤S50，包括： [0137] 步骤S501：分别监测所述电机的电机运行时长、电机控制状态和给定电机转速； [0138] 在本实施例中，电机控制器分别监测电机的电机运行时长、电机控制状态和给定电机转速。 [0139] 步骤S502：在监测到所述电机运行时长超过预设的时间阈值，和/或者所述电机控制状态处于弱磁状态，和/或者所述给定电机转速与预设的额定转速之间的比值低于预设阈值时，判定所述电机的运行参数符合堵转检测退出条件。 [0140] 在本实施例中，电机控制器在监测到电机运行时长超过预设的时间阈值，和/或者，电机控制状态处于弱磁状态，和/或者，给定电机转速与预设的额定转速之间的比值低于预设阈值时，电机控制器可判定电机的运行参数符合堵转检测退出条件，电机控制器立即退出堵转检测的判断。 [0141] 在另一种可行的实施例中，当上述堵转检测退出条件均不满足时，电机控制器按照电机的运行数据、电机输入功率和电机理论输出功率确定电机是否发生了电机堵转。 [0142] 需要说明的是，由于堵转只会在起机阶段发生，为防止误报，只在起机后10s内进行堵转检测，因此，时间阈值优选为10s；由于电机在进入弱磁状态后，输出转矩T的计算公式T＝3*P*Ψ*I/2将不再适用，因此，在电机控制状态进入弱磁状态时退出堵转检测；当给定转速过低时，电机效率偏低，计算出的理论输出功率将与实际输出功率偏差较大，因此，预设阈值优选为1/2，避免因理论输出功率与实际输出功率偏差较大而导致的堵转状态误判,即，堵转检测退出条件为：电机运行时长超过10s，电机控制进入弱磁区，给定转速与额定转速之间的比值低于1/2,在满足上述堵转检测退出条件的其中一项或者多项时，电机控制器立即退出堵转检测的判断。 [0143] 进一步地，在一种可行的实施例中，在步骤S40：根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转的步骤之后，本申请电机堵转检测方法还可以包括： [0144] 步骤S70：若确定所述电机发生堵转，则通过预设的测功机获取所述电机的转速和扭矩； [0145] 步骤S80：根据所述转速和所述扭矩验证所述电机是否发生所述电机堵转，并输出相应的验证信息。 [0146] 在本实施例中，电机控制器通过前述步骤确定电机发生堵转时，则通过堵转检测装置中的测功机获取电机的转速和扭矩，该转速和扭矩均为电机的实时采集数据，根据电机此时的转速和扭矩确定电机是否真实发生电机堵转，具体地，当实时转速值为零且扭矩值不为零时，判定发生电机堵转，输出“电机堵转”的验证信息，当实时转速值不为零，或者转速值和扭矩值均不为零时，判断未发生电机堵转，输出“电机未堵转”的验证信息。 [0147] 如此，本申请实施例通过在判断电机的运行参数是否满足堵转检测退出条件，确定堵转检测的检测时机，避免误报故障，同时在通过检测电机的功率平衡状况、电流运行状况确定电机发生堵转时，通过获取电机实时的转速值和扭矩值验证电机是否真实发生堵转，提高了电机堵转检测的准确性和可靠性，使电机堵转保护逻辑可正确启动，从而保障了电机的运行安全。 [0148] 此外，本申请实施例还提出一种电机堵转检测装置。 [0149] 请参照图6，本申请电机堵转检测装置包括： [0150] 采样模块10，用于采集电机的驱动数据和运行数据； [0151] 输入功率计算模块20，用于基于所述驱动数据和所述运行数据计算电机输入功率； [0152] 理论输出功率计算模块30，用于根据预设的控制器参数、电机给定频率值和所述运行数据计算电机理论输出功率； [0153] 堵转确定模块40，用于根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转。 [0154] 可选地，所述运行数据包括输出电流，所述堵转确定模块40，包括： [0155] 第一判断单元，用于判断所述输出电流和预设的峰值电流之间的第一比值是否超过第一阈值； [0156] 第二判断单元，用于判断所述电机输入功率和所述电机理论输出功率之间的第二比值是否低于预设的第二阈值； [0157] 堵转确定单元，用于若所述第一比值超过所述第一阈值、所述第二比值低于所述第二阈值，且维持时长达到预设时长，则确定所述电机发生电机堵转。 [0158] 可选地，所述驱动数据包括三相脉宽和发波周期，所述运行数据还包括三相电流值和母线电压值，所述输入功率计算模块20，包括： [0159] 母线电流值计算单元，用于基于所述三相电流值、所述三相脉宽和所述发波周期计算母线电流值； [0160] 输入功率计算单元，用于基于所述母线电流值和所述母线电压值计算初始电机输入功率，并对所述初始电机输入功率进行低通滤波，得到电机输入功率。 [0161] 可选地，所述运行数据还包括所述电机的Q轴电流值，所述理论输出功率计算模块30，包括： [0162] 输出转矩计算单元，用于根据预设的控制器参数和所述Q轴电流值计算所述电机的输出转矩； [0163] 理论输出功率计算单元，用于根据所述输出转矩和电机给定频率值计算电机理论输出功率。 [0164] 可选地，本申请电机堵转检测装置还可以包括： [0165] 检测退出判断模块，用于判断所述电机的运行参数是否符合堵转检测退出条件，其中，所述运行参数包括电机运行时长、电机控制状态和给定电机转速；若所述运行参数不符合所述堵转检测退出条件，则执行根据所述运行数据、所述电机输入功率和所述电机理论输出功率确定所述电机是否发生电机堵转的步骤。 [0166] 可选地，所述检测退出判断模块，包括： [0167] 运行参数监测单元，用于分别监测所述电机的电机运行时长、电机控制状态和给定电机转速； [0168] 检测退出判断单元，用于在监测到所述电机运行时长超过预设的时间阈值，和/或者所述电机控制状态处于弱磁状态，和/或者所述给定电机转速与预设的额定转速之间的比值低于预设阈值时，判定所述电机的运行参数符合堵转检测退出条件。 [0169] 可选地，本申请电机堵转检测装置还可以包括： [0170] 堵转验证模块，用于若确定所述电机发生堵转，则通过预设的测功机获取所述电机的转速和扭矩；根据所述转速和所述扭矩验证所述电机是否发生所述电机堵转，并输出相应的验证信息。 [0171] 其中，上述电机堵转检测装置中各个模块的功能实现与上述电机堵转检测方法实施例中各步骤相对应，其功能和实现过程在此处不再一一赘述。 [0172] 此外，本申请还提出一种存储介质，该存储介质上存储有电机堵转检测的程序，该电机堵转检测程序被处理器执行时实现如上所述本申请电机堵转检测方法的步骤。 [0173] 本申请存储介质的具体实施例与上述电机堵转检测方法各实施例基本相同，在此不作赘述。 [0174] 需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。 [0175] 上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。 |
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