一种永磁电机堵转检测方法及系统发明专利

专利名称：一种永磁电机堵转检测方法及系统

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202111019930.8

专利申请（专利权）人：河南嘉晨智能控制股份有限公司
权利人地址：河南省郑州市河南自贸试验区郑州片区(经开)经北六路99号

专利发明（设计）人：朱绍宇,李飞,姚欣

专利摘要：本发明的实施例提供一种永磁电机堵转检测方法及系统。该永磁电机堵转检测方法包括：周期性地检测永磁电机的控制器中三相MOS器件的温度；在检测到任一相MOS器件的温度上升时，绘制三相MOS器件的三相温度曲线；根据三相温度曲线之间的差异确定永磁电机是否发生堵转。采用本发明实施例的技术方案，能够及时且准确地检测出永磁电机堵转情况的发生，从而避免温度过高损坏MOS器件及电机。

主权利要求：
1.一种永磁电机堵转检测方法，其特征在于，所述永磁电机堵转检测方法包括；
周期性地检测永磁电机的控制器中三相MOS器件的温度；
在检测到任一相MOS器件的温度上升时，绘制三相MOS器件的三相温度曲线；
根据所述三相温度曲线之间的差异确定永磁电机是否发生堵转，包括：对比所述三相温度曲线，获取所述三相温度曲线之间的第一差异；对比所述三相温度曲线与预设的三相温度曲线模板，获取所述三相温度曲线与三相温度曲线模板之间的第二差异；根据所述第一差异和所述第二差异确定永磁电机是否发生堵转，在所述第一差异指示所述三相温度曲线中任两相温度曲线之间的差异值超过第一预设阈值时，且所述第二差异指示所述三相温度曲线中任一相超过对应温度曲线模板第二预设阈值时，确定永磁电机发生堵转。
2.根据权利要求1所述的一种永磁电机堵转检测方法，其特征在于，所述三相温度曲线模板为永磁电机正常运行时的最差工况所对应的三相MOS器件的温度曲线，所述最差工况为预先获取永磁电机正常运行时对应的各种工况的温度数据中三相MOS器件的温度值最高的工况。
3.根据权利要求1所述的一种永磁电机堵转检测方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述三相温度曲线与预设的三相温度曲线模板进行初比较，并在三相温度曲线中任一相温度曲线超过对应温度曲线模板时开始计时；
在计时达到计时阈值时，对比所述三相温度曲线以及对比三相温度曲线与三相温度曲线模板。
4.根据权利要求1‑3中任一项所述的一种永磁电机堵转检测方法，其特征在于，所述方法还包括：在确定永磁电机发生堵转时，执行电机堵转处理程序。
5.根据权利要求4所述的一种永磁电机堵转检测方法，其特征在于，所述方法还包括：在检测到三相MOS器件的温度均下降到预设温度阈值以下时，退出电机堵转处理程序。
6.一种永磁电机堵转检测系统，其特征在于，所述永磁电机堵转检测系统包括；
温度检测装置，用于周期性地检测永磁电机的控制器中三相MOS器件的温度；
曲线绘制模块，用于在检测到任一相MOS器件的温度上升时，绘制三相MOS器件的三相温度曲线；
判断模块，用于根据所述三相温度曲线之间的差异确定永磁电机是否发生堵转；
所述判断模块包括：对比单元，用于对比所述三相温度曲线，获取所述三相温度曲线之间的第一差异；对比所述三相温度曲线与预设的三相温度曲线模板，获取所述三相温度曲线与三相温度曲线模板之间的第二差异；判断单元，用于根据所述第一差异和所述第二差异确定永磁电机是否发生堵转，在所述第一差异指示所述三相温度曲线中任两相温度曲线之间的差异值超过第一预设阈值时，且所述第二差异指示所述三相温度曲线中任一相超过对应温度曲线模板第二预设阈值时，确定永磁电机发生堵转。 说明书 : 一种永磁电机堵转检测方法及系统技术领域[0001] 本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种永磁电机堵转检测方法及系统。背景技术[0002] 在永磁电机的使用中，因功率不足导致遇到复杂的工况电机出现负载过大的情况，例如电机堵转，会使交流电变为直流电，最严重情况下会导致交流电的峰值变为实际运行中的直流电，在所使用的控制器中的MOSFET器件以及电机端流过，如果持续一段时间会造成电机以及控制器不可逆转性损伤。[0003] 目前，大部分检测电机堵转的方法都是通过电机电流以及转速检测实现的，这些方法在某些特殊的工况下可能会产生误检测，导致电机工作异常。发明内容[0004] 本发明的实施例提供一种永磁电机堵转检测方法及系统，可以及时且准确地检测出电机状态提高永磁电机堵转检测的准确度[0005] 能够及时且准确地检测出永磁电机堵转情况的发生，从而避免温度过高损坏MOS器件及电机。[0006] 为达到上述目的，本发明的实施例提供了一种永磁电机堵转检测方法，包括；周期性地检测永磁电机的控制器中三相MOS器件的温度；在检测到任一相MOS器件的温度上升时，绘制三相MOS器件的三相温度曲线；根据三相温度曲线之间的差异确定永磁电机是否发生堵转。[0007] 可选地，根据三相温度曲线之间的第一差异确定永磁电机是否发生堵转，包括：对比三相温度曲线，获取三相温度曲线之间的第一差异；对比三相温度曲线与预设的三相温度曲线模板，获取三相温度曲线与三相温度曲线模板之间的第二差异；根据第一差异和第二差异确定永磁电机是否发生堵转。[0008] 可选地，根据第一差异和第二差异确定永磁电机是否发生堵转，包括：在第一差异指示三相温度曲线中任两相温度曲线之间的差异值超过第一预设阈值时，且第二差异指示三相温度曲线中任一相超过对应温度曲线模板第二预设阈值时，确定永磁电机发生堵转。[0009] 可选地，三相温度曲线模板为永磁电机正常运行时的最差工况所对应的三相MOS器件的温度曲线。[0010] 可选地，方法还包括：将三相温度曲线与预设的三相温度曲线模板进行初比较，并在三相温度曲线中任一相温度曲线超过对应温度曲线模板时开始计时；在计时达到计时阈值时，对比三相温度曲线以及对比三相温度曲线与三相温度曲线模板。[0011] 可选地，方法还包括在确定永磁电机发生堵转时，执行电机堵转处理程序。[0012] 可选地，方法还包括在检测到三相MOS器件的温度均下降到阈值以下时，退出电机堵转处理程序。[0013] 根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种永磁电机堵转检测系统，永磁电机堵转检测系统包括；温度检测装置，用于周期性地检测永磁电机的控制器中三相MOS器件的温度；曲线绘制模块，用于在检测到任一相MOS器件的温度上升时，绘制三相MOS器件的三相温度曲线；判断模块，用于根据三相温度曲线之间的差异确定永磁电机是否发生堵转。[0014] 可选地，判断模块包括：对比单元，用于对比三相温度曲线，获取三相温度曲线之间的第一差异；对比三相温度曲线与预设的三相温度曲线模板，获取三相温度曲线与三相温度曲线模板之间的第二差异；判断单元，用于根据第一差异和第二差异确定永磁电机是否发生堵转。[0015] 本发明实施例提供的一种永磁电机堵转检测方法及系统，通过检测永磁电机控制器中三相MOS器件的温度，并根据三相MOS器件的温度曲线之间的差异判断电机是否发生堵转，有效地提高了永磁电机堵转检测的及时性和准确性；相对于现有技术中根据电流来检测电机堵转的方式，可以避免在特殊工况下造成的误检测，从而保证能够检测出电机堵转情况的发生，保证电机正常工作。附图说明[0016] 图1为本发明实施例一的一种永磁电机堵转检测方法的流程图；[0017] 图2为本发明实施例二的一种永磁电机堵转检测方法的流程图；[0018] 图3为本发明实施例三的一种永磁电机堵转检测系统的结构示意图。具体实施方式[0019] 下面结合附图（若干附图中相同的标号表示相同的元素）和实施例，对本发明实施例的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。[0020] 本领域技术人员可以理解，本发明实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。[0021] 实施例一[0022] 图1示出了根据本发明实施例一的一种永磁电机堵转检测方法的流程图。该永磁电机堵转检测方法可用于在永磁电机运行过程中，根据三相MOS器件的温度差异来检测永磁电机是否发生堵转，从而有效地提高永磁电机堵转检测的准确度。[0023] 根据本发明的示例性实施例中，本发明的一种永磁电机堵转检测方法的执行主体可以是永磁电机控制器，但本领域技术人员应当明了，在实际应用中，任意具有相应的数据采集和处理功能的其他设备，均可以参考本实施例执行本发明的永磁电机堵转检测方法。例如，可以采用独立于永磁电机控制器的控制设备，或集成在永磁电机控制器中的控制单元，来执行该永磁电机堵转检测方法。[0024] 如图1所示，本实施例的一种工业车辆的危险识别方法包括以下步骤：[0025] 步骤S101，周期性地检测永磁电机的控制器中三相MOS器件的温度。[0026] 在本发明实施例中，待检测三相MOS器件包括三个MOS器件，具体为永磁电机控制器每一相电路中的一个MOS器件。在进行温度检测时，可通过在三相MOS器件处设置例如热敏电阻元件的温度检测设备，来检测三相MOS器件的温度，执行此步骤，可周期性地获取温度检测设备实时检测到的温度数据，并存储获取的温度数据。[0027] 步骤S102，在检测到任一相MOS器件的温度上升时，绘制三相MOS器件的三相温度曲线。[0028] 可选地，在根据检测到的温度数据判断三相MOS器件中的任一相MOS器件的温度上升时，开始根据检测到的温度数据绘制三相温度曲线，包括三条温度随时间变化的温度曲线，也即，每一相MOS器件绘制一条温度曲线。[0029] 步骤S103，根据所述三相温度曲线之间的差异确定永磁电机是否发生堵转。[0030] 由于电机堵转的情况发生时，直流电会造成三相MOS器件所通过的电流不等，相应地，三相MOS器件的热温度变化会产生差异。基于此，本发明实施例的一种永磁电机堵转检测方法，根据三相MOS器件的温度曲线之间的差异，可包括三相温度曲线对应点温度值之间的差异以及三相温度曲线的斜率之间的差异等，来判断永磁电机是否发生堵转，可以准确地检测出电机的堵转情况发生。[0031] 本发明实施例的一种永磁电机堵转检测方法，通过检测永磁电机控制器中三相MOS器件的温度，并根据三相MOS器件的温度曲线之间的差异判断电机是否发生堵转，有效地提高了永磁电机堵转检测的及时性和准确性；而且，相对于现有技术中根据电流来检测电机堵转的方式，可以避免在特殊工况下造成的误检测，从而保证检测出电机堵转情况的发生，保证电机正常工作。[0032] 实施例二[0033] 图2示出了根据本发明实施例二的一种永磁电机堵转检测方法的流程图，本实施例可视为上述实施例一的永磁电机堵转检测方法的一种可选的具体实施方式。[0034] 如图2所示，本实施例的一种永磁电机堵转检测方法包括以下步骤：[0035] 步骤S201，记录初始温度值。[0036] 在执行本实施例的永磁电机堵转检测方法时，首先获取温度检测检测设备检测到的温度值，记为初始温度值，包括三相MOS器件分别对应的三个温度值。[0037] 步骤S202，周期性地检测永磁电机的控制器中三相MOS器件的温度。[0038] 在实际应用中，周期性检测三相MOS器件温度的预设间隔时长，可以根据永磁电机的实际工况确定，例如，预设间隔时长可以设置为10ms。预设间隔时长不宜过大，以避免降低永磁电机堵转检测方法的检测及时性；预设间隔时长也不宜过小，以避免大量检测数据带来较高运算复杂度。[0039] 步骤S203，记录检测到的当前温度值。[0040] 每间隔预设间隔时长，获取温度检测设备检测到的当前温度值，并记录存储，包括三相MOS器件各自对应的当前温度值。[0041] 步骤S204，判断温度是否上升，如果判断结果为是，则执行步骤S205；如果判断结果为否，则执行步骤S212。[0042] 具体地，将获取的当前温度值与前一温度值（预设间隔时长之前记录的温度值）进行比较，这里，将三相MOS器件对应的三个当前温度值，与三个前一温度值分别进行比较。如果对比结果指示三相MOS器件中的任一相的当前温度值大于前一温度值，则确定温度上升，也即判断结果为是，可继续执行步骤S205。如果对比结果指示三相MOS器件的当前温度值均不大于前一温度值，则确定温度未上升，也即判断结果为否，可继续执行步骤S212。[0043] 步骤S205，绘制三相温度曲线。[0044] 在确定温度上升时，根据当前温度值至之后每次间隔预设间隔时长获取的温度数据，绘制三相MOS器件分别对应的三条温度曲线。[0045] 步骤S206，进行温度初比较，如果判断结果为是，则执行步骤S207；如果判断结果为否，则结束此检测方法。[0046] 本发明实施例中，温度初比较是指将绘制的三相温度曲线，与预设的三相温度曲线模板分别进行对比，以判断三相温度曲线是否超过三相温度曲线模板。如果三相温度曲线中的任一相超过对应的温度曲线模板，则判断结果为是，可继续执行步骤S207；否则，判断结果为否。具体地，可以在一相温度曲线在各检测点的温度值，均超过对应温度曲线模板在相应检测点的温度值时，确定该相温度曲线超过对应的温度曲线模板。[0047] 其中，三相温度曲线模板为永磁电机正常运行时的最差工况所对应的三相MOS器件的温度曲线。也就是说，再执行本发明实施例的永磁电机堵转检测方法之前，预先获取永磁电机正常运行时对应的各种工况的温度数据，从中确定三相MOS器件的温度值最高的工况为最差工况，并绘制该最差工况对应的三相MOS器件的温度曲线，作为三相温度曲线模板预设在永磁电机控制器中。[0048] 步骤S207，开始计时。[0049] 可选地，在永磁电机控制器中设置内部计时器，在温度初比较的判断结果为是时，触发计时器开始计时。[0050] 步骤S208，判断计时是否达到计时阈值，如果判断结果为是，则执行步骤S209；如果判断结果为否，则结束此检测方法。[0051] 可选地，获取计时器所计时的时间值，与预设的计时阈值进行对比，如果获取的时间值达到计时阈值，则判断结果为是；如果获取的时间值未达到计时阈值，则判断结果为否。其中，计时阈值可根据MOS器件的温度增长速度及永磁电机的实际工况进行设定，以避免MOS器件的温度在计时阈值对应的时长内增长到损坏MOS器件。[0052] 步骤S209，进行三相温度曲线对比。[0053] 一种可选地实施方式中，执行此步骤，将三相温度曲线分别进行对比，获取三相温度曲线之间的第一差异；以及，将三相温度曲线分别与三相温度曲线模板进行对比，获取三相温度曲线与三相温度曲线模板之间的第二差异，用于根据第一差异和第二差异判断永磁电机是否发生堵转。[0054] 步骤S210，判断第一差异是否超过第一阈值，以及，第二差异是否超过第二阈值。如果判断结果为是，则执行步骤S211；如果判断结果为否，则结束此检测方法。[0055] 其中，第一差异超过第一阈值是指，第一差异指示三相温度曲线中任两相温度曲线之间的差异超过第一预设阈值，具体地，可以包括任两相温度曲线的最高温度值的差值超过第一预设阈值，当然，两相温度曲线之间差异的计算方式不限于此，还可以采用其他计算方式，例如，任两相温度曲线的平均温度值的差值超过第一预设阈值，再例如，任两相温度曲线的斜率之间的差异值超过第一预设阈值。这里，第一预设阈可值根据第一差异值的计算方式进行设定。[0056] 第二差异超过第二阈值是指，第二差异指示三相温度曲线中任一相超过对应温度曲线模板第二预设阈值，具体地，可以包括任一相温度曲线与对应温度曲线模板的最高温度值的差值超过第二预设阈值，当然，温度曲线与温度曲线模板之间差异的计算方式不限于此，还可以采用其他计算方式，例如，任一相温度曲线与对应温度曲线模板的平均温度值的差值超过第二预设阈值，再例如，任一相温度曲线与对应温度曲线模板的斜率之间的差异值超过第二预设阈值。这里，第二预设阈可值根据第二差异值的计算方式进行设定。[0057] 执行此步骤，在第一差异超过第一阈值且第二差异超过第二阈值时，判断结果为是，可以继续执行步骤S211；否则，判断结果为否，接触次检测方法。[0058] 步骤S211，执行电机堵转处理程序。[0059] 也就是说，在第一差异指示三相温度曲线中任两相温度曲线之间的差异值超过第一预设阈值时，且第二差异指示三相温度曲线中任一相超过对应温度曲线模板第二预设阈值时，确定永磁电机发生堵转，执行电机堵转处理程序。这里，电机堵转处理程序可以是停机或降温等处理措施，以降低三相MOS器件的温度，避免温度过高造成MOS器件、控制器及电机损坏。[0060] 步骤S212，判断是否执行堵转处理程序，如果判断结果为是，则执行步骤S213；如果判断结果为否，执行步骤S214。[0061] 在步骤S204判断出检测到的当前温度值没有上升时，执行此步骤，判断是否正在执行电机堵转处理程序，如果正在执行电机堵转处理程序，则执行步骤S213；如果没有执行电机堵转处理程序，则执行步骤S214。[0062] 步骤S213，判断三相温度是否低于阈值，如果判断结果为是，则执行步骤S213；如果判断结果为否，执行步骤S214。[0063] 在执行电机堵转处理程序的过程中，根据获取的当前温度值判断三相MOS器件的温度是否低于预设温度阈值，如果三相MOS器件的当前温度值均低于预设温度阈值，则判断结果为是；如果三相MOS器件中任一相MOS器件的当前温度值不低于预设温度阈值，则判断结果为否。其中，预设温度阈值用于判断MOS器件的温度是否降低至安全区域，其具体值可以根据MOS器件的自身性能进行设定。[0064] 步骤S214，更新初始温度值以及更新及时，并结束此检测方法。[0065] 在检测到三相MOS器件的温度未上升时，将获取的当前温度值更新为初始温度值；如果已经开始计时，则停止计时，并更新计时。[0066] 步骤S215，退出电机堵转处理程序，并结束此检测方法。[0067] 也即，在检测到三相MOS器件的温度均下降到预设温度阈值以下时，退出电机堵转处理程序。[0068] 本发明实施例提供的一种永磁电机堵转检测方法，通过检测永磁电机控制器中三相MOS器件的温度，并根据三相MOS器件的温度曲线之间的差异，以及温度曲线与预设温度曲线模板之间的差异，判断永磁电机是否发生堵转，从而能够及时且准确地检测出永磁电机的堵转情况；而且，通过在检测到永磁电机发生堵转时执行电机堵转处理程序，可以避免温度过高造成MOS器件及电机损坏，以及通过在检测到三相MOS器件的温度低于阈值时，退出电机堵转处理程序，使得电机可以正常工作，保证永磁电机的工作效率。[0069] 实施例三[0070] 图3示出了根据本发明实施例三的一种永磁电机堵转检测系统的结构示意图，该永磁电机堵转检测系统可设置永磁电机的控制器中，也可以独立于控制器的方式设置在永磁电机应用场景的控制系统中，用于执行上述本发明实施例一或二的一种永磁电机堵转检测方法，在永磁电机运行过程中，自动检测是否发生电机堵转，从而可以准确地检测电机堵转情况的发生，避免温度过高损坏MOS器件及电机，保证电机的工作安全。[0071] 如图3所示，本发明实施例的一种永磁电机堵转检测系统，包括：[0072] 温度检测装置301，用于周期性地检测永磁电机的控制器中三相MOS器件的温度；[0073] 获取模块302，用于获取温度检测装置301检测到的温度数据；[0074] 曲线绘制模块303，用于在检测到任一相MOS器件的温度上升时，绘制三相MOS器件的三相温度曲线；[0075] 判断模块304，用于根据所述三相温度曲线之间的差异确定永磁电机是否发生堵转。[0076] 可选地，判断模块304包括：[0077] 对比单元3041，用于对比所述三相温度曲线，获取所述三相温度曲线之间的第一差异；对比所述三相温度曲线与预设的三相温度曲线模板，获取所述三相温度曲线与三相温度曲线模板之间的第二差异；[0078] 判断单元3042，用于根据所述第一差异和所述第二差异确定永磁电机是否发生堵转。[0079] 可选地，判断单元3042用于：在第一差异指示三相温度曲线中任两相温度曲线之间的差异值超过第一预设阈值时，且第二差异指示三相温度曲线中任一相超过对应温度曲线模板第二预设阈值时，确定永磁电机发生堵转。[0080] 可选地，三相温度曲线模板为永磁电机正常运行时的最差工况所对应的三相MOS器件的温度曲线。[0081] 可选地，永磁电机堵转检测系统还包括计时模块305，用于将三相温度曲线与预设的三相温度曲线模板进行初比较，并在三相温度曲线中任一相温度曲线超过对应温度曲线模板时开始计时；[0082] 对比单元3041用于在计时达到计时阈值时，对比三相温度曲线以及对比三相温度曲线与三相温度曲线模板。[0083] 可选地，永磁电机堵转检测系统还包括：[0084] 处理模块306，用于在确定永磁电机发生堵转时，执行电机堵转处理程序。[0085] 可选地，处理模块306还用于在检测到三相MOS器件的温度均下降到预设温度阈值以下时，退出电机堵转处理程序。[0086] 本发明实施例的永磁电机堵转检测系统用于实现前述方法实施例中相应的检测方法，并具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。[0087] 需要指出，根据实施的需要，可将本发明实施例中描述的各个部件拆分为更多部件，也可将两个或多个部件或者部件的部分组合成新的部件，以实现本发明实施例的目的。[0088] 以上实施方式仅用于说明本发明实施例，而并非对本发明实施例的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明实施例的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化、变型或替换，因此所有等同的技术方案也属于本发明实施例的范畴，本发明实施例的专利保护范围应由权利要求限定。

专利地区：河南

专利申请日期：2021-09-01

专利公开日期：2024-07-26

专利公告号：CN113933057B