电机堵转检测方法、装置、计算机设备及存储介质与流程

1.本发明实施例涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机堵转检测方法、装置、计算机设备及存储介质。


背景技术：

2.电机在工作过程中，有可能因外部作用力或者电机内部机械机构故障等原因发生堵转情况，当电机存在堵转时，电机转速为零或者电机转速较低，但是电机仍然输出大扭矩，导致电机过热，存在烧毁的风险。因此，电机堵转检测显得十分重要，目前，常用的电机堵转检测方法主要通过对电机的电流、速度以及温度三个变量进行检测，并且根据电机的不同情况，还需要调整占空比来对电机进行二次驱动和检测，导致检测过程过于复杂，同时，温度传感器检测温度具有一定的滞后性，当电机发生堵转时，不能及时保护电机。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供了一种电机堵转检测方法、装置、计算机设备及存储介质，旨在解决现有的电机堵转检测方法过于复杂且无法及时对电机进行保护的问题。
4.第一方面，本发明实施例提供了一种电机堵转检测方法，所述方法包括：
5.获取待检测电机的采样电流，获取所述待检测电机的当前转速，并根据所述当前转速计算所述待检测电机的转差率；
6.若所述采样电流大于或等于第一预设电流，则计算所述待检测电机的转速观测值；
7.若所述转速观测值大于所述待检测电机的最大速度，且所述转差率大于预设转差率，则确认所述待检测电机发生电机堵转。
8.第二方面，本发明实施例还提供了一种电机堵转检测装置，所述装置包括：
9.第一获取单元，用于获取待检测电机的采样电流，获取所述待检测电机的当前转速，并根据所述当前转速计算所述待检测电机的转差率；
10.第一计算单元，用于若所述采样电流大于或等于第一预设电流，则计算所述待检测电机的转速观测值；
11.第一执行单元，用于若所述转速观测值大于所述待检测电机的最大速度，且所述转差率大于预设转差率，则确认所述待检测电机发生电机堵转。
12.第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，其包括存储器及处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。
13.第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时可实现上述方法。
14.本发明实施例提供了一种电机堵转检测方法、装置、计算机设备及存储介质。其中，所述方法包括：获取待检测电机的采样电流，获取所述待检测电机的当前转速，并根据所述当前转速计算所述待检测电机的转差率；若所述采样电流大于或等于第一预设电流，
则计算所述待检测电机的转速观测值；若所述转速观测值大于所述待检测电机的最大速度，且所述转差率大于预设转差率，则确认所述待检测电机发生电机堵转。本发明实施例的技术方案，通过采样电流、转差率以及转速观测值即可判断电机是否发生堵转，无需对电机进行二次检测，同时，也无需电机的温度值，不仅简化了电机堵转检测的过程，而且还能够及时对电机进行保护。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明实施例提供的一种控制设备与待检测电机通信的场景示意图；
17.图2为本发明实施例提供的一种电机堵转检测方法的流程示意图；
18.图3为本发明实施例提供的一种电机堵转检测方法的子流程示意图；
19.图4为本发明实施例提供的一种电机堵转检测方法的子流程示意图；
20.图5为本发明实施例提供的一种电机堵转检测方法的子流程示意图；
21.图6为本发明实施例提供的一种电机堵转检测方法的子流程示意图；
22.图7为本发明实施例提供的一种电机堵转检测方法的子流程示意图；
23.图8为本发明实施例提供的一种电机堵转检测装置的示意性框图；以及
24.图9为本发明实施例提供的一种计算机设备的示意性框图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
27.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
28.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
29.如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
[0030]
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的控制设备与待检测电机通信的场景示意图。如图1所示，控制设备可以是计算机设备或者控制器等具备控制功能的设备，控制设备
可以实时检测待检测电机，从而获取待检测电机的采样电流和电机的转速等相关信息，再根据所获取的信息判断待检测电机是否发生电机堵转，并当待检测电机发生堵转时，通过显示设备进行预警。
[0031]
图2是本发明实施例提供的电机堵转检测方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括以下步骤s100-s120。
[0032]
s100、获取待检测电机的采样电流，获取所述待检测电机的当前转速，并根据所述当前转速计算所述待检测电机的转差率。
[0033]
在本发明实施例中，待检测电机在运行过程中，控制设备可以实时检测并获取待检测电机的采样电流以及待检测电机的当前转速，并根据待检测电机的当前转速计算转差率，再根据采样电流和转差率来判断待检测电机是否发生电机堵转。控制设备获取待检测电机的采样电流和转速的方式可以是本领域技术人员常规方式，在这里不做限定。
[0034]
在某些实施例，例如本实施例中，如图3所示，所述步骤s100可包括步骤s101-s102。
[0035]
s101，获取所述待检测电机的目标转速和当前转速。
[0036]
s102，根据所述目标转速和所述当前转速计算所述转差率。
[0037]
在本发明实施例中，目标转速是指用户所设定的转速，用户可以设定待检测电机的转速，例如，将待检测电机的转速设置为500转每分钟，则目标转速为500转每分钟。待检测电机的当前转速是指待检测电机正在运行的转速，无论待检测电机是否发生堵转。当待检测电机发生堵转时，待检测电机的转速低于目标转速，当待检测电机未发生堵转时，待检测电机的转速为目标转速。在获取目标转速和当前转速之后，则可以计算出转差率。例如，若待检测电机的目标转速为500转每分钟，当前转速为10转每分钟，则转差率为目标转速与当前转速差值的绝对值除以目标转速，即490除以500＝0.98，0.98再乘以100％等于98％，则转差率为98％。
[0038]
s110，若所述采样电流大于或等于第一预设电流，则计算所述待检测电机的转速观测值。
[0039]
在本发明实施例中，当采样电流大于第一预设电流时，说明待检测电机的电流出现异常，则可以进一步判断转差率是否大于预设转差率。当转差率大于预设转差率且采样电流也大于第一预设电流时，表明待检测电机有较大可能发生电机堵转，为了避免误判，可以进一步计算待检测电机的转速观测值。第一预设电流可以是2倍额定电流，或者3倍额定电流，根据不同电机发生堵转时，电机电流超过额定电流的倍数来设定，以第一预设电流为2倍额定电流为例，当采样电流大于2倍额定电流时，表明电机有较大可能发生电机堵转。则可以进一步判断转差率是否大于第一预设转差率，第一预设转差率可以是0.9或者大于0.9的数值，若待检测电机的转差率为0.98，且采样电流大于2倍额定电流，则表明待检测电机有较大可能发生堵转。
[0040]
在某些实施例，例如本实施例中，如图4所示，所述步骤s110可包括步骤s111-s112。
[0041]
s111，获取所述待检测电机的d轴电压、d轴电流、q轴电压以及q轴电流；
[0042]
s112，根据所述d轴电压、所述d轴电流、所述q轴电压以及所述q轴电流计算所述转速观测值。
[0043]
在本发明实施例中，电机的交轴(q轴)和直轴(d轴)是一种坐标轴，是在电机转子上建立的一个坐标系，该坐标系与转子同步转动，以转子磁场方向为直轴，垂直于磁场方向为交轴。获取待检测电机的d轴电压电流，ud和id，q轴电压电流，uq和iq，并将ud和uq代入公式(1)计算获得观测电流i_q和i_d：
[0044][0045]
再将公式(1)所获得的i_q和i_d以及id和iq代入公式(2)可以计算出转速观测值w_e：
[0046][0047]
其中，r是待检测电机电阻，l是待检测电机电感，f是待检测电机磁链，we为转速观测值，k
p
为比例增益系数，ki积分增益系数，i_q和i_d分别为q轴和d轴的观测电流。观测电流为一个理论值，即理论上应该达到的电流，基于此，所计算出来的转速观测值w_e同样为一个理论值，即待检测电机理论应该达到的转速，此时可能由于待检测电机发生堵转，导致电机的实际转速为零，或者实际转速较低，但是转速观测值依然较大。
[0048]
s120，若所述转速观测值大于所述待检测电机的最大速度，且所述转差率大于预设转差率，则确认所述待检测电机发生电机堵转。
[0049]
在本发明实施例中，转速观测值是一个理论值，即在待检测电机当前电流下，待检测电机应当达到的转速，若转速观测值大于待检测电机所设定的最大速度，则表明待检测电机发生堵转。例如，转速观测值为1000转每分钟，而待检测电机的最大速度为800转每分钟，则结合采样电流大于第一预设电流、转差率大于预设转差率以及转速观测值大于最大速度，表明待检测电机发生堵转。
[0050]
在某些实施例，例如本实施例中，如图5所示，所述步骤s120之后还可包括步骤s130。
[0051]
s130、将所述待检测电机发生电机堵转的信息上传至显示设备，并发出报警信号。
[0052]
在本发明实施例中，当确认待检测电机发生堵转后，可以将堵转信息上传至显示设备，并通过显示设备显示相关信息，包括但不限于转速，电流。同时，还可以切断电源，从而关闭待检测电机，实现对待检测电机的保护。
[0053]
在某些实施例，例如本实施例中，如图6所示，所述电机堵转检测方法还可包括步骤s140-s150。
[0054]
s140，若所述采样电流小于所述第一预设电流并大于或等于第二预设电流，且所述转差率大于所述预设转差率，则确认所述待检测电机按照当前状态运行的第一持续时间。
[0055]
s150，若所述第一持续时间大于第一预设时间，则确认所述待检测电机发生电机堵转。
[0056]
在本发明实施例中，第一预设电流可以是2倍额定电流，则第二预设电流可以是1.5额定电流，小于第一预设电流即可，当采样电流位于第一预设电流与第二预设电流之间时，表明待检测电机此时虽然电流不高，但是依然可能存在堵转的情况，因此，需要进一步
判断转差率是否大于预设转差率。当待检测电机的转差率大于预设转差率时，表明待检测电机的转速较低，与待检测电机较高的采样电流不符合，可以进一步判断待检测电机维持采样电流小于第一预设电流且大于或等于第二预设电流，以及转差率大于第一预设转差率的第一持续时间。如果第一持续时间大于第一预设时间，则表明待检测电机发生堵转。第一预设时间可以是100ms，也可以是50ms等较短的时间，防止如果待检测电机发生堵转而烧毁电机。例如，若待检测电机的采样电流为1.6倍额定电流，转差率为0.98，第一预设电流为2倍额定电流，第二预设电流为1.5倍额定电流，预设转差率为0.9，第一持续时间为200ms，第一预设时间为100ms，则表明待检测电机发生电机堵转。当采样电流位于第一预设电流与第二预设电流之间，转差率大于预设转差率，但是第一持续时间小于第一预设时间时，表明待检测电机并未发生堵转。
[0057]
在某些实施例，例如本实施例中，如图7所示，所述电机堵转检测方法还可包括步骤s160-s180。
[0058]
s160、若所述采样电流小于所述第二预设电流并大于或等于第三预设电流，且所述转差率大于所述预设转差率，则确认所述待检测电机按照当前状态运行的第二持续时间。
[0059]
s170、若所述第二持续时间大于第二预设时间，则确认所述待检测电机发生电机堵转；
[0060]
s180，若所述采样电流小于所述第三预设电流且所述转差率小于或等于所述预设转差率，则确认所述待检测电机正常运行。
[0061]
在本发明实施例中，第二预设电流可以是1.5倍额定电流，第三预设电流可以是1.05倍额定电流，即第三预设电流大于额定电流即可。当采样电流位于第三预设电流与第二预设电流之间时，表明待检测电机的电流虽然较小，但是依然存在电机堵转的风险，则可以进一步判断转差率是否大于预设转差率。并当转差率大于预设转差率时，确认第二持续时间，第二持续时间是指待检测电机维持电流大于或等于第三预设电流小于第二预设电流且转差率大于预设转差率的时间，当第二持续时间大于第二预设时间时，表明待检测电机发生堵转。第二预设时间可以是大于第一预设时间的数值，例如，第二预设时间可以是300ms，则当第二持续时间大于300ms时，表明电机发生堵转。当采样电流位于第三预设电流与第二预设电流之间，且转差率大于预设转差率时，若第二持续时间小于第二预设时间，表明电机并未发生堵转，则维持待检测电机的正常运行。
[0062]
图8是本发明实施例提供的一种电机堵转检测装置200的示意性框图。如图8所示，对应于以上电机堵转检测方法，本发明还提供一种电机堵转检测装置200。该电机堵转检测装置200包括用于执行上述电机堵转检测方法的单元，该装置可以被配置于计算机设备中。具体地，请参阅图8，该电机堵转检测装置200包括第一获取单元201、第一计算单元202以及第一执行单元203。
[0063]
其中，所述第一获取单元201用于获取待检测电机的采样电流，并计算所述待检测电机的转差率；所述第一计算单元202用于若所述采样电流大于或等于第一预设电流，且所述转差率大于预设转差率，则计算所述待检测电机的转速观测值；所述第一执行单元203用于若所述转速观测值大于所述待检测电机的最大速度，则确认所述待检测电机发生电机堵转。
[0064]
在某些实施例，例如本实施例中，所述第一获取单元201包括第二获取单元和第二计算单元。
[0065]
其中，所述第二获取单元用于获取所述待检测电机的目标转速和当前转速；所述第二计算单元用于根据所述目标转速和所述当前转速计算所述转差率。
[0066]
在某些实施例，例如本实施例中，所述第一计算单元202包括第三获取单元和第三计算单元。
[0067]
其中，所述第三获取单元用于获取所述待检测电机的d轴电压、d轴电流、q轴电压以及q轴电流；所述第三计算单元用于根据所述d轴电压、所述d轴电流、所述q轴电压以及所述q轴电流计算所述转速观测值。
[0068]
在某些实施例，例如本实施例中，所述电机堵转检测装置200还包括第一发送单元。
[0069]
其中，所述第一发送单元用于将所述待检测电机发生电机堵转的信息上传至显示设备，并发出报警信号。
[0070]
在某些实施例，例如本实施例中，所述电机堵转检测装置200还包括第二确认单元和第二执行单元。
[0071]
其中，所述第二确认单元用于若所述采样电流小于所述第一预设电流并大于或等于第二预设电流，且所述转差率大于所述预设转差率，则确认所述待检测电机按照当前状态运行的第一持续时间。所述第二执行单元用于若所述第一持续时间大于第一预设时间，则确认所述待检测电机发生电机堵转。
[0072]
在某些实施例，例如本实施例中，所述电机堵转检测装置200还包括第三确认单元、第三执行单元以及第四执行单元。
[0073]
其中，所述第三确认单元用于若所述采样电流小于所述第二预设电流并大于或等于第三预设电流，且所述转差率大于所述预设转差率，则确认所述待检测电机按照当前状态运行的第二持续时间。所述第三执行单元用于若所述第二持续时间大于第二预设时间，则确认所述待检测电机发生电机堵转；所述第四执行单元用于若所述采样电流小于所述第三预设电流且所述转差率小于或等于所述预设转差率，则确认所述待检测电机正常运行。
[0074]
上述电机堵转检测装置可以实现为一种计算机程序的形式，该计算机程序可以在如图9所示的计算机设备上运行。
[0075]
请参阅图9，图9是本发明实施例提供的一种计算机设备的示意性框图。该计算机设备300为具有无线通信及有线通信的设备。
[0076]
参阅图9，该计算机设备300包括通过系统总线301连接的处理器302、存储器和网络接口305，其中，存储器可以包括非易失性存储介质303和内存储器304。
[0077]
该非易失性存储介质303可存储操作系统3031和计算机程序3032。该计算机程序3032被执行时，可使得处理器302执行一种电机堵转检测方法。
[0078]
该处理器302用于提供计算和控制能力，以支撑整个计算机设备300的运行。
[0079]
该内存储器304为非易失性存储介质303中的计算机程序3032的运行提供环境，该计算机程序3032被处理器302执行时，可使得处理器302执行一种电机堵转检测方法。
[0080]
该网络接口305用于与其它设备进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用
于其上的计算机设备300的限定，具体的计算机设备300可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0081]
其中，所述处理器302用于运行存储在存储器中的计算机程序3032，以实现上述电机堵转检测方法的任意实施例。
[0082]
应当理解，在本发明实施例中，处理器302可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，该处理器302还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中，通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0083]
本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序可存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该计算机程序被该计算机系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
[0084]
因此，本发明还提供一种存储介质。该存储介质可以为计算机可读存储介质。该存储介质存储有计算机程序。该计算机程序被处理器执行时使处理器执行上述电机堵转检测方法的任意实施例。
[0085]
所述存储介质可以是u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
[0086]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
[0087]
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，各个单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
[0088]
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。本发明实施例装置中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0089]
该集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
[0090]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述
的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0091]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，尚且本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
[0092]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。