CN110208697B - 一种电机状态监测电路及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种电机状态监测电路以及方法，其中电机状态监测电路包括：电流采样电路、微处理器、逆变电路、采样电阻、驱动电路；所述电流采样电路通过所述采样电阻与所述逆变电路连接，所述逆变电路连接电机，所述驱动电路和所述逆变电路连接，所述驱动电路和所述微处理器连接，所述微处理器和所述电流采样电路连接。本申请实施例可以通过单电流采样电阻上的电流信号来识别电机在非工作状态下的转速、转向和转子角度，可降低成本，减小系统的复杂性。

Description

一种电机状态监测电路及方法

技术领域

本申请涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机状态监测电路及方法。

背景技术

风扇容易被风吹动，使其在工作前具有一定的转速。如果能识别此时的转速、转向、角度等信息，就可以避免每次启动前先刹车，然后再启动，从而实现顺风或逆风直接启动。可以有效减小启动时间，改善用户体验。目前使用位置传感器识别电机转向、转速和角度，例如霍尔传感器、编码器等。但是位置传感器会增加硬件成本，且会增加系统复杂性，不利于安装和维护。

发明内容

本申请实施例提供一种电机状态监测电路，可通过单采样电阻上的电流信号来识别电机在非工作状态下的转速、转向和转子角度。

第一方面，本申请实施例提供了一种电机状态监测电路，该电机状态监测电路包括：

电流采样电路、微处理器、逆变电路、采样电阻，驱动电路；

所述电流采样电路通过所述采样电阻与所述逆变电路连接，所述逆变电路连接电机，所述驱动电路和所述逆变电路连接，所述驱动电路和所述微处理器连接，所述微处理器和所述电流采样电路连接；

所述电流采样电路用于对流经所述采样电阻的电流进行采样得到电流采样数据，并将所述电流采样数据发送给所述微处理器；

所述微处理器用于通过所述驱动电路控制所述逆变电路处于预设的工作状态，以及在所述逆变电路处于所述预设的工作状态的情况下，根据所述电流采样电路采集的所述采样电阻的电流数据，确定所述电机的状态，所述电机的状态包括所述电机的转速、所述电机的旋转方向、所述电机的角度中的至少一种。

作为一种可选的实施方式，所述逆变电路包括第一功率开关器件、第二功率开关器件、第三功率开关器件、第四功率开关器件、第五功率开关器件、第六功率开关器件；

所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件的控制端均与所述驱动电路连接；所述第一功率开关器件的第一端和所述第二功率开关器件的第一端以及所述第三功率开关器件的第一端连接；所述第一功率器件的第二端和所述第四功率开关器件的第一端连接，所述第二功率器件的第二端和所述第五功率开关器件的第一端连接，所述第三功率器件的第二端和所述第六功率开关器件的第一端连接；所述第四功率开关器件的第二端、所述第五功率开关器件的第二端以及所述第六功率开关器件的第二端均与所述采样电阻的第一端连接。

作为一种可选的实施方式，所述微处理器具体用于通过所述驱动电路控制逆变电路处于第一工作状态，所述第一工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态；以及，在所述逆变电路在所述第一工作状态的情况下，根据所述电流采样电路采集的所述采样电阻的第一电流数据计算所述电机的转速。

作为一种可选的实施方式，所述根据所述电流采样电路采集的所述采样电阻的第一电流数据确定所述电机的转速，包括：

根据所述第一电流数据确定所述采样电阻的第一电流频率；

根据所述第一电流频率计算所述电机的转速。

作为一种可选的实施方式，所述微处理器具体用于：

在任意两个连续的电流周期内先后通过所述驱动电路控制所述逆变电路从所述第一工作状态转换为第二工作状态、通过所述驱动电路控制所述逆变电路从所述第一工作状态转换为第三工作状态、所述驱动电路控制所述逆变电路从所述第一工作状态转换为第四工作状态；

其中，所述第二工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第四功率开关器件处于打开的状态；

所述第三工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第五功率开关器件处于打开的状态；

所述第四工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第五功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第六功率开关器件处于打开的状态；

在第一预设时间段内分别获取所述第二工作状态下的第二电流数据，所述第三工作状态下的第三电流数据、所述第四工作状态下的第四电流数据，所述第一预设时间段为所述任意两个连续的电流周期的前一个电流周期中包括所述采样电阻的电流的波峰时刻在内的时间段，所述电流周期为在所述第一工作状态下，所述采样电阻的电流周期；

在第二预设时间段内分别获取所述第二工作状态下的第五电流数据，所述第三工作状态下的第六电流数据、所述第四工作状态下的第七电流数据，所述第二预设时间段为所述任意两个连续的电流周期的后一个电流周期中包括所述采样电阻的电流的波峰时刻在内的时间段；

基于所述第二电流数据、所述第三电流数据、所述第四电流数据、所述第五电流数据、所述第六电流数据以及所述第七电流数据确定所述电机的三相电流的相序；

根据所述相序确定所述电机的旋转方向。

作为一种可选的实施方式，所述微处理器具体用于：

在所述第一工作状态下，基于所述相序以及所述采样电阻的电流的波峰时刻对应的第一相电流确定电机转子的角度，所述第一相电流为所述电机的三相电流中的任意一相。

在本申请实施例中，通过向所述驱动电路控制发送控制信号来控制所述逆变电路的工作状态，以及在所述逆变电路处于预设的工作状态的情况下，根据所述电流采样电路采集的所述采样电阻的电流数据确定所述电机的状态。通过本申请实施例通可以通过电机状态监测电路中的微处理器采集电流采样电阻上的电流信号来识别电机在非工作状态下的转速、转向和转子角度，且上述采样电阻为单电阻，相比于目前已有的通过采集多个采样电阻来的电流来确定电机在非工作状态下的转速、转向和转子角度，降低了系统成本，减小了系统的复杂性，有利于安装和维护。

第二方面，本申请实施例提供了一种电机状态监测方法，应用于上述电机状态监测电路，该方法包括：

通过所述驱动电路控制逆变电路处于第一工作状态；

在所述逆变电路处于第一工作状态的情况下，获取所述电流采样电路采集的第一电流数据，所述第一工作状态为所述逆变电路的所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态；

根据所述第一电流数据计算所述电机的转速。

作为一种可选的实施方式，所述根据所述第一电流数据计算所述电机的转速，包括：

根据所述第一电流数据确定所述采样电阻的第一电流频率；

根据所述第一电流频率计算所述电机的转速。

作为一种可选的实施方式，所述方法还包括：

在任意两个连续的电流周期内先后通过所述驱动电路控制所述逆变电路从所述第一工作状态转换为第二工作状态、从所述第一工作状态转换为第三工作状态，以及从所述第一工作状态转换为第四工作状态；

在第一预设时间段内分别获取第二工作状态下的第二电流数据，第三工作状态下的第三电流数据、第四工作状态下的第四电流数据，所述第一预设时间段为所述任意两个连续的电流周期的前一个电流周期中包括所述采样电阻的电流的波峰时刻在内的时间段，所述电流周期为在所述第一工作状态下，所述采样电阻的电流周期；

其中，所述第二工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第四功率开关器件处于打开的状态；

所述第三工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第五功率开关器件处于打开的状态；

所述第四工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第五功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第六功率开关器件处于打开的状态；

在第二预设时间段内分别获取所述第二工作状态下的第五电流数据，所述第三工作状态下的第六电流数据、所述第四工作状态下的第七电流数据，所述第二预设时间段为所述任意两个连续的电流周期的后一个电流周期中包括所述采样电阻的电流的波峰时刻在内的时间段；

基于所述第二电流数据、所述第三电流数据、所述第四电流数据、所述第五电流数据、所述第六电流数据以及所述第七电流数据确定所述电机的三相电流的相序；

根据所述相序确定所述电机的旋转方向。

作为一种可选的实施方式，所述方法还包括：

在所述第一工作状态下，基于所述相序以及所述采样电阻的电流的波峰时刻对应的第一相电流确定电机转子的角度，所述第一相电流为所述电机的三相电流中的任意一相。

在本申请实施例中，通过向所述驱动电路控制发送控制信号来控制所述逆变电路的工作状态，以及在所述逆变电路处于预设的工作状态的情况下，根据所述电流采样电路采集的所述采样电阻的电流数据确定所述电机的状态。通过本申请实施例通可以通过单电阻上的电流信号来识别电机在非工作状态下的转速、转向和转子角度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供一种电机状态监测电路的示意图；

图2是本申请实施例提供的另一种电机状态监测电路的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种逆变电路中电流流向示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种逆变电路中电流流向示意图；

图5为本申请实施例公开的一种电机状态监测电路中电机的三相电流和采样电阻的电流曲线示意图；

图6为本申请实施例公开的另微处理器控制逆变电路工作状态的信号示意图；

图7为本申请实施例提供的一种电机状态监测方法的示意流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参见图1-图3，为本申请实施例提供一种电机状态监测电路的示意图，该电机状态监测电路包括：微处理器100、驱动电路200、逆变电路300、采样电阻400、电流采样电路500；

所述电流采样电路500通过所述采样电阻400与所述逆变电路300连接，所述逆变电路300连接电机，所述驱动电路200和所述逆变电路300连接，所述驱动电路200和所述微处理器100连接，所述微处理器100和所述电流采样电路500连接；所述电流采样电路500用于对流经所述采样电阻400的电流进行采样得到电流采样数据，并将所述电流采样数据发送给所述微处理器100；所述微处理器100用于通过向所述驱动电路200发送控制信息号来控制所述逆变电路300的工作状态，以及在所述逆变电路300处于预设的工作状态的情况下，根据所述电流采样电路500采集的所述采样电阻400的电流数据确定所述电机的状态。

如图2所示，所述逆变电路300包括第一功率开关器件Q1、第二功率开关器件Q2、第三功率开关器件Q3、第四功率开关器件Q4、第五功率开关器件Q5、第六功率开关器件Q6。上述功率开关器件由一个开关管和一个续流二极管并联而成，其中，上述开关管可以是mos管或三极管，本申请实施例中不做限定。

所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件的控制端均与所述驱动电路200连接；所述第一功率开关器件的第一端和所述第二功率开关器件的第一端以及所述第三功率开关器件的第一端连接；所述第一功率器件的第二端和所述第四功率开关器件的第一端连接，所述第二功率器件的第二端和所述第五功率开关器件的第一端连接，所述第三功率器件的第二端和所述第六功率开关器件的第一端连接；所述第四功率开关器件的第二端、所述第五功率开关器件的第二端以及所述第六功率开关器件的第二端均与所述采样电阻400的第一端连接。

其中，上述预设的工作状态包括第一工作状态、第二工作状态、第三工作状态以及第四工作状态。上述第一工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态；上述第二工作状态为所述第二工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第四功率开关器件处于打开的状态；所述第三工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第五功率开关器件处于打开的状态；所述第四工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第五功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第六功率开关器件处于打开的状态。

如图3所示，在第一工作状态下，电流在逆变电路300中只能通过各个功率开关器件的续流二极管单向流通。在这种情况下，电机在外力作用下转动产生电动势，在电机的A、B、C三相上分别产生电流Ia、Ib、Ic，以及在电流Ia、Ib、Ic的作用下，会在采样电阻400R上产生电流Ir。在逆变电路300为第一工作状态的情况下Ia、Ib、Ic以及Ir的电流如图5所示。

如图5所示Ia、Ib、Ic三个电流为频率振幅相同相位相差120°的正弦波电流。电流Ir的电流如图5中粗实线所示，为部分Ia、Ib、Ic的包络。可以理解的是，电机正转或反转时，电机的三相电流的相序是不同的，例如假设电机正转时电机的三相电流的相序为Ia、Ib、Ic，则反转时电机的三相电流的相序为Ib、Ia、Ic。因此，图5中所示的Ia、Ib、Ic电流图，只是电机正转或者反转的一种情况。

从图5中可以看出电流Ir的频率fr为电流Ia(或Ib、Ic)的6倍，即可以通过公式fa＝fr/6计算出电流Ia(或Ib、Ic)的频率fa，然后通过公式n＝60*fa/p计算出电机的转速。其中n为电机的转速，p为电机的旋转磁场的极对数。

综上，在本申请实施例中，微处理器100可以通过向上述驱动电路200发送第一控制信号以使上述逆变电路300处于第一工作状态下。然后在通过上述电流采样电路500将采样电阻400的第一电流数据(即图5中粗实线部分)发送给微处理器。接着微处理器100可以通过上述第一电流数据中相邻两个波峰之间的时间距离计算出在第一工作状态下，采样电阻400的电流频率fr，并根据fr计算出电流Ia的频率fa，最后根据fa和电机的旋转磁场的极对数p计算出电机当前的转速。

在本申请实施例中，在逆变电路300处于第一工作状态下，且在电流Ib的波峰附近(电流Ib最大值的前后预设时间范围内)，电流Ia、Ib、Ic以及Ir的流向如图3中的实线箭头所示，若在电流Ib的波峰附近通过上述微处理器100向驱动电路200发送第二控制信号，使得上述逆变电路300由第一工作状态转换为第二工作状态后，由于Ia、Ib、Ic是电机在外力的作用下产生的，所以Ia、Ib、Ic不变，还是如图5所示。Q4打开之前，Q4上的电流由p7经过续流二极管流向p4，大小为Ia；Q4打开之后，Q4上的电流由p7经过开关管流向p4，大小还是为Ia；另外，逆变电路300上的其他电流也保持不变，所以流经采样电阻400的电流Ir也保持不变为Ia和Ic之和。

若在电流Ib的波峰附近通过上述微处理器100向驱动电路200发送第三控制信号，使得上述逆变电路300由第一工作状态转换为第三工作状态后，由于Ia、Ib、Ic是电机在外力的作用下产生的，所以Ia、Ib、Ic不变，还是如图5所示。Q5打开之前，Ib经过Q2的续流二极管流向节点p0，Q5上的没有电流；Q5打开之后，由于p5到p8的阻值远小于p5到p2，如图3中虚线箭头所示，所以电流Ib由p5流经开关管到p8然后分流到p7和p9大小分别为Ia和Ic。此时采样电阻400上的电流Ir则变为零。

若在电流Ib的波峰附近通过上述微处理器100向驱动电路200发送第二控制信号，使得上述逆变电路300由第一工作状态转换为第四工作状态后，由于Ia、Ib、Ic是电机在外力的作用下产生的，所以Ia、Ib、Ic不变，还是如图5所示。Q6打开之前，Q6上的电流由p9经过续流二极管流向p6，大小为Ic；Q6打开之后，Q6上的电流由p9经过开关管流向p6，大小还是为Ic；另外，逆变电路300上的其他电流也保持不变，所以流经采样电阻400的电流Ir也保持不变为Ia和Ic之和。

同理在Ic波峰附近和Ia波峰附近分别使逆变电路300的工作状态有第一工作状态转换为第二工作状态、第三工作状态以及第四工作状态，也会得到类似的结果，具体过程不再赘述。即，在Ia波峰附近将逆变电路300的工作状态由第一工作状态转换为第二工作状态时，Ir的值由Ic和Ib之和变为零，而在Ia波峰附近将逆变电路300的工作状态由第一工作状态转换为第三工作状态或第四工作状态时，Ir的值不变。在Ic波峰附近将逆变电路300的工作状态由第一工作状态转换为第四工作状态时，Ir的值由Ia和Ib之和变为零，而在Ic波峰附近将逆变电路300的工作状态由第一工作状态转换为第二工作状态或第三工作状态时，Ir的值不变。

在本申请实施例中，在逆变电路300处于第一工作状态下，且在电流Ib的波谷附近(电流Ib最小值的前后预设时间范围内)，电流Ia、Ib、Ic以及Ir的流向如图4中的实线箭头所示。若在电流Ib的波谷附近通过上述微处理器100向驱动电路200发送第二控制信号，使得上述逆变电路由第一工作状态转换为第二工作状态后，由于Ia、Ib、Ic是电机在外力的作用下产生的，所以Ia、Ib、Ic不变，还是如图5所示。Q4打开之前，Q4上的电流为零，Ia流经节点p4、Q1的续流二极管到p1；Q4打开之后，由于p4到p7的阻值远小于p4到p1的阻值，所以，Ia流经节点p4到节点p7，然后与Ir一起经过Q5的续流管流向p5合成Ib，此时Ir的值大小等于Ic(此时Ic和Ia的值大小相近，约为Ib的一半大小)。

若在电流Ib的波谷附近通过上述微处理器100向驱动电路200发送第二控制信号，使得上述逆变电路300由第一工作状态转换为第三工作状态后，由于Ia、Ib、Ic是电机在外力的作用下产生的，所以Ia、Ib、Ic不变，还是如图5所示。Q5打开之前，Q5上的电流为Ir或Ib(即Ir＝Ib)；Q5打开之前，逆变电路300上的其他电流不变，Q5上的电流也还是为Ir或Ib(即Ir＝Ib)。因此在电流Ib的波谷附近通过上述微处理器100向驱动电路200发送第二控制信号，使得上述逆变电路300由第一工作状态转换为第三工作状态后，Ir保持不变，大小为Ib。

若在电流Ib的波谷附近通过上述微处理器100向驱动电路200发送第二控制信号，使得上述逆变电路300由第一工作状态转换为第四工作状态后，由于Ia、Ib、Ic是电机在外力的作用下产生的，所以Ia、Ib、Ic不变，还是如图5所示。Q6打开之前，Q6上的电流为零，Ic流经节点p6、Q3的续流二极管到p3；Q4打开之后，由于p6到p9的阻值远小于p6到p3的阻值，所以，Ic流经节点p6到节点p9，然后与Ir一起经过Q5的续流管流向p5合成Ib，此时Ir的值大小等于Ia(此时Ic和Ia的值大小相近，约为Ib的一半大小)。

同理在Ic波谷附近和Ia波谷附近分别使逆变电路300的工作状态有第一工作状态转换为第二工作状态、第三工作状态以及第四工作状态，也会得到类似的结果，具体过程不再赘述。即，在Ia波谷附近将逆变电路300的工作状态由第一工作状态转换为第二工作状态时，Ir的值保持为Ia不变，而在Ia波谷附近将逆变电路300的工作状态由第一工作状态转换为第三工作状态时，Ir的值由Ia变为Ic(此时Ic和Ib的值大小相近，约为Ia的一半大小)；在Ia波谷附近将逆变电路300的工作状态由第一工作状态转换为第四工作状态时，Ir的值由Ia变为Ib(此时Ic和Ib的值大小相近，约为Ia的一半大小)。在Ic波谷附近将逆变电路300的工作状态由第一工作状态转换为第二工作状态时，Ir的值保持为Ic不变，而在Ic波谷附近将逆变电路300的工作状态由第一工作状态转换为第三工作状态时，Ir的值由Ic变为Ib(此时Ic和Ia的值大小相近，约为Ic的一半大小)；在Ic波谷附近将逆变电路300的工作状态由第一工作状态转换为第四工作状态时，Ir的值由Ic变为Ia(此时Ia和Ib的值大小相近，约为Ic的一半大小)。

综上，在本申请实施例中，通过在第一预设时间段内，使微处理器100先后向驱动电路200分别发送第一信号、第二信号和第三信号，以使逆变电路300分别由所述第一工作状态转换为第二工作状态、从所述第一工作状态转换为第三工作状态以及从所述第一工作状态转换为第四工作状态。并分别采集第二工作状态、第三工作状态、第四工作状态下，采样电阻400的第二电流数据、第三电流数据和第四电流数据；然后根据采样得到的电流数据确定上述第一预设时间段与电机的三相电流中的哪一相电流的峰值(包括波峰和波谷)对应(即峰值在该时间段内)。其中，上述第一预设时间段为任意两个连续的电流周期的前一个电流周期中包括上述采样电阻400的电流的波峰时刻在内的时间段，上述电流周期为在上述第一工作状态下，上述采样电阻400的电流周期。

具体的，在第二电流数据、第三电流数据和第四电流数据中，若第二电流数据为零，第三电流数据和第四电流数据的值大小相近，则确定第一预设时间段与电机的Ia的波峰对应；若第三电流数据为零，第二电流数据和第四电流数据的值大小相近，则确定第一预设时间段与电机的Ib的波峰对应；若第四电流数据为零，第三电流数据和第二电流数据的值大小相近，则确定第一预设时间段与电机的Ic的波峰对应；若第二电流数据的大小约为另外两个电流数据之和，则确定第一预设时间段与电机的Ia的波谷对应；若第三电流数据的大小约为另外两个电流数据之和，则确定第一预设时间段与电机的Ib的波谷对应；若第四电流数据的大小约为另外两个电流数据之和，则确定第一预设时间段与电机的Ic的波谷对应。

通过在第二预设时间段内，使微处理器100向驱动电路200分别发送第一信号、第二信号和第三信号，以使逆变电路300分别由上述第一工作状态转换为第二工作状态、从上述第一工作状态转换为第三工作状态以及从上述第一工作状态转换为第四工作状态。并分别采集第二工作状态、第三工作状态、第四工作状态下，采样电阻400的第五电流数据、第六电流数据和第七电流数据；然后根据采样得到的电流数据确定上述第二预设时间段与电机的三相电流中的哪一相电流的峰值(包括波峰和波谷)对应。其中，上述第一预设时间段和上述第二预设时间段分别为连续的两个电流周期内的时间段，上述第二预设时间段为上述任意两个连续的电流周期的后一个电流周期中包括上述采样电阻的电流的波峰时刻在内的时间段。

具体的，在第五电流数据、第六电流数据和第七电流数据中，若第五电流数据为零，第六电流数据和第七电流数据的值大小相近，则确定第二预设时间段与电机的Ia的波峰对应；若第六电流数据为零，第五电流数据和第七电流数据的值大小相近，则确定第二预设时间段与电机的Ib的波峰对应；若第七电流数据为零，第六电流数据和第五电流数据的值大小相近，则确定第二预设时间段与电机的Ic的波峰对应；若第五电流数据的大小约为另外两个电流数据之和，则确定第二预设时间段与电机的Ia的波谷对应；若第六电流数据的大小约为另外两个电流数据之和，则确定第二预设时间段与电机的Ib的波谷对应；若第七电流数据的大小约为另外两个电流数据之和，则确定第二预设时间段与电机的Ic的波谷对应。

上述第一预设时间段T1或上述第二预设时间段T2内逆变电路300的功率开关器件可以如图6所示，以使逆变电路300中的Q4、Q5、Q6在△t时间段处于打开状态。其中△t远小于上述第一预设时间段或第二预设时间段。

接着后，上述微处理器100基于上述第一预设时间段和上述第二预设时间段各自对应的电机的相位电流，确定电机的三相电流的相序。具体的，若第一时间段对应Ia的波峰，第二时间段对应Ib的波谷，则电机的三相电流的相序为Ia、Ic、Ib；若第一时间段对应Ia的波峰，第二时间段对应Ic的波谷，则电机的三相电流的相序为Ia、Ib、Ic；若第一时间段对应Ib的波峰，第二时间段对应Ia的波谷，则电机的三相电流的相序为Ia、Ib、Ic；若第一时间段对应Ib的波峰，第二时间段对应Ic的波谷，则电机的三相电流的相序为Ia、Ic、Ib；若第一时间段对应Ic的波峰，第二时间段对应Ia的波谷，则电机的三相电流的相序为Ia、Ic、Ib；若第一时间段对应Ic的波峰，第二时间段对应Ib的波谷，则电机的三相电流的相序为Ia、Ib、Ic。

若第一时间段对应Ia的波谷，第二时间段对应Ib的波峰，则电机的三相电流的相序为Ia、Ib、Ic；若第一时间段对应Ia的波谷，第二时间段对应Ic的波峰，则电机的三相电流的相序为Ia、Ic、Ib；若第一时间段对应Ib的波谷，第二时间段对应Ia的波峰，则电机的三相电流的相序为Ia、Ic、Ib；若第一时间段对应Ib的波谷，第二时间段对应Ic的波峰，则电机的三相电流的相序为Ia、Ib、Ic；若第一时间段对应Ic的波谷，第二时间段对应Ia的波峰，则电机的三相电流的相序为Ia、Ib、Ic；若第一时间段对应Ic的波谷，第二时间段对应Ib的波峰，则电机的三相电流的相序为Ia、Ic、Ib。

最后上述微处理器100根据电机的三相电流的相序确定电机的转向，包括正转和逆转。

可选的，在上述第一工作状态下，上述微处理器100还可以基于所述相序以及所述采样电阻400的电流的波峰时刻对应的第一相电流确定电机转子的角度，所述第一相电流为所述电机的三相电流中的任意一相。例如，若确定Ir的峰值时刻与电机的Ia的波峰对应，则确定电机的角度为第一角度，若确定Ir的峰值时刻与电机的Ic的波谷对应，则确定电机的角度为第二角度。

参见图7，图7为本申请实施例提供的一种电机状态监测方法的示意流程图，应用于上述电机状态监测电路，该方法包括：

701：在逆变电路处于第一工作状态的情况下，微处理器获取电流采样电路采集的第一电流数据，所述第一工作状态为所述逆变电路的所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态。

在本申请实施例中，上述逆变电路以及微处理器的电路连接关系可以参见对图1-图2的描述，此处不再赘述。

其中，上述第一工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态。

具体的，微处理器可以通过向上述驱动电路发送第一控制信号以使上述逆变电路处于第一工作状态下。然后在通过上述电流采样电路将采样电阻的第一电流数据(即图5中粗实线部分)发送给微处理器。

702：微处理器根据所述第一电流数据计算所述电机的转速。

在本申请实施例中，上述微处理器获取到上述第一电流数据后，接着微处理器可以通过上述第一电流数据中相邻两个波峰之间的时间距离计算出在第一工作状态下，采样电阻400的电流频率fr，并根据fr计算出电流Ia的频率fa，最后根据fa和电机的旋转磁场的极对数p计算出电机当前的转速。

可选的，上述微处理器在第一预设时间段内分别获取第二工作状态下的第二电流数据，第三工作状态下的第三电流数据、第四工作状态下的第四电流数据，所述第一预设时间段为一个电流周期中包括所述采样电阻的电流的波峰时刻在内的时间段，所述电流周期为在所述第一工作状态下，所述采样电阻的电流周期；

其中，所述第二工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第四功率开关器件处于打开的状态；

所述第三工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第五功率开关器件处于打开的状态；

所述第四工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第五功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第六功率开关器件处于打开的状态；

在第二预设时间段内分别获取所述第二工作状态下的第五电流数据，所述第三工作状态下的第六电流数据、所述第四工作状态下的第七电流数据，所述第一预设时间段对应的下一个电流周期内和所述第一预设时间段相同的时间段；

然后上述微处理器基于所述第二电流数据、所述第三电流数据、所述第四电流数据、所述第五电流数据、所述第六电流数据以及所述第七电流数据确定所述电机的三相电流的相序；并根据所述相序确定所述电机的旋转方向。

可选的，在上述第一工作状态下，上述微处理器还可以基于所述相序以及所述采样电阻的电流的波峰时刻对应的第一相电流确定电机转子的角度，所述第一相电流为所述电机的三相电流中的任意一相。例如，若确定采样电阻的电流Ir的峰值时刻与电机的Ia的波峰对应，则确定电机的角度为第一角度，若确定Ir的峰值时刻与电机的Ic的波谷对应，则确定电机的角度为第二角度。

可以看出，本申请实施例可以通过向所述驱动电路控制发送控制信号来控制所述逆变电路的工作状态，以及在所述逆变电路处于预设的工作状态的情况下，根据所述电流采样电路采集的所述采样电阻的电流数据确定所述电机的状态。通过本申请实施例通可以通过电机状态监测电路中的微处理器采集电流采样电阻上的电流信号来识别电机在非工作状态下的转速、转向和转子角度，且上述采样电阻为单电阻，相比于目前已有的通过采集多个采样电阻来的电流来确定电机在非工作状态下的转速、转向和转子角度，降低了系统成本，减小了系统的复杂性，有利于安装和维护。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，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申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种电机状态监测电路，其特征在于，所述电路包括：电流采样电路、微处理器、逆变电路、采样电阻、驱动电路；

所述电流采样电路通过所述采样电阻与所述逆变电路连接，所述逆变电路连接电机，所述驱动电路和所述逆变电路连接，所述驱动电路和所述微处理器连接，所述微处理器和所述电流采样电路连接；

所述电流采样电路用于对流经所述采样电阻的电流进行采样得到电流采样数据，并将所述电流采样数据发送给所述微处理器；

所述微处理器用于通过所述驱动电路控制所述逆变电路处于预设的工作状态，以及在所述逆变电路处于所述预设的工作状态的情况下，根据所述电流采样电路采集的所述采样电阻的电流数据，确定所述电机的状态，所述电机的状态包括所述电机的转速、所述电机的旋转方向、所述电机的角度中的至少一种；

所述逆变电路包括第一功率开关器件、第二功率开关器件、第三功率开关器件、第四功率开关器件、第五功率开关器件、第六功率开关器件；

所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件的控制端均与所述驱动电路连接；所述第一功率开关器件的第一端和所述第二功率开关器件的第一端以及所述第三功率开关器件的第一端连接；所述第一功率开关器件的第二端和所述第四功率开关器件的第一端连接，所述第二功率开关器件的第二端和所述第五功率开关器件的第一端连接，所述第三功率开关器件的第二端和所述第六功率开关器件的第一端连接；所述第四功率开关器件的第二端、所述第五功率开关器件的第二端以及所述第六功率开关器件的第二端均与所述采样电阻的第一端连接；

所述微处理器具体用于通过所述驱动电路控制逆变电路处于第一工作状态，所述第一工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态；

所述微处理器具体用于：

在任意两个连续的电流周期内先后通过所述驱动电路控制所述逆变电路从所述第一工作状态转换为第二工作状态、从所述第一工作状态转换为第三工作状态，以及从所述第一工作状态转换为第四工作状态；

其中，所述第二工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第四功率开关器件处于打开的状态；

所述第三工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第五功率开关器件处于打开的状态；

所述第四工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第五功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第六功率开关器件处于打开的状态；

在第一预设时间段内分别获取所述第二工作状态下的第二电流数据、所述第三工作状态下的第三电流数据、所述第四工作状态下的第四电流数据，所述第一预设时间段为所述任意两个连续的电流周期的前一个电流周期中包括所述采样电阻的电流的波峰时刻在内的时间段，所述电流周期为在所述第一工作状态下，所述采样电阻的电流周期；

在第二预设时间段内分别获取所述第二工作状态下的第五电流数据、所述第三工作状态下的第六电流数据、所述第四工作状态下的第七电流数据，所述第一预设时间段和所述第二预设时间段分别为连续的两个电流周期内的时间段，所述第二预设时间段为所述任意两个连续的电流周期的后一个电流周期中包括所述采样电阻的电流的波峰时刻在内的时间段；

基于所述第二电流数据、所述第三电流数据、所述第四电流数据、所述第五电流数据、所述第六电流数据以及所述第七电流数据确定所述电机的三相电流的相序；

根据所述相序确定所述电机的旋转方向。

2.根据权利要求1所述的电机状态监测电路，其特征在于，所述微处理器具体用于在所述逆变电路在所述第一工作状态的情况下，根据所述电流采样电路采集的所述采样电阻的第一电流数据计算所述电机的转速。

3.根据权利要求2所述的电机状态监测电路，其特征在于，所述根据所述电流采样电路采集的所述采样电阻的第一电流数据确定所述电机的转速，包括：

根据所述第一电流数据确定所述采样电阻的第一电流频率；

根据所述第一电流频率计算所述电机的转速。

4.根据权利要求1所述的电机状态监测电路，其特征在于，所述微处理器具体用于：

在所述第一工作状态下，基于所述相序以及所述采样电阻的电流的波峰时刻对应的第一相电流确定电机转子的角度，所述第一相电流为所述电机的三相电流中的任意一相。

5.一种电机状态监测方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的电机状态监测电路，所述方法包括：

通过所述驱动电路控制逆变电路处于第一工作状态；

在所述逆变电路处于第一工作状态的情况下，获取所述电流采样电路采集的第一电流数据，所述第一工作状态为所述逆变电路的所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态；

根据所述第一电流数据计算所述电机的转速；

在任意两个连续的电流周期内先后通过所述驱动电路控制所述逆变电路从所述第一工作状态转换为第二工作状态、从所述第一工作状态转换为第三工作状态，以及从所述第一工作状态转换为第四工作状态；

在第一预设时间段内分别获取第二工作状态下的第二电流数据、第三工作状态下的第三电流数据、第四工作状态下的第四电流数据，所述第一预设时间段为所述任意两个连续的电流周期的前一个电流周期中包括所述采样电阻的电流的波峰时刻在内的时间段，所述电流周期为在所述第一工作状态下，所述采样电阻的电流周期；

其中，所述第二工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第五功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第四功率开关器件处于打开的状态；

所述第三工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第六功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第五功率开关器件处于打开的状态；

所述第四工作状态为所述第一功率开关器件、所述第二功率开关器件、所述第三功率开关器件、所述第四功率开关器件和所述第五功率开关器件都处于关闭的状态，且所述第六功率开关器件处于打开的状态；

在第二预设时间段内分别获取所述第二工作状态下的第五电流数据、所述第三工作状态下的第六电流数据、所述第四工作状态下的第七电流数据，所述第二预设时间段为所述任意两个连续的电流周期的后一个电流周期中包括所述采样电阻的电流的波峰时刻在内的时间段；

基于所述第二电流数据、所述第三电流数据、所述第四电流数据、所述第五电流数据、所述第六电流数据以及所述第七电流数据确定所述电机的三相电流的相序；

根据所述相序确定所述电机的旋转方向。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一电流数据计算所述电机的转速，包括：

根据所述第一电流数据确定所述采样电阻的第一电流频率；

根据所述第一电流频率计算所述电机的转速。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第一工作状态下，基于所述相序以及所述采样电阻的电流的波峰时刻对应的第一相电流确定电机转子的角度，所述第一相电流为所述电机的三相电流中的任意一相。

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