CN110277952B - 电机过流保护方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机过流保护方法及装置，通过对电机的电流瞬时值进行采样，在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值，根据所述电流有效值确定所述电机是否出现过流故障，可以防止由外界干扰引起的过流故障的误报，及时发现电机所出现的过流故障，使得过流故障能够得到更为准确的判断。

Description

电机过流保护方法及装置

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其涉及一种电机过流保护方法及装置。

背景技术

在电机正常运行时，现有技术可以根据电流瞬时值与预设瞬时值限值的大小关系，判断电机是否出现过流故障。其中，当电流瞬时值大于预设瞬时值限值时，判定电机出现过流故障，否则，判定电机未出现过流故障。

但是，电机在处于堵转状态(电机在转速为零或较小时仍然输出扭矩的一种运行状态)时，在电流瞬时值不大于预设瞬时值限值的情况下，也会出现过流故障。因此，在电机处于堵转状态时，根据电流瞬时值与预设瞬时值限值的大小关系，来判断电机是否出现过流故障的方法是不合理的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的电机过流保护方法及装置，技术方案如下：

一种电机过流保护方法，包括：

对电机的电流瞬时值进行采样；

在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值；

根据所述电流有效值确定所述电机是否出现过流故障。

可选的，所述在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值，包括：

在所述电机的转速小于预设转速且所述电机的扭矩大于预设扭矩时，确定所述电机处于堵转状态，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值。

可选的，所述对电机的电流瞬时值进行采样，包括：按照采样周期在多个采样时刻分别对电机的电流瞬时值进行采样，获得所述电机的电流在多个采样时刻的电流瞬时值，其中，每个所述采样周期内均包括预设数量的采样时刻。

可选的，所述在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值，包括：

在所述电机处于堵转状态时，对每个所述采样周期：根据该采样周期内各采样时刻采样获得的电流瞬时值计算获得该采样周期的电流有效值。

可选的，所述根据所述电流有效值确定所述电机是否出现过流故障，包括：

对每个所述采样周期：将该采样周期的电流有效值与预设有效值限值进行比较，获得比较结果；

根据所述比较结果确定预设时长内是否存在不低于预设数量的采样周期的电流有效值均大于预设有效值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

可选的，所述根据所述电流有效值确定所述电机是否出现过流故障，包括：

按照时间先后顺序将各采样周期划分为多个采样周期组，其中，每个采样周期组中包括的采样周期数量相同，且各采样周期组中包括的采样周期不同；

对每个采样周期组：计算获得该采样周期组内各采样周期的电流有效值的平均值，将该平均值确定为该采样周期组的电流有效平均值，将该采样周期组的电流有效平均值与预设平均值限值比较，获得比较结果；

根据所述比较结果确定预设时长内是否存在不低于预设数量的采样周期组的电流有效平均值均大于预设平均值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

可选的，还包括：

在所述电机未处于堵转状态时，确定本次采样到的电流瞬时值和上次采样到的电流瞬时值是否均大于预设瞬时值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

一种电机过流保护装置，包括：电流采样单元、电流有效值获得单元和第一过流故障确定单元，其中：

所述电流采样单元，用于对电机的电流瞬时值进行采样；

所述电流有效值获得单元，用于在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值；

所述第一过流故障确定单元，用于根据所述电流有效值确定所述电机是否出现过流故障。

可选的，所述电流有效值获得单元，具体用于：

在所述电机的转速小于预设转速且所述电机的扭矩大于预设扭矩时，确定所述电机处于堵转状态，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值。

可选的，所述电流采样单元，具体用于：

按照采样周期在多个采样时刻分别对电机的电流瞬时值进行采样，获得所述电机的电流在多个采样时刻的电流瞬时值，其中，每个所述采样周期内均包括预设数量的采样时刻。

可选的，所述电流有效值获得单元，具体用于：

在所述电机处于堵转状态时，对每个所述采样周期：根据该采样周期内各采样时刻采样获得的电流瞬时值计算获得该采样周期的电流有效值。

可选的，所述第一过流故障确定单元，具体包括：第一电流比较单元和第二过流故障确定单元，其中：

所述第一电流比较单元，用于对每个所述采样周期：将该采样周期的电流有效值与预设有效值限值进行比较，获得比较结果；

所述第二过流故障确定单元，用于根据所述比较结果确定预设时长内是否存在不低于预设数量的采样周期的电流有效值均大于预设有效值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

可选的，所述第一过流故障确定单元，具体包括：周期组划分单元、电流比较结果获得单元和第三过流故障确定单元，其中：

所述周期组划分单元，用于按照时间先后顺序将各采样周期划分为多个采样周期组，其中，每个采样周期组中包括的采样周期数量相同，且各采样周期组中包括的采样周期不同；

所述电流比较结果获得单元，用于对每个采样周期组：计算获得该采样周期组内各采样周期的电流有效值的平均值，将该平均值确定为该采样周期组的电流有效平均值，将该采样周期组的电流有效平均值与预设平均值限值比较，获得比较结果；

所述第三过流故障确定单元，用于根据所述比较结果确定预设时长内是否存在不低于预设数量的采样周期组的电流有效平均值均大于预设平均值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

可选的，还包括第四过流故障确定单元，用于：

在所述电机未处于堵转状态时，确定本次采样到的电流瞬时值和上次采样到的电流瞬时值是否均大于预设瞬时值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

本发明实施例公开的电机过流保护方法及装置，可以在确定电机处于堵转状态后，通过电机的电流瞬时值获得电流有效平均值，并根据电流有效平均值与预设有效值限值的大小关系，判断电机是否出现过流故障，以使得过流保护系统可以更为合理且及时的获知电机出现的过流故障，防止过流故障对电机造成的危害。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种电机过流保护方法的流程图；

图2示出了本发明实施例提供的另一种电机过流保护方法的流程图；

图3示出了本发明实施例提供的另一种电机过流保护方法的流程图；

图4示出了本发明实施例提供的另一种电机过流保护方法的流程图；

图5示出了本发明实施例提供的一种电机过流保护装置的结构示意图；

图6示出了本发明实施例提供的另一种电机过流保护装置的结构示意；

图7示出了本发明实施例提供的另一种电机过流保护装置的结构示意。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图1所示，本实施例提出了一种电机过流保护方法，该方法可以包括以下步骤：

S100、对电机的电流瞬时值进行采样；

其中，电机可以是同步电机，也可以是异步电机；电机可以是直流电机，也可以是交流电机；电机可以是发电机，也可以是电动机。电机可以为单相电机、双相电机或三相电机。需要说明的是，本发明对电机的类型、结构和运行方式等均不做限定。

其中，电流瞬时值为在某一时刻所流经电机的电流的值。

其中，S100采样的电流可以为相电流或线电流。

需要说明的是，对电流瞬时值进行采样，可以指每隔一定时间采集相应时刻的电流值，并根据前后时间，将采集到的电流瞬时值序列来代替电流原来在连续时间上的电流瞬时值序列。

其中，本发明对电机的电流瞬时值进行采样的方法可以是电流直接采集，例如在电机所在电路串联分压电阻，通过测量该电阻的电压以及根据电压、电流和电阻三者的关系，获得电流瞬时值；也可以是电流间接采集，例如使用示波器电流探头，根据电磁感应原理测量与电机串联的导线的电流，获得电流瞬时值。

在实际应用中，本发明可以根据所使用的电机的具体特征、流过电机的电流的等级、采样精度以及成本投入等因素选择适合的电流采样方法，例如，在电机所在电路串联分压电阻的方法的特征为精度高、成本低，但需串联至电机所在回路中；霍尔传感器精度高、无需串联至电机所在回路中，但成本高。需要说明的是，本发明对选用的电流采样方法不做限定。

S200、在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值；

在其它实施例提出的电机过流保护方法中，所述在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值，包括：

在所述电机的转速小于预设转速且所述电机的扭矩大于预设扭矩时，确定所述电机处于堵转状态，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值。

需要说明的是，电机在处于堵转状态时，转速为零或较小值且扭矩比电机正常运转时的扭矩大。本发明可以根据电机是否同时满足转速为零或较小值且扭矩大于预设扭矩的特征，判断电机是否处于堵转状态。

在实际应用中，本发明可以将预设转速设置为较小数值，以使得当电机转速小于该预设转速时，本发明可以认为电机转速满足电机处于堵转状态时电机转速的特征，即电机转速为零或较小值。预设转速的具体数值可以由技术人员根据实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

其中，预设扭矩的数值可以由技术人员根据电机处于堵转状态下的实际性能进行制定，例如，获取电机在正常运转时所输出的扭矩的数据，通过统计这些扭矩的数据，进而制定预设扭矩的值。本发明对预设扭矩的制定方法不做限定。

其中，本发明在获得电机堵转状态下的电流瞬时值后，可以根据电流有效值与电流瞬时值的关系，即电流瞬时值在某段时间内通过某电阻所产生的热量与电流有效平均值同样时间内通过相同电阻所产生的热量相等的计算公式(电流热效应的等量方程)，进一步获得电流有效值。

可选的，本发明可以建立电流瞬时值与时间的函数曲线图，通过求积分的方法获得相应时间内电流所做的功的值A(由于电阻相同，因此，在建立电流热效应的等量方程时，可以不考虑电阻)，之后，将A代入电流有效值与热量的关系式，即电流有效值的平方与时间的乘积等以A，那么，将A除以时间后得到的值再进行开平方根，则可以获得电机在相应时间段内的电流有效值。

可选的，本发明若对电机的电流瞬时值进行多次采样，那么，可以根据电流热效应的等量方程和多次采样得到的电流瞬时值获得电流有效值，此时，电流的有效值可以由以下公式1获得：

其中，Irms为N次采样得到的电流瞬时值对应的电流有效值，N为进行电流采样的次数，i_n ²为次数编号为n的电流瞬时值的平方。

S300、根据所述电流有效值确定所述电机是否出现过流故障。

需要说明的是，电机处于堵转状态时，即使电流瞬时值通常不会大于预设瞬时值限值，电机也会出现过流故障。因此，若堵转状态下，依然使用电流瞬时值与预设瞬时值限值的大小关系来判断电机是否出现过流故障是不准确的，即会导致出现电机实际已出现过流故障，但过流保护系统未能得知该故障信息而无法做出过流保护动作的情况。由此，为更准确的判断电机是否发生过流故障，本发明可以根据电流有效值来判断电机是否出现过流故障。

具体的，本发明可以先行制定预设有效值限值，之后根据获得的电机的电流有效值的值序列与预设有效值限值的关系，确定电机是否出现过流故障。

需要说明的是，不同领域或不同用途的电机的性能是会有差别的，本发明可以根据具体电机的性能，在获得的电流有效值的基础上确定合适的电流有效值的值序列与预设有效值限值的比较方法，进而可以更准确的确定电机是否出现过流故障。

例如，不同性能的电机能承受超限值的电流有效值的电流的持续时间不同，对于能承受较长时间超限值的电流有效值的电流的某电机而言，电流有效值在n秒时间内超过预设有效值限值并不会造成电机的过流故障，那么，本发明可以在电机出现持续超过n秒的电流有效值均高于预设有效值限值时，才确定该电机出现过流故障。而对于只能承受较短时间的超限值的电流有效值的电流的某电机而言，本发明可以在电机出现连续次数不多的电流有效值高于预设有效值限值的情况时，即可确定该电机出现过流故障，避免该电机由于过流故障受到损坏。

其中，预设有效值限值可以由技术人员根据电机处于堵转状态下的实际性能进行制定，例如，进行电机堵转试验，获取堵转状态下的电机的电流瞬时值与时间的函数曲线，之后得到不同时间内的电流有效值，技术人员可以根据获得的电流有效值的数据进行分析，统计电机未出现过流故障时的电流有效值，制定预设有效值限值。

本实施例公开的电机过流保护方法，可以在确定电机处于堵转状态后，通过电机的电流瞬时值获得电流有效值，根据电流有效值确定电机是否出现过流故障，使过流保护系统可以更为合理且及时的获知电机出现的过流故障，避免过流故障对电机造成损坏。

可选的，基于图1所示步骤，本发明实施例提出了另一种电机过流保护方法，如图2所示，步骤S100可以为：

S101、按照采样周期在多个采样时刻分别对电机的电流瞬时值进行采样，获得所述电机的电流在多个采样时刻的电流瞬时值，其中，每个所述采样周期内均包括预设数量的采样时刻。

其中，每个采样周期的时间大小可以是一样的，也可以是不一样的。

其中，在每个采样周期内的相邻采样时刻所间隔的时间可以是一样的，也可以是随机的，本发明对该间隔时间不做限定。

其中，每个采样周期所对应的预设数量可以是一样的，也可以是不一样的。采样周期的时间大小、预设数量可以由技术人员根据电机实际性能和工程经验等情况进行制定，本发明对此不做限定。

需要说明的是，本发明执行步骤S101后，可以在每个采样周期内获得相应预设数量的电流瞬时值。例如，本发明的一个采样周期的时间大小为10毫秒，该采样周期对应的预设数量为100，相邻采样时刻所间隔的时间相等，那么，在该采样周期内，本发明会以每100微秒采样一次，相邻采样时刻之间的间隔为100微秒。

如图2所示，步骤S200可以具体为：

S201、在所述电机处于堵转状态时，对每个所述采样周期：根据该采样周期内各采样时刻采样获得的电流瞬时值计算获得该采样周期的电流有效值。

可选的，本发明步骤S201可以使用本发明实施例提供的公式1或其他方法计算得到电流有效值。

如图2所示，步骤S300可以包括：

S301、对每个所述采样周期：将该采样周期的电流有效值与预设有效值限值进行比较，获得比较结果；

S302、根据所述比较结果确定预设时长内是否存在不低于预设数量的采样周期的电流有效值均大于预设有效值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

具体的，在获得某个采样周期中的电流瞬时值后，可以根据电流瞬时值与电流有效值的关系计算出该采样周期内的电流有效值。

需要说明的是，本发明在确定合适的电流有效值的值序列与预设有效值限值的比较方法时，需考虑到外界干扰的影响。外界干扰可以使得电流采样电路或仪器等采集到的一个或多个时刻的电流瞬时值出现偏差，进而使得电流有效平均值出现偏差，进而会产生电机过流故障的误报。例如，由于外界干扰的影响，在某个采样周期内采集到的电流瞬时值均出现了偏差，该偏差导致计算获得的电流有效值由正常值(即小于预设有效值限值)变为大于预设有效值限值的故障值。为避免外界干扰可能造成的过流故障的误报，本发明可以根据在预设时长内获得的各电流有效值与预设有效值限值的比较结果对电机是否出现过流故障进行确定。

其中，预设时长和预设数量的大小均可以由技术人员根据电机性能与工程经验等情况进行制定，本发明对此不做限定。

可选的，本发明可以根据是否出现连续多个(例如3个、4个或5个等)采样周期的电流有效值大于或高于预设有效值限值的情况，对电机是否出现过流故障进行确定，其中，当该种情况出现时，本发明可以确定电机出现过流故障。

具体的，本发明可以使用计数器，对连续出现的电流有效值大于预设有效值限值的情况进行计数。

具体的，在某个采样周期出现电流有效值大于预设有效值限值的情况时，计数器可以在当前数字的基础上加1，获得新的数字，之后，若下一个采样周期再次出现电流有效值大于预设有效值限值的情况，则计数器计数再加1，否则清零，待下一次出现某个采样周期的电流有效值大于预设有效值限值的情况时，重新计数，即在零的基础上加1。

具体的，本发明可以在计数器的计数数字不低于预设数量时，判断电机出现过流故障。下面举例以帮助更好的理解。

举例1：预设数量设置为3。在进行电流采样的连续的三个采样周期内，第一个采样周期和第二个采样周期出现电流有效值大于预设有效值限值的情况，当前计数器的计数为2。

若第三个采样周期依然出现电流有效值大于预设有效值限值的情况，则计数器的计数会在2的基础上加1，变为3，满足了不低于预设数量的时间段的电流有效平均值大于预设有效值限值的条件，本发明会由此判断电机出现过流故障，并向过流保护系统发送电机出现过流故障的信息；

若第三个时间段未出现电流有效平均值大于预设有效值限值的情况，则未满足本发明判断电机出现过流故障的条件，即不满足不低于预设数量的采样周期的电流有效值大于预设有效值限值的条件，则本发明确定电机未出现过流故障，且计数器的计数会由数字2直接清零，直至再次出现某个采样周期的电流有效值大于预设有效值限值时，计数器才会重新计数，即在零的基础上加1。

可选的，本发明可以根据在预设时间内是否出现非全部连续的多个(例如3个、4个或5个等)采样周期的电流有效值大于或高于预设有效值限值的情况，对电机是否出现过流故障进行确定，其中，当该种情况出现时，本发明可以确定电机出现过流故障。当然，本发明也可以在该预设时间内采样上述计数器计数的方法确定电机是否出现过流故障。

可选的，本发明可以在确定电机出现过流故障时，向过流保护系统发送电机出现过流故障的信息。并且，在过流保护系统接收到该过流故障的信息后，计数器的计数数字可以由当前计数数字直接清零。

本实施例提出的电机过流保护方法，通过多个采样周期的电流有效值与预设有效值限值的比较结果，确定电机是否出现过流故障，可以防止由外界干扰引起的过流故障的误报，及时发现电机所出现的过流故障，使得过流故障能够得到更为准确的判断。

在实际应用中，采样周期的时间大小通常是较短的。对于不能承受较长持续时间的有效值超过预设有效限值的电流的电机，图2所示方法可以在较短持续时间内电机出现有效值超过预设有效限值的电流时，即可确定电机出现过流故障，向过流保护系统发送该故障信息，避免电机受到损坏。

但是，对于能承受较长持续时间的有效值超过预设有效限值的电流的电机，步骤S301(将每个采样周期的电流有效值与预设有效限值进行比较且获得比较结果)是不适用的。为更好的确定该类电机是否出现过流故障，本发明提出了另一种电机过流保护方法，如图3所示，可以包括：

S101、按照采样周期在多个采样时刻分别对电机的电流瞬时值进行采样，获得所述电机的电流在多个采样时刻的电流瞬时值，其中，每个所述采样周期内均包括预设数量的采样时刻。

S201、在所述电机处于堵转状态时，对每个所述采样周期：根据该采样周期内各采样时刻采样获得的电流瞬时值计算获得该采样周期的电流有效值。

上述步骤S101和S201已在图2所示方法中说明，不再赘述。

S310、按照时间先后顺序将各采样周期划分为多个采样周期组，其中，每个采样周期组中包括的采样周期数量相同，且各采样周期组中包括的采样周期不同；

其中，采样周期组中包括的采样周期的数量可以由技术人员根据电机性能和工程经验等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

为更好理解步骤S310，下面举例进行说明。例如，每个采样周期的时长为10毫秒，每个采样周期组均可以包括10个采样周期，即每个采样周期组的时长为100毫秒，若当前本发明已对电流瞬时值进行了0.6秒的采样，则：

该0.6秒内有60个采样周期，该0.6秒内有6个采样周期组，其中，假设采样开始时刻为0秒，则第一采样周期组包括第0至0.1秒内的10个采样周期，第二采样周期组包括第0.1至0.2秒内的10个采样周期，第三采样周期组包括第0.2至0.3秒内的10个采样周期，第四采样周期组包括第0.3至0.4秒内的10个采样周期，第五采样周期组包括第0.4至0.5秒内的10个采样周期，第六采样周期组包括第0.5至0.6秒内的10个采样周期。

S320、对每个采样周期组：计算获得该采样周期组内各采样周期的电流有效值的平均值，将该平均值确定为该采样周期组的电流有效平均值，将该采样周期组的电流有效平均值与预设平均值限值比较，获得比较结果；

具体的，可以根据某个采样周期组中各采样周期内采集到的电流瞬时值，计算出各采样周期内的电流有效值，之后，可以将各采样周期内的电流有效值相加，将相加获得的值除以该采样周期组中包含的采样周期的个数，即可获得电流有效平均值。

可选的，上述电流有效平均值可以为：电流有效值的算术平均值或几何平均值。

其中，预设平均值限值可以由技术人员根据电机性能和工程经验等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

S330、根据所述比较结果确定预设时长内是否存在不低于预设数量的采样周期组的电流有效平均值均大于预设平均值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

其中，步骤S310至步骤S330为图1所示步骤S300的一种可选具体执行方式。

具体的，步骤S330中的预设时长和预设数量也可以由技术人员根据电机性能和工程经验等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

需要说明的是，本发明也可以根据是否出现连续多个(例如3个、4个或5个等)采样周期组中的电流有效平均值大于或高于预设有效平均值限值的情况，对电机是否出现过流故障进行确定，其中，当该种情况出现时，本发明可以确定电机出现过流故障。

具体的，本发明可以使用计数器，对连续出现的电流有效值大于预设有效值限值的情况进行计数。

可选的，本发明可以根据在预设时间内是否出现非全部连续的多个(例如3个、4个或5个等)采样周期组的电流有效平均值大于或高于预设有效平均值限值的情况，对电机是否出现过流故障进行确定，其中，当该种情况出现时，本发明可以确定电机出现过流故障。当然，本发明也可以在该预设时间内采样上述计数器计数的方法确定电机是否出现过流故障。

本发明实施例提出的电机过流保护方法，通过划分采样周期组、计算电流有效平均值以及将电流有效平均值与预设有效平均值进行比较的方法，对承受较长持续时间的有效值超过预设有效限值的电流的电机是否出现过流故障进行更准确的确定。

本申请发明人在实现本发明的过程中研究发现，现有的电机过流保护方法还存在如下问题：在对电机的电流瞬时值进行电流采样时，外界干扰会使得电流采样电路或仪器等采集到的一个或多个时刻的电流瞬时值出现偏差，该偏差会导致电流瞬时值由原本的正常值(即小于预设瞬时值限值)变为大于预设瞬时值限值的故障值，进而产生了电机过流故障的误报。为了解决该问题，基于图1所示步骤，本发明实施例提供了另一种电机过流保护方法，如图4所示，在步骤S100之后，所述方法还可以包括以下步骤：

S400、在所述电机未处于堵转状态时，确定本次采样到的电流瞬时值和上次采样到的电流瞬时值是否均大于预设瞬时值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

需要说明的是，外界干扰给电流采样带来的偏差，通常不会导致多个连续时间段内的电流瞬时值均出现大于预设瞬时值限值的情况。由此，本发明可以根据多个连续时间段内的电流瞬时值与预设有效值限值的比较关系，更为准确的判断电机是否出现过流故障。

具体的，在电机未处于堵转状态时，本发明可以使用计数器，来确定本次采样到的电流瞬时值和上次采样到的电流瞬时值是否均大于预设瞬时值限值。

具体的，在某次采样到的电流瞬时值大于预设瞬时值限值时，计数器可以在当前计数数字的基础上加1，获得新的数字。之后，若下次采样到的电流瞬时值再次大于预设瞬时值限值时，则计数器计数再加1，否则计数器会由当前计数数字直接清零。之后，待下一次出现电流有效平均值大于预设有效值限值的情况时，计数器再次开始计数，即在零的基础上加1。

具体的，在计数器为0或1时，本发明可以确定本次采样到的电流瞬时值和上次采样到的电流瞬时值不是都大于预设瞬时值限值；在计数器计数为2时，本发明可以确定本次采样到的电流瞬时值和上次采样到的电流瞬时值是否均大于预设瞬时值限值，确定电机出现过流故障。

可选的，本发明在确定电机出现过流故障，可以向过流保护系统发送电机出现过流故障的信息，之后，计数器的计数数字可以由当前计数数字直接清零。

本实施例提出的电机过流保护方法，通过设立电机过流故障判断条件，即在电机未处于堵转状态时，连续采集到的电流瞬时值是否均大于预设瞬时值，以更为准确的判断电机的过流故障。

与图1所示方法相对应，本发明实施例提出了一种电机过流保护装置，如图5所示，所述装置可以包括：电流采样单元100、电流有效值获得单元200和第一过流故障确定单元300，其中：

所述电流采样单元100，可以用于对电机的电流瞬时值进行采样；

其中，电机可以是同步电机，也可以是异步电机；电机可以是直流电机，也可以是交流电机。需要说明的是，本发明对电机的类型、结构和运行方式等均不做限定。

其中，电流瞬时值为在某一时刻所流经电机的电流的值。

其中，采样的电流可以为相电流或线电流。

需要说明的是，对电流瞬时值进行采样，可以指每隔一定时间采集相应时刻的电流值，并根据前后时间，将采集到的电流瞬时值序列来代替电流原来在连续时间上的电流瞬时值序列。

其中，本发明对电机的电流瞬时值的采样可以是电流直接采集，也可以是电流间接采集。

在实际应用中，本发明可以根据所使用的电机的具体特征、流过电机的电流的等级、采样精度以及成本投入等因素进行电流的采样。需要说明的是，本发明对如何进行电流采样不做限定。

所述电流有效值获得单元200，可以用于在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值；

在其它实施例提出的电机过流保护装置中，所述电流有效值获得单元，可以具体用于：

在所述电机的转速小于预设转速且所述电机的扭矩大于预设扭矩时，确定所述电机处于堵转状态，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值。

需要说明的是，本发明可以根据电机是否同时满足转速为零或较小值且扭矩大于预设扭矩的特征，判断电机是否处于堵转状态。

本发明可以认为电机转速满足电机处于堵转状态时电机转速的特征，即电机转速为零或较小值。预设转速的具体数值可以由技术人员根据实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

其中，预设扭矩的数值可以由技术人员根据电机处于堵转状态下的实际性能进行制定。

其中，本发明在获得电机堵转状态下的电流瞬时值后，可以根据电流有效值与电流瞬时值的关系，进一步获得电流有效值。

所述第一过流故障确定单元300，用于根据所述电流有效值确定所述电机是否出现过流故障。

需要说明的是，电机处于堵转状态时，即使电流瞬时值通常不会大于预设瞬时值限值，电机也会出现过流故障。因此，若堵转状态下，依然使用电流瞬时值与预设瞬时值限值的大小关系来判断电机是否出现过流故障是不准确的，即会导致出现电机实际已出现过流故障，但过流保护系统未能得知该故障信息而无法做出过流保护动作的情况。由此，为更准确的判断电机是否发生过流故障，本发明可以根据电流有效值来判断电机是否出现过流故障。

具体的，本发明可以先行制定预设有效值限值，之后根据获得的电机的电流有效值的值序列与预设有效值限值的关系，确定电机是否出现过流故障。

需要说明的是，不同领域或不同用途的电机的性能是会有差别的，本发明可以根据具体电机的性能，在获得的电流有效值的基础上确定合适的电流有效值的值序列与预设有效值限值的比较方式，进而可以更准确的确定电机是否出现过流故障。

其中，预设有效值限值可以由技术人员根据电机处于堵转状态下的实际性能进行制定。

本实施例公开的电机过流保护装置，可以在确定电机处于堵转状态后，通过电机的电流瞬时值获得电流有效值，根据电流有效值确定电机是否出现过流故障，使过流保护系统可以更为合理且及时的获知电机出现的过流故障，避免过流故障对电机造成损坏。

可选的，基于图5所示结构示意图，本发明实施例提出了另一种电机过流保护装置，所述电流采样单元100，可以具体用于：

按照采样周期在多个采样时刻分别对电机的电流瞬时值进行采样，获得所述电机的电流在多个采样时刻的电流瞬时值，其中，每个所述采样周期内均包括预设数量的采样时刻。

其中，每个采样周期的时间大小可以是一样的，也可以是不一样的。

其中，在每个采样周期内的相邻采样时刻所间隔的时间可以是一样的，也可以是随机的，本发明对该间隔时间不做限定。

其中，每个采样周期所对应的预设数量可以是一样的，也可以是不一样的。

需要说明的是，电流采样单元100可以在每个采样周期内获得相应预设数量的电流瞬时值。

相应的，所述电流有效值获得单元200，可以具体用于：

在所述电机处于堵转状态时，对每个所述采样周期：根据该采样周期内各采样时刻采样获得的电流瞬时值计算获得该采样周期的电流有效值。

在本发明其他实施例中，所述第一过流故障确定单元300，可以具体包括：第一电流比较单元和第二过流故障确定单元，其中：

所述第一电流比较单元，可以用于对每个所述采样周期：将该采样周期的电流有效值与预设有效值限值进行比较，获得比较结果；

所述第二过流故障确定单元，可以用于根据所述比较结果确定预设时长内是否存在不低于预设数量的采样周期的电流有效值均大于预设有效值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

具体的，在获得某个采样周期中的电流瞬时值后，可以根据电流瞬时值与电流有效值的关系计算出该采样周期内的电流有效值。

需要说明的是，本发明在确定合适的电流有效值的值序列与预设有效值限值的比较方式时，需考虑到外界干扰的影响。为避免外界干扰可能造成的过流故障的误报，本发明可以根据在预设时长内获得的各电流有效值与预设有效值限值的比较结果对电机是否出现过流故障进行确定。

其中，预设时长和预设数量的大小均可以由技术人员根据电机性能与工程经验等情况进行制定，本发明对此不做限定。

可选的，本发明可以根据是否出现连续多个采样周期的电流有效值大于或高于预设有效值限值的情况，对电机是否出现过流故障进行确定，其中，当该种情况出现时，本发明可以确定电机出现过流故障。

具体的，本发明可以使用计数器，对连续出现的电流有效值大于预设有效值限值的情况进行计数。

可选的，本发明可以根据在预设时间内是否出现非全部连续的多个采样周期的电流有效值大于或高于预设有效值限值的情况，对电机是否出现过流故障进行确定，其中，当该种情况出现时，本发明可以确定电机出现过流故障。当然，本发明也可以在该预设时间内采样上述计数器计数的方式确定电机是否出现过流故障。

可选的，本发明可以在确定电机出现过流故障时，向过流保护系统发送电机出现过流故障的信息。并且，在过流保护系统接收到该过流故障的信息后，计数器的计数数字可以由当前计数数字直接清零。

本实施例提出的电机过流保护装置，通过多个采样周期的电流有效值与预设有效值限值的比较结果，确定电机是否出现过流故障，可以防止由外界干扰引起的过流故障的误报，及时发现电机所出现的过流故障，使得过流故障能够得到更为准确的判断。

在实际应用中，采样周期的时间大小通常是较短的。对于不能承受较长持续时间的有效值超过预设有效限值的电流的电机，图5所示装置可以在较短持续时间内电机出现有效值超过预设有效限值的电流时，即可确定电机出现过流故障，向过流保护系统发送该故障信息，避免电机受到损坏。

对于能承受较长持续时间的有效值超过预设有效限值的电流的电机，为更好的确定该类电机是否出现过流故障，基于图5所示装置本发明提出了另一种电机过流保护装置，如图6所示，所述第一过流故障确定单元300，可以具体包括：周期组划分单元310、电流比较结果获得单元320和第三过流故障确定单元330，其中：

所述周期组划分单元310，可以用于按照时间先后顺序将各采样周期划分为多个采样周期组，其中，每个采样周期组中包括的采样周期数量相同，且各采样周期组中包括的采样周期不同；

所述电流比较结果获得单元320，可以用于对每个采样周期组：计算获得该采样周期组内各采样周期的电流有效值的平均值，将该平均值确定为该采样周期组的电流有效平均值，将该采样周期组的电流有效平均值与预设平均值限值比较，获得比较结果；

所述第三过流故障确定单元330，可以用于根据所述比较结果确定预设时长内是否存在不低于预设数量的采样周期组的电流有效平均值均大于预设平均值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

其中，采样周期组中包括的采样周期的数量可以由技术人员根据电机性能和工程经验等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

具体的，可以根据某个采样周期组中各采样周期内采集到的电流瞬时值，计算出各采样周期内的电流有效值，之后，可以将各采样周期内的电流有效值相加，将相加获得的值除以该采样周期组中包含的采样周期的个数，即可获得电流有效平均值。

其中，预设平均值限值可以由技术人员根据电机性能和工程经验等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

具体的，第三过流故障确定单元330中的预设时长和预设数量也可以由技术人员根据电机性能和工程经验等实际情况进行制定，本发明对此不做限定。

需要说明的是，本发明也可以根据是否出现连续多个采样周期组中的电流有效平均值大于或高于预设有效平均值限值的情况，对电机是否出现过流故障进行确定，其中，当该种情况出现时，本发明可以确定电机出现过流故障。

具体的，本发明可以使用计数器，对连续出现的电流有效值大于预设有效值限值的情况进行计数。

可选的，本发明可以根据在预设时间内是否出现非全部连续的多个采样周期组的电流有效平均值大于或高于预设有效平均值限值的情况，对电机是否出现过流故障进行确定，其中，当该种情况出现时，本发明可以确定电机出现过流故障。当然，本发明也可以在该预设时间内采样上述计数器计数的方式确定电机是否出现过流故障。

本发明实施例提出的电机过流保护装置，通过划分采样周期组、计算电流有效平均值以及将电流有效平均值与预设有效平均值进行比较的方式，对承受较长持续时间的有效值超过预设有效限值的电流的电机是否出现过流故障进行更准确的确定。

本申请发明人在实现本发明的过程中研究发现，现有的电机过流保护方式还存在如下问题：在对电机的电流瞬时值进行电流采样时，外界干扰会使得电流采样电路或仪器等采集到的一个或多个时刻的电流瞬时值出现偏差，该偏差会导致电流瞬时值由原本的正常值变为大于预设瞬时值限值的故障值，进而产生了电机过流故障的误报。为了解决该问题，基于图5所示装置，本发明实施例提供了另一种电机过流保护装置，如图7所示，该装置还可以包括第四过流故障确定单元400，用于：

在所述电机未处于堵转状态时，确定本次采样到的电流瞬时值和上次采样到的电流瞬时值是否均大于预设瞬时值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

需要说明的是，外界干扰给电流采样带来的偏差，通常不会导致多个连续时间段内的电流瞬时值均出现大于预设瞬时值限值的情况。由此，本发明可以根据多个连续时间段内的电流瞬时值与预设有效值限值的比较关系，更为准确的判断电机是否出现过流故障。

具体的，在电机未处于堵转状态时，本发明可以使用计数器，来确定本次采样到的电流瞬时值和上次采样到的电流瞬时值是否均大于预设瞬时值限值。

具体的，在某次采样到的电流瞬时值大于预设瞬时值限值时，计数器可以在当前计数数字的基础上加1，获得新的数字。之后，若下次采样到的电流瞬时值再次大于预设瞬时值限值时，则计数器计数再加1，否则计数器会由当前计数数字直接清零。之后，待下一次出现电流有效平均值大于预设有效值限值的情况时，计数器再次开始计数，即在零的基础上加1。

具体的，在计数器为0或1时，本发明可以确定本次采样到的电流瞬时值和上次采样到的电流瞬时值不是都大于预设瞬时值限值；在计数器计数为2时，本发明可以确定本次采样到的电流瞬时值和上次采样到的电流瞬时值是否均大于预设瞬时值限值，确定电机出现过流故障。

本实施例提出的电机过流保护装置，通过设立电机过流故障判断条件，即在电机未处于堵转状态时，连续采集到的电流瞬时值是否均大于预设瞬时值，以更为准确的判断电机的过流故障。

还需要说明的是，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、商品或者设备不仅包括那些要素，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、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种电机过流保护方法，其特征在于，包括：

对电机的电流瞬时值进行采样；

在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值；

根据所述电流有效值确定所述电机是否出现过流故障；

其中，所述对电机的电流瞬时值进行采样，包括：按照采样周期在多个采样时刻分别对电机的电流瞬时值进行采样，获得所述电机的电流在多个采样时刻的电流瞬时值，其中，每个所述采样周期内均包括预设数量的采样时刻；

所述在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值，包括：

在所述电机处于堵转状态时，对每个采样周期：根据该采样周期内各采样时刻采样获得的电流瞬时值计算获得该采样周期的电流有效值；

所述根据所述电流有效值确定所述电机是否出现过流故障，包括：

对每个采样周期：将该采样周期的电流有效值与预设有效值限值进行比较，获得比较结果；

根据所述比较结果确定预设时长内是否存在不低于预设数量的采样周期的电流有效值均大于预设有效值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值，包括：

在所述电机的转速小于预设转速且所述电机的扭矩大于预设扭矩时，确定所述电机处于堵转状态，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述电流有效值确定所述电机是否出现过流故障，包括：

按照时间先后顺序将各采样周期划分为多个采样周期组，其中，每个采样周期组中包括的采样周期数量相同，且各采样周期组中包括的采样周期不同；

对每个采样周期组：计算获得该采样周期组内各采样周期的电流有效值的平均值，将该平均值确定为该采样周期组的电流有效平均值，将该采样周期组的电流有效平均值与预设平均值限值比较，获得比较结果；

根据所述比较结果确定预设时长内是否存在不低于预设数量的采样周期组的电流有效平均值均大于预设平均值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述电机未处于堵转状态时，确定本次采样到的电流瞬时值和上次采样到的电流瞬时值是否均大于预设瞬时值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

5.一种电机过流保护装置，其特征在于，包括：电流采样单元、电流有效值获得单元和第一过流故障确定单元，其中：

所述电流采样单元，用于对电机的电流瞬时值进行采样；

所述电流有效值获得单元，用于在所述电机处于堵转状态时，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值；

所述第一过流故障确定单元，用于根据所述电流有效值确定所述电机是否出现过流故障；

所述电流采样单元具体用于：按照采样周期在多个采样时刻分别对电机的电流瞬时值进行采样，获得所述电机的电流在多个采样时刻的电流瞬时值，其中，每个所述采样周期内均包括预设数量的采样时刻；

所述电流有效值获得单元具体用于：在所述电机处于堵转状态时，对每个采样周期：根据该采样周期内各采样时刻采样获得的电流瞬时值计算获得该采样周期的电流有效值；

所述第一过流故障确定单元具体用于：对每个采样周期：将该采样周期的电流有效值与预设有效值限值进行比较，获得比较结果；根据所述比较结果确定预设时长内是否存在不低于预设数量的采样周期的电流有效值均大于预设有效值限值，如果是，则确定所述电机出现过流故障。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电流有效值获得单元，具体用于：

在所述电机的转速小于预设转速且所述电机的扭矩大于预设扭矩时，确定所述电机处于堵转状态，根据所述电机的电流瞬时值获得电流有效值。

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