CN110875704A - 永磁同步电机的堵转检测方法、堵转检测装置和控制系统 - Google Patents

永磁同步电机的堵转检测方法、堵转检测装置和控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机的堵转检测方法、堵转检测装置和控制系统，所述堵转检测方法包括以下步骤：获取永磁同步电机的相电压和相电流；根据相电压和相电流，判断永磁同步电机是否发生堵转。本发明实施例的堵转检测方法，弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。

Description

永磁同步电机的堵转检测方法、堵转检测装置和控制系统
技术领域
本发明涉及永磁同步电机技术领域，特别涉及一种永磁同步电机的堵转检测方法、一种永磁同步电机的堵转检测装置、一种永磁同步电机的控制系统、一种电子设备和一种非临时性计算机可读存储介质。
背景技术
电机在转速为零时，仍然输出扭矩即发生堵转。而导致电机堵转的原因有很多，包括机械的或者人为的，例如，转子与定子接触被卡死、被驱动设备卡死、设备负荷太大电机无法驱动等等，都会造成电机堵转。
相关技术中的永磁同步电机，其堵转保护主要通过采样相电流或者互感相电流的大小来判断电机的堵转现象。但是，部分电机由于其应用场合的特殊性，多采用无位置传感器的控制方案，例如，洗衣机的电机。针对采用无位置传感器控制的场合，特别是转矩电流的控制方法，则无法通过上述采样相电流或者互感相电流的方法来判断是否发生堵转。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种永磁同步电机的堵转检测方法，弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。
本发明的第二个目的在于提出一种永磁同步电机的堵转检测装置。
本发明的第三个目的在于提出一种永磁同步电机的控制系统。
本发明的第四个目的在于提出一种电子设备。
本发明的第五个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种永磁同步电机的堵转检测方法，包括以下步骤：获取所述永磁同步电机的相电压和相电流；根据所述相电压和所述相电流，判断所述永磁同步电机是否发生堵转。
根据本发明实施例的永磁同步电机的堵转检测方法，首先获取永磁同步电机的相电压和相电流，然后根据相电压和相电流，判断永磁同步电机是否发生堵转。由此，该堵转检测方法弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。
另外，根据本发明上述实施例提出的永磁同步电机的堵转检测方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述根据所述相电压和所述相电流，判断所述永磁同步电机是否发生堵转，包括：根据所述相电压和所述相电流，计算得到反电势；根据所述相电流，计算得到相电流幅值；根据所述反电势和所述相电流幅值，判断所述永磁同步电机是否发生堵转。
在本发明的一个实施例中，所述根据所述反电势和所述相电流幅值，判断所述永磁同步电机是否发生堵转，包括：若在预设的时间内，所述反电势持续小于预设的反电势阈值，且所述相电流幅值持续大于预设的幅值阈值，则判断出所述永磁同步电机发生堵转。
在本发明的一个实施例中，所述若在预设的时间内，所述反电势持续小于预设的反电势阈值，且所述相电流幅值持续大于预设的幅值阈值，则判断出所述永磁同步电机发生堵转，包括：当所述反电势小于所述反电势阈值，且所述相电流幅值大于所述幅值阈值时，开始计时，生成计时数据；若所述反电势等于或者大于所述反电势阈值，或者所述相电流幅值等于或者小于所述幅值阈值，则将所述计时数据清零；当所述计时数据等于所述预设的时间时，判断出所述永磁同步电机发生堵转。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种永磁同步电机的堵转检测装置，包括：获取模块，用于获取所述永磁同步电机的相电压和相电流；判断模块，用于根据所述相电压和所述相电流，判断所述永磁同步电机是否发生堵转。
本发明实施例的永磁同步电机的堵转检测装置，通过获取模块获取永磁同步电机的相电压和相电流，以使判断模块根据相电压和相电流，判断永磁同步电机是否发生堵转。由此，该堵转检测装置弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。
另外，根据本发明上述实施例提出的永磁同步电机的堵转检测装置还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一个实施例中，所述判断模块，包括：第一计算单元，用于根据所述相电压和所述相电流，计算得到反电势；第二计算单元，用于根据所述相电流，计算得到相电流幅值；判断单元，用于根据所述反电势和所述相电流幅值，判断所述永磁同步电机是否发生堵转。
在本发明的一个实施例中，所述判断单元，用于：若在预设的时间内，所述反电势持续小于预设的反电势阈值，且所述相电流幅值持续大于预设的幅值阈值，则判断出所述永磁同步电机发生堵转。
在本发明的一个实施例中，所述判断单元，具体用于：当所述反电势小于所述反电势阈值，且所述相电流幅值大于所述幅值阈值时，开始计时，生成计时数据；若所述反电势等于或者大于所述反电势阈值，或者所述相电流幅值等于或者小于所述幅值阈值，则将所述计时数据清零；当所述计时数据等于所述预设的时间时，判断出所述永磁同步电机发生堵转。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种永磁同步电机的控制系统，包括：永磁同步电机和本发明第二方面实施例所述的永磁同步电机的堵转检测装置；所述堵转检测装置判断出所述永磁同步电机发生堵转后，控制所述永磁同步电机停机。
本发明实施例的永磁同步电机的控制系统，通过上述的永磁同步电机的堵转检测装置，弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电子设备，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计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如本发明第一方面实施例所述的永磁同步电机的堵转检测方法。
本发明实施例的电子设备，通过处理器执行存储在存储器上的计算机程序，弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。
为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现如本发明第一方面实施例所述的永磁同步电机的堵转检测方法。
本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行其存储的计算机程序，弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的永磁同步电机的堵转检测方法的流程图；
图2是根据本发明另一个实施例的永磁同步电机的堵转检测方法的流程图；
图3是根据本发明一个实施例的永磁同步电机的堵转检测装置的方框示意图；
图4是根据本发明另一个实施例的永磁同步电机的堵转检测装置的方框示意图；以及
图5是根据本发明一个实施例的永磁同步电机的控制系统的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图来描述本发明实施例的永磁同步电机的堵转检测方法、永磁同步电机的堵转检测装置、永磁同步电机的控制系统、电子设备和非临时性计算机可读存储介质。
图1是根据本发明一个实施例的永磁同步电机的堵转检测方法的流程图。在本发明的实施例中，永磁同步电机可为交流电机。
如图1所示，本发明实施例的永磁同步电机的堵转检测方法，包括以下步骤：
S1，获取永磁同步电机的相电压和相电流。其中，可通过电压传感器实时获取永磁同步电机的相电压，通过电流传感器实时获取永磁同步电机的相电流。
进一步地，在本发明的实施例中，可获取电机在αβ静止坐标系上的相电压uα、uβ和相电流iα、iβ，以便于后续的计算操作。
S2，根据相电压和相电流，判断永磁同步电机是否发生堵转。
在本发明的一个实施例中，如图2所示，根据相电压和相电流，判断永磁同步电机是否发生堵转，可包括以下步骤：
S21，根据相电压和相电流，计算得到反电势。
在本发明的实施例中，可根据永磁同步电机的的相电流、相电压和定子电阻计算得出永磁同步电机的反电势。
具体地，可通过下述公式(1)计算得到永磁同步电机的反电势：
Figure BDA0001784433480000041
其中，e可为永磁同步电机的反电势，uα和uβ可为永磁同步电机在αβ静止坐标系上的相电压，iα和iβ可为永磁同步电机的在αβ静止坐标系上的相电流，Rs可为永磁同步电机的定子电阻的阻值。
S22，根据相电流，计算得到相电流幅值。
具体地，可通过下述公式(2)计算得到永磁同步电机的相电流幅值：
Figure BDA0001784433480000051
其中，I可为永磁同步电机的相电流幅值，iα和iβ可为永磁同步电机的在αβ静止坐标系上的相电流。
S23，根据反电势和相电流幅值，判断永磁同步电机是否发生堵转。
考虑到使用环境和其他因素的影响，在本发明的一个实施例中，根据反电势和相电流幅值，判断永磁同步电机是否发生堵转，可包括，若在预设的时间内，反电势持续小于预设的反电势阈值，且相电流幅值持续大于预设的幅值阈值，则判断出永磁同步电机发生堵转。其中，预设的时间、预设的反电势阈值和预设的幅值阈值均可根据实际情况进行标定。
也就是说，判断永磁同步电机是否发生堵转，不能通过瞬间的检测结果进行判定，即不能根据某一时刻的反电势或相电流幅值大于对应的设定的阈值就判定电机堵转。
具体地，若在预设的时间内，反电势持续小于预设的反电势阈值，且相电流幅值持续大于预设的幅值阈值，则判断出永磁同步电机发生堵转，可包括：当反电势小于反电势阈值，且相电流幅值大于幅值阈值时，开始计时，生成计时数据，若反电势等于或者大于反电势阈值，或者相电流幅值等于或者小于幅值阈值，则将计时数据清零，当计时数据等于预设的时间时，判断出永磁同步电机发生堵转。
也就是说，永磁同步电机在获取到反电势和相电流幅值后，可判断该反电势是否小于反电势阈值，且该相电流幅值是否大于幅值阈值，如果判断出该反电势小于反电势阈值，且该相电流幅值大于幅值阈值，则开始计时，并生成相应的计时数据，其中，该计时数据中包括计时时间。然后，永磁同步电机可在计时时间到预设的时间的这段时间内，将实时得到的反电势和相电流幅值与上述的预设的反电势阈值和预设的幅值阈值分别进行比较，如果在计时时间到预设的时间的这段时间内，实时得到的反电势均小于反电势阈值，且实时得到的相电流幅值均大于幅值阈值，则可判断永磁同步电机发生堵转，否则，可将计时数据清零，并可返回获取永磁同步电机的相电压和相电流的步骤。
需要说明的是，在该实施例中，永磁同步电机在获取到反电势和相电流幅值后，可判断该反电势是否小于反电势阈值，且该相电流幅值是否大于幅值阈值，如果判断出该反电势小于反电势阈值，且该相电流幅值大于幅值阈值，则开始计时，并生成相应的计时数据，否则，可返回获取永磁同步电机的相电压和相电流的步骤。
在本发明的实施例中，在判断出永磁同步电机发生堵转后，可控制永磁同步电机停机，以防止永磁同步电机损坏。
综上，根据本发明实施例的永磁同步电机的堵转检测方法，首先获取永磁同步电机的相电压和相电流，然后根据相电压和相电流，判断永磁同步电机是否发生堵转。由此，该堵转检测方法弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。
图3是根据本发明一个实施例的永磁同步电机的堵转检测装置的方框示意图。
如图3所示，本发明实施例的永磁同步电机的堵转检测装置1000，包括获取模块100和判断模块100。
其中，获取模块100用于获取永磁同步电机的相电压和相电流。
判断模块200用于根据相电压和相电流，判断永磁同步电机是否发生堵转。
在本发明的一个实施例中，如图4所示，判断模块200可包括第一计算单元210、第二计算单元220和判断单元230。
其中，第一计算单元210用于根据相电压和相电流，计算得到反电势，第二计算单元220用于根据相电流，计算得到相电流幅值，判断单元230用于根据反电势和相电流幅值，判断永磁同步电机是否发生堵转。
在本发明的一个实施例中，判断单元230用于若在预设的时间内，反电势持续小于预设的反电势阈值，且相电流幅值持续大于预设的幅值阈值，则判断出永磁同步电机发生堵转。
在本发明的一个实施例中，判断单元230具体用于当反电势小于反电势阈值，且相电流幅值大于幅值阈值时，开始计时，生成计时数据；若反电势等于或者大于反电势阈值，或者相电流幅值等于或者小于幅值阈值，则将计时数据清零；当计时数据等于预设的时间时，判断出永磁同步电机发生堵转。
需要说明的是，本发明实施例的永磁同步电机的堵转检测装置中未披露的细节，请参照本发明实施例的永磁同步电机的堵转检测方法中所披露的细节，具体这里不再赘述。
综上，本发明实施例的永磁同步电机的堵转检测装置，通过获取模块获取永磁同步电机的相电压和相电流，以使判断模块根据相电压和相电流，判断永磁同步电机是否发生堵转。由此，该堵转检测装置弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。
图5是根据本发明一个实施例的永磁同步电机的控制系统的方框示意图。
如图5所示，本发明实施例的永磁同步电机的控制系统10，包括永磁同步电机2000和堵转检测装置1000。
其中，堵转检测装置1000判断出永磁同步电机2000发生堵转后，控制永磁同步电机2000停机。
需要说明的是，本发明实施例的永磁同步电机的控制系统中未披露的细节，请参照本发明实施例的永磁同步电机的堵转检测方法中所披露的细节，具体这里不再赘述。
综上，本发明实施例的永磁同步电机的控制系统，通过上述的永磁同步电机的堵转检测装置，弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时，实现前述实施例的永磁同步电机的堵转检测方法。
本发明实施例的电子设备，通过处理器执行存储在存储器上的计算机程序，弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。
为了实现上述实施例，本发明还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现前述实施例的永磁同步电机的堵转检测方法。
本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，通过执行其存储的计算机程序，弥补了相关技术的不足，且可以实现转矩电流控制模式或者速度控制模式下的堵转检测，实用性强，并且安全可靠性高。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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。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发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种永磁同步电机的堵转检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取所述永磁同步电机的相电压和相电流；
根据所述相电压和所述相电流，判断所述永磁同步电机是否发生堵转。
2.根据权利要求1所述的堵转检测方法，其特征在于，所述根据所述相电压和所述相电流，判断所述永磁同步电机是否发生堵转，包括：
根据所述相电压和所述相电流，计算得到反电势；
根据所述相电流，计算得到相电流幅值；
根据所述反电势和所述相电流幅值，判断所述永磁同步电机是否发生堵转。
3.根据权利要求2所述的堵转检测方法，其特征在于，所述根据所述反电势和所述相电流幅值，判断所述永磁同步电机是否发生堵转，包括：
若在预设的时间内，所述反电势持续小于预设的反电势阈值，且所述相电流幅值持续大于预设的幅值阈值，则判断出所述永磁同步电机发生堵转。
4.根据权利要求3所述的堵转检测方法，其特征在于，所述若在预设的时间内，所述反电势持续小于预设的反电势阈值，且所述相电流幅值持续大于预设的幅值阈值，则判断出所述永磁同步电机发生堵转，包括：
当所述反电势小于所述反电势阈值，且所述相电流幅值大于所述幅值阈值时，开始计时，生成计时数据；
若所述反电势等于或者大于所述反电势阈值，或者所述相电流幅值等于或者小于所述幅值阈值，则将所述计时数据清零；
当所述计时数据等于所述预设的时间时，判断出所述永磁同步电机发生堵转。
5.一种永磁同步电机的堵转检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取所述永磁同步电机的相电压和相电流；
判断模块，用于根据所述相电压和所述相电流，判断所述永磁同步电机是否发生堵转。
6.根据权利要求5所述的堵转检测装置，其特征在于，所述判断模块，包括：
第一计算单元，用于根据所述相电压和所述相电流，计算得到反电势；
第二计算单元，用于根据所述相电流，计算得到相电流幅值；
判断单元，用于根据所述反电势和所述相电流幅值，判断所述永磁同步电机是否发生堵转。
7.根据权利要求6所述的堵转检测装置，其特征在于，所述判断单元，用于：
若在预设的时间内，所述反电势持续小于预设的反电势阈值，且所述相电流幅值持续大于预设的幅值阈值，则判断出所述永磁同步电机发生堵转。
8.根据权利要求7所述的堵转检测装置，其特征在于，所述判断单元，具体用于：
当所述反电势小于所述反电势阈值，且所述相电流幅值大于所述幅值阈值时，开始计时，生成计时数据；
若所述反电势等于或者大于所述反电势阈值，或者所述相电流幅值等于或者小于所述幅值阈值，则将所述计时数据清零；
当所述计时数据等于所述预设的时间时，判断出所述永磁同步电机发生堵转。
9.一种永磁同步电机的控制系统，其特征在于，包括：永磁同步电机和如权利要求5-8任一项所述的永磁同步电机的堵转检测装置；
所述堵转检测装置判断出所述永磁同步电机发生堵转后，控制所述永磁同步电机停机。
10.一种电子设备，其特征在于，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计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-4中任一项所述的永磁同步电机的堵转检测方法。
11.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现如权利要求1-4中任一项所述的永磁同步电机的堵转检测方法。
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