CN111504361A - 一种驱动电机内部凝露情况检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于检测电机内部凝露情况的系统和方法。凝露检测系统包括：数据监测单元，所述数据监测单元进一步包括：温度传感器，用于检测正进行环境试验的电机内部的实时环境温度；湿度传感器，用于检测正进行环境试验的电机内部的实时环境湿度；以及温湿度记录仪，用于记录所述实时环境温度和所述实时环境湿度；以及数据分析单元，所述数据分析单元被配置成：基于所记录的实时环境温度和实时环境湿度生成温湿度实时变化曲线；将所述温湿度实时变化曲线与预先确定的电机未凝露情况下的温湿度曲线进行比较；以及基于比较结果，确定电机内部是否产生凝露。

Description

一种驱动电机内部凝露情况检测方法及系统

技术领域

本发明涉及驱动电机，更具体地，涉及一种驱动电机内部凝露情况的检测方法。

背景技术

当前驱动电机设计的防护性能越来越高，大部分电机的防护等级达到了IP67级甚至更高。由于电机工作时内部发热－冷却，会与外界产生压差。为了平衡压差，目前行业内通用的办法是采用防水透气阀，但采取此结构后，外界气态水会因“呼吸效应”进入电机内部，导致电机内部有产生凝露的风险。当凝露量足够多时，会破坏电机的绝缘系统，使电机出现短路、烧毁等严重问题。

目前缺乏有效的试验检测方法来评估这种风险。常用的方法是将电机放入环境箱中进行温湿度循环试验，但这种试验方法有两个缺陷，一是凝露情况只能在试验完成后拆解电机目视检查，试验中电机凝露的情况无法了解；二是试验循环的周期无法模拟到电机的全生命周期。

发明内容

提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容并非旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种驱动电机内部凝露情况的检测方法，实时监控电机在进行环境试验时，电机内部的凝露情况，同时通过定量计算，预测电机整个生命周期中，由于防水透气阀带来的“呼吸效应”所产生的凝露量。

根据本发明的一个实施例，提供了一种用于检测电机内部凝露情况的方法，所述方法包括：

检测并记录正进行环境试验的电机内部的实时环境温度和实时环境湿度；

生成温湿度实时变化曲线；

将所述温湿度实时变化曲线与预先确定的电机未凝露情况下的温湿度曲线进行比较；以及

基于比较结果，确定电机内部是否产生凝露。

根据本发明的进一步实施例，基于比较结果，确定电机内部是否产生凝露进一步包括：

如果所述温湿度实时变化曲线与未凝露情况下的的温湿度曲线的偏差未超过预设定的范围，则确定电机内部未产生凝露；以及

如果所述温湿度实时变化曲线与未凝露情况下的的温湿度曲线的偏差超过所述预设定的范围，则确定电机内部产生凝露。

根据本发明的进一步实施例，所述方法进一步包括：

响应于确定电机内部产生凝露，计算产生的凝露量。

根据本发明的进一步实施例，计算产生的凝露量通过计算空气中析出的水汽量来计算。

根据本发明的进一步实施例，空气中析出的水汽量通过以下方式来计算：

f＝W×F，

其中f为在特定温度下空气中水蒸气的绝对含量，W为相对湿度，F为在所述特定温度下的饱和水蒸气量。

根据本发明的进一步实施例，计算产生的凝露量进一步包括：

计算一定周期内电机内部产生的凝露量；以及

基于所计算的一定周期内电机内部产生的凝露量，通过迭代算法，计算预测的车辆总生命周期的凝露量。

根据本发明的进一步实施例，所述计算预测的车辆总生命周期的凝露量通过以下方式来计算：

其中N为车辆生命周期的总凝露量，T为车辆的总生命周期，n为所述一定周期，α为生命周期内的出车率，x为在所述一定周期内电机运行产生的凝露量，y为在所述一定周期内电机停止运行产生的凝露量。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于检测电机内部凝露情况的系统，所述系统包括：

数据监测单元，所述数据监测单元进一步包括：

温度传感器，用于检测正进行环境试验的电机内部的实时环境温度；

湿度传感器，用于检测正进行环境试验的电机内部的实时环境湿度；

以及

温湿度记录仪，用于记录所述实时环境温度和所述实时环境湿度；以及

数据分析单元，所述数据分析单元被配置成：

基于所记录的实时环境温度和实时环境湿度生成温湿度实时变化曲线；

将所述温湿度实时变化曲线与预先确定的电机未凝露情况下的温湿度曲线进行比较；以及

基于比较结果，确定电机内部是否产生凝露。

根据本发明的进一步实施例，所述数据分析单元还被进一步配置成：

响应于确定电机内部产生凝露，计算产生的凝露量。

根据本发明的进一步实施例，计算产生的凝露量进一步包括：

计算一定周期内电机内部产生的凝露量；以及

基于所计算的一定周期内电机内部产生的凝露量，通过迭代算法，计算预测的车辆总生命周期的凝露量。

本发明的驱动电机内部凝露情况检测方法至少具有以下优点：

1、能够实时监控电机在进行环境试验时，电机内部的凝露情况；

2、能够定量计算电机内部的凝露量；

3、能够预测电机整个生命周期中，由于防水透气阀带来的“呼吸效应”所产生的凝露量。

通过阅读下面的详细描述并参考相关联的附图，这些及其他特点和优点将变得显而易见。应该理解，前面的概括说明和下面的详细描述只是说明性的，不会对所要求保护的各方面形成限制。

附图说明

为了能详细地理解本发明的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本发明的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有效的方面。

图1是根据本发明的一个实施例的用于检测电机内部凝露情况的凝露检测系统的结构框图。

图2是根据本发明的一个实施例的用于检测电机内部凝露情况的凝露检测方法的流程图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的未凝露情况下的示例温湿度曲线。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本发明，本发明的特点将在以下的具体描述中得到进一步的显现。

为了克服目前电机内部凝露检测技术的缺点，准确可靠地进行凝露检测，本发明用于检测电机内部凝露情况的凝露检测系统。图1示出了根据本发明的一个实施例的凝露检测系统100的结构框图。如图1中所示，凝露检测系统100包括：数据监测单元101和数据分析单元105，其中数据监测单元101可进一步包括湿度传感器102、温度传感器103、以及温湿度记录仪104。

数据监测单元101可通过湿度传感器102来检测和采集电机内部的环境湿度，并可通过温度传感器103来检测和采集电机内部的环境温度。数据监测单元101还可通过温湿度记录仪104将实时温度和实时湿度输入到数据分析系统105，并通过数据分析单元105来生成温湿度实时变化曲线。

在电机未凝露时，采集温湿度数据并生成未凝露的温湿度曲线，作为比较标准导入数据分析单元105中。图3示出了示例的未凝露情况下的温湿度曲线，其中横坐标为时间，纵坐标实线为温度，虚线为湿度。从图中可以看到，温度从31℃左右降低至12℃左右再上升至31℃左右，湿度也随着温度不断变化，但是在变化过程的前后，31℃对应的空气湿度总是约69％RH，说明空气中并无凝露水析出。

电机在进行试验时，数据分析单元105可将温湿度记录仪104所记录的温湿度实时变化曲线与预先导入的未凝露的温湿度曲线进行比较分析。若温湿度实时变化曲线与未凝露的温湿度曲线的偏差未超过预设定的范围，那么判定电机内部未产生凝露。反之，若温湿度实时变化曲线与未凝露的温湿度曲线的偏差超过预设定的范围，则判定电机内部产生凝露。

一般来说，由于湿度传感器自身精度的原因，湿度可能会有2％左右的波动，而防水透气阀与外界空气产生气体交换(即“呼吸效应”)，根据试验结果，大约会产生4％左右的湿度变化(此值受产品容积影响)。因此，预设定的范围为一大于2％的阈值，即表示当温湿度实时变化曲线上的某一温度下的湿度值与未凝露的温湿度曲线中同温度下的湿度值相比偏差大于该阈值，则判断电机内部产生凝露。此外，本领域技术人员还可以理解，湿度还受到产品本身物理性质(例如，材料、结构等)的影响，也会产生湿度变化大约1～5％不等。在设定用于判定电机内部是否产生凝露的偏差范围阈值时，可将这些因素都考虑在内，从而选择能够准确区分凝露情况的阈值。

图2是根据本发明的一个实施例的用于检测电机内部凝露情况的凝露检测方法的流程图。方法开始于步骤202，检测并记录正进行环境试验的电机内部的实时环境温度和实时环境湿度。环境试验包括将电机放入环境箱中进行温湿度循环试验，以模拟电机的实际使用环境。随后，在步骤204，生成温湿度实时变化曲线。接着，在步骤206，将温湿度实时变化曲线与预先确定的电机未凝露情况下的温湿度曲线进行比较。在步骤208，基于比较结果，确定电机内部是否产生凝露。如上文中所描述的，若温湿度实时变化曲线与未凝露的温湿度曲线的偏差未超过预设定的范围，则确定电机内部未产生凝露。反之，若温湿度实时变化曲线与未凝露的温湿度曲线的偏差超过预设定的范围，则确定电机内部产生凝露。

响应于在步骤208处确定电机内部未产生凝露，方法可返回步骤202，再次执行上述的温湿度检测、记录、比较、以及确定等各步骤。

响应于在步骤208处确定电机内部产生凝露，方法可前进至可选步骤210。在可选步骤210，计算产生的凝露量。随后，方法可返回步骤202，再次执行上述的温湿度检测、记录、比较、以及确定等各步骤，直至试验结束。

电机内部产生凝露后，凝露的量等于空气中析出的水汽量，空气中析出的水汽量则可以根据公式：f＝W×F来计算，其中f为在某特定温度下空气中水蒸气的绝对含量，W为相对湿度，该值可通过湿度传感器实时检测，F为在此特定温度下的饱和水蒸气量，该值可通过查询饱和水蒸气表得出。本领域技术人员也可以理解，凝露量也可以采用其他合适的方法计算。

在此基础上，在得出一定周期内电机内部产生的凝露量之后，还可以通过迭代算法，实现对于电机的整个生命周期中由于防水透气阀带来的“呼吸效应”所产生的凝露量的预测。

作为迭代算法的一个非限制性示例，假设车辆的总生命周期为T(天)，上文中所提到的一定周期为n天(例如7天，或者其他适当的天数)。通过概率统计的方法，还可以得到车辆全生命周期内出车情况，得到出车率α。此外，基于凝露产生的原因和时间还可以分为凝露车辆运行产生的凝露量和车辆停止运行产生凝露量。一般来说，车辆运行产生的凝露量对应于大温差情况件，车辆停止运行产生凝露量则对应于大温差情况，分别统计计算能够使得计算车辆总生命周期的凝露量更为准确。

假设在一定周期内(n天)，电机运行产生的凝露量为：x(ml)，电机停止运行产生的凝露量为：y(ml)，则

以上所已经描述的内容包括所要求保护主题的各方面的示例。当然，出于描绘所要求保护主题的目的而描述每一个可以想到的组件或方法的组合是不可能的，但本领域内的普通技术人员应该认识到，所要求保护主题的许多进一步的组合和排列都是可能的。从而，所公开的主题旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有这样的变更、修改和变化。

Claims (10)

1.一种用于检测电机内部凝露情况的方法，其特征在于，所述方法包括：

检测并记录正进行环境试验的电机内部的实时环境温度和实时环境湿度；

生成温湿度实时变化曲线；

将所述温湿度实时变化曲线与预先确定的电机未凝露情况下的温湿度曲线进行比较；以及

基于比较结果，确定电机内部是否产生凝露。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于比较结果，确定电机内部是否产生凝露进一步包括：

如果所述温湿度实时变化曲线与未凝露情况下的的温湿度曲线的偏差未超过预设定的范围，则确定电机内部未产生凝露；以及

如果所述温湿度实时变化曲线与未凝露情况下的的温湿度曲线的偏差超过所述预设定的范围，则确定电机内部产生凝露。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

响应于确定电机内部产生凝露，计算产生的凝露量。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计算产生的凝露量通过计算空气中析出的水汽量来计算。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，空气中析出的水汽量通过以下方式来计算：

f＝W×F，

其中f为在特定温度下空气中水蒸气的绝对含量，W为相对湿度，F为在所述特定温度下的饱和水蒸气量。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，计算产生的凝露量进一步包括：

计算一定周期内电机内部产生的凝露量；以及

基于所计算的一定周期内电机内部产生的凝露量，通过迭代算法，计算预测的车辆总生命周期的凝露量。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算预测的车辆总生命周期的凝露量通过以下方式来计算：

其中N为车辆生命周期的总凝露量，T为车辆的总生命周期，n为所述一定周期，α为生命周期内的出车率，x为在所述一定周期内电机运行产生的凝露量，y为在所述一定周期内电机停止运行产生的凝露量。

8.一种用于检测电机内部凝露情况的系统，其特征在于，所述系统包括：

数据监测单元，所述数据监测单元进一步包括：

温度传感器，用于检测正进行环境试验的电机内部的实时环境温度；

湿度传感器，用于检测正进行环境试验的电机内部的实时环境湿度；以及

温湿度记录仪，用于记录所述实时环境温度和所述实时环境湿度；以及

数据分析单元，所述数据分析单元被配置成：

基于所记录的实时环境温度和实时环境湿度生成温湿度实时变化曲线；

将所述温湿度实时变化曲线与预先确定的电机未凝露情况下的温湿度曲线进行比较；以及

基于比较结果，确定电机内部是否产生凝露。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数据分析单元还被进一步配置成：

响应于确定电机内部产生凝露，计算产生的凝露量。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，计算产生的凝露量进一步包括：

计算一定周期内电机内部产生的凝露量；以及

基于所计算的一定周期内电机内部产生的凝露量，通过迭代算法，计算预测的车辆总生命周期的凝露量。

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