CN112234906B

CN112234906B - 一种电机内部温度估算方法及电机

Info

Publication number: CN112234906B
Application number: CN201910637189.8A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Ningbo Tuobang Intelligent Control Co ltd
Current assignee: Ningbo Tuobang Intelligent Control Co ltd
Priority date: 2019-07-15
Filing date: 2019-07-15
Publication date: 2022-04-22
Anticipated expiration: 2039-07-15
Also published as: CN112234906A

Abstract

本发明涉及一种电机内部温度估算方法及电机。该方法包括：S1、获取电机的工作电性参数和工作时间，工作电性参数为电机的工作电流、工作电压、工作功率中的一种；S2、根据工作电性参数、工作时间以及升温量对应关系得到电机的温度上升量，其中升温量对应关系为工作电性参数和工作时间两个变量与电机温度上升量之间的对应关系，升温量对应关系存储在预设温度数据表中。本发明不需要在电机安装温度传感器，而是直接采集电机的工作电性参数，例如工作电流、工作电压、工作功率等，根据工作电性参数与电机温度上升量之间的对应关系得到电机的温度上升量，进而结合基础温度得到电机的当前温度。本发明简化了电机结构，提高电机可靠性。

Description

一种电机内部温度估算方法及电机

技术领域

本发明涉及电机领域，更具体地说，涉及一种电机内部温度估算方法及电机。

背景技术

电机为常见的动力输出设备，为了读取电机温度，现有技术中在电机内或电机处安装温度传感器，用于读取电机的温度。但电机和控制板通常均有一段距离的，故还需增加温度传感器引线，用于把电机温度信号传回控制板。这种方式会导致产品结构复杂，传感器的故障率高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电机内部温度估算方法及电机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电机内部温度估算方法，包括：

S1、获取电机的工作电性参数和工作时间，所述工作电性参数为电机的工作电流、工作电压、工作功率中的一种；

S2、根据所述工作电性参数、工作时间以及升温量对应关系得到所述电机的温度上升量，其中所述升温量对应关系为所述工作电性参数和工作时间两个变量与电机温度上升量之间的对应关系，所述升温量对应关系存储在预设温度数据表中。

进一步，在本发明所述的电机内部温度估算方法中，所述步骤S1包括：S11、获取电机的工作电性参数、工作时间以及环境温度，其中所述环境温度由环境温度传感器采集；

所述步骤S2包括：S21、根据所述工作电性参数、工作时间、环境温度以及第一升温对应关系得到所述电机的温度上升量，其中所述第一升温对应关系为所述工作电性参数、工作时间、环境温度三个变量与电机温度上升量之间的对应关系，所述第一升温对应关系存储在所述预设温度数据表中。

进一步，在本发明所述的电机内部温度估算方法中，所述步骤S1包括：S12、获取电机的工作电性参数、工作时间以及降温风速，其中所述降温风速由风速传感器采集或通过降温风扇转速获得；

所述步骤S2包括：S22、根据所述工作电性参数、工作时间、降温风速以及第二升温对应关系得到所述电机的温度上升量，其中所述第二升温对应关系为所述工作电性参数、工作时间、降温风速三个变量与电机温度上升量之间的对应关系，所述第二升温对应关系存储在所述预设温度数据表中。

进一步，在本发明所述的电机内部温度估算方法中，所述步骤S1包括：S13、获取电机的工作电性参数、工作时间、环境温度以及降温风速，其中所述环境温度由环境温度传感器采集，所述降温风速由风速传感器采集或通过降温风扇转速获得；

所述步骤S2包括：S23、根据所述工作电性参数、工作时间、环境温度、降温风速以及第三升温对应关系得到所述电机的温度上升量，其中所述第三升温对应关系为所述工作电性参数、工作时间、环境温度、降温风速四个变量与电机温度上升量之间的对应关系，所述第三升温对应关系存储在所述预设温度数据表中。

进一步，在本发明所述的电机内部温度估算方法中，在所述步骤S2之后还包括：

S31、若所述电机的工作电性参数小于预设参数值，获取所述电机的间歇时间；

S32、根据所述间歇时间和降温量对应关系得到所述电机的温度下降量，其中所述降温量对应关系为所述间歇时间与降温温度的对应关系，所述降温量对应关系存储在所述预设温度数据表中。

进一步，在本发明所述的电机内部温度估算方法中，在所述步骤S32之后还包括：

S33、若所述温度下降量等于所述升温上升量，则重新开始对电机内部温度进行估算或所述电机进入关机状态。

S34、由所述电机的基础温度、所述温度上升量、所述温度下降量之和得到所述电机的当前温度，其中所述基础温度为预设基础温度或由环境温度传感器采集的环境温度。

进一步，在本发明所述的电机内部温度估算方法中，在所述步骤S34之后还包括：

S41、监测所述电机的当前温度是否高于预设阈值温度；

S42、若是，则发出报警信息和/或停止所述电机工作。

进一步，在本发明所述的电机内部温度估算方法中，所述电机还包括显示屏，在所述步骤S34之后还包括：

S5、在所述显示屏上实时显示所述电机的当前温度。

另，本发明还提供一种电机，所述电机包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器执行所述计算机程序以实现如上述的电机内部温度估算方法。

实施本发明的一种电机内部温度估算方法及电机，具有以下有益效果：本发明不需要在电机安装温度传感器，而是直接采集电机的工作电性参数，例如工作电流、工作电压、工作功率等，根据工作电性参数与电机温度上升量之间的对应关系得到电机的温度上升量，进而结合基础温度得到电机的当前温度。本发明简化了电机结构，提高电机可靠性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是一实施例提供的电机内部温度估算方法的流程图；

图2是一实施例提供的电机内部温度估算方法的流程图；

图3是一实施例提供的工作电流、工作时间以及升温量对应关系表；

图4是一实施例提供的电机内部温度估算方法的流程图；

图5是一实施例提供的电机内部温度估算方法的流程图；

图6是一实施例提供的估算温度下降量的流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

实施例

参考图1，本实施例中的电机指包含转子和定子且在电力作用下输出动力的设备，本实施例不对电机的具体外形和大小做限制，包含转子和定子的电机都可使用本实施例的电机内部温度估算方法。具体的，本实施例的电机内部温度估算方法包括下述步骤：

S1、获取电机的工作电性参数和工作时间，工作电性参数为电机的工作电流、工作电压、工作功率中的一种，其中工作电流、工作电压、工作功率是指电机的主要发热部件的工作电流、工作电压、工作功率，例如采集电机定子和/或转子的工作电流、工作电压、工作功率。而采集工作电流、工作电压、工作功率可参考现有技术，本实施例不再赘述。

S2、根据工作电性参数、工作时间以及升温量对应关系得到电机的温度上升量，其中升温量对应关系为工作电性参数和工作时间两个变量与电机温度上升量之间的对应关系，升温量对应关系存储在预设温度数据表中。本实施例中的升温量对应关系可通过对电机的实际测试得到，即厂家在出厂前对某一型号的电机进行测试，测试得到升温量对应关系，并将升温量对应关系存储到预设温度数据表中，则同型号电机在出厂前存入该预设温度数据表。

参考图2，表中工作电性参数为工作电流，则升温量对应关系为工作电流和工作时间两个变量与电机温度上升量之间的对应关系。例如表中电流为4A时，如果工作时间为5秒，则电机温度上升量为0.2℃；电流为4A时，如果工作时间为60秒，则电机温度上升量为9.2℃。所以在已知工作电流和工作时间后，可通过升温量对应关系得到电机温度上升量。

本实施例不需要在电机安装温度传感器，而是直接采集电机的工作电性参数，例如工作电流、工作电压、工作功率等，根据工作电性参数与电机温度上升量之间的对应关系得到电机的温度上升量。本实施例简化了电机结构，提高电机可靠性。

实施例

参考图3，电机在不同环境温度下温升速度也是不同的，低温环境中电机的散热更快，而高温环境中电机的散热较慢，考虑环境温度会使电机温度的估算更加准确，本实施例的电机内部温度估算方法包括下述步骤：

S11、获取电机的工作电性参数、工作时间以及环境温度，其中环境温度由环境温度传感器采集，该环境温度传感器安装在电机周围即可，用于采集电机周围的环境温度。而工作电流、工作电压、工作功率是指电机的主要发热部件的工作电流、工作电压、工作功率，例如采集电机定子和/或转子的工作电流、工作电压、工作功率。而采集工作电流、工作电压、工作功率可参考现有技术，本实施例不再赘述。

S21、根据工作电性参数、工作时间、环境温度以及第一升温对应关系得到电机的温度上升量，其中第一升温对应关系为工作电性参数、工作时间、环境温度三个变量与电机温度上升量之间的对应关系，第一升温对应关系存储在预设温度数据表中。本实施例中的第一升温对应关系可通过对电机的实际测试得到，即厂家在出厂前对某一型号的电机进行测试，测试得到第一升温对应关系，并将第一升温对应关系存储到预设温度数据表中，则同型号电机在出厂前存入该预设温度数据表即可。

本实施例不需要在电机安装温度传感器，而是直接采集电机的工作电性参数，例如工作电流、工作电压、工作功率等，同时考虑环境温度得到电机的温度上升量。本实施例简化了电机结构，提高电机可靠性。

实施例

参考图4，电机通常会安装降温风扇，降温风扇通过风力使电机降温，所以考虑降温风扇会使电机温度的估算更加准确，本实施例的电机内部温度估算方法包括下述步骤：

S12、获取电机的工作电性参数、工作时间以及降温风速，其中降温风速由风速传感器采集或通过降温风扇转速获得，不同电机的散热风道设计不同、风扇尺寸不同、风扇转速也可能不同，所以每个型号的电机都需要测试降温风速对温度上升量的影响。而工作电流、工作电压、工作功率是指电机的主要发热部件的工作电流、工作电压、工作功率，例如采集电机定子和/或转子的工作电流、工作电压、工作功率。而采集工作电流、工作电压、工作功率可参考现有技术，本实施例不再赘述。

S22、根据工作电性参数、工作时间、降温风速以及第二升温对应关系得到电机的温度上升量，其中第二升温对应关系为工作电性参数、工作时间、降温风速三个变量与电机温度上升量之间的对应关系，第二升温对应关系存储在预设温度数据表中。本实施例中的第二升温对应关系可通过对电机的实际测试得到，即厂家在出厂前对某一型号的电机进行测试，测试得到第二升温对应关系，并将第二升温对应关系存储到预设温度数据表中，则同型号电机在出厂前存入该预设温度数据表即可。

本实施例不需要在电机安装温度传感器，而是直接采集电机的工作电性参数，例如工作电流、工作电压、工作功率等，同时考虑降温风扇得到电机的温度上升量。本实施例简化了电机结构，提高电机可靠性。

实施例

参考图5，电机在不同环境温度下温升速度也是不同的，且电机通常会安装降温风扇，降温风扇通过风力使电机降温，所以考虑环境温度和降温风扇会使电机温度的估算更加准确。本实施例的电机内部温度估算方法包括下述步骤：

S13、获取电机的工作电性参数、工作时间、环境温度以及降温风速，其中环境温度由环境温度传感器采集，该环境温度传感器安装在电机周围即可，用于采集电机周围的环境温度；降温风速由风速传感器采集或通过降温风扇转速获得，不同电机的散热风道设计不同、风扇尺寸不同、风扇转速也可能不同，所以每个型号的电机都需要测试降温风速对温度上升量的影响。而工作电流、工作电压、工作功率是指电机的主要发热部件的工作电流、工作电压、工作功率，例如采集电机定子和/或转子的工作电流、工作电压、工作功率。而采集工作电流、工作电压、工作功率可参考现有技术，本实施例不再赘述。

S23、根据工作电性参数、工作时间、环境温度、降温风速以及第三升温对应关系得到电机的温度上升量，其中第三升温对应关系为工作电性参数、工作时间、环境温度、降温风速四个变量与电机温度上升量之间的对应关系，第三升温对应关系存储在预设温度数据表中。本实施例中的第三升温对应关系可通过对电机的实际测试得到，即厂家在出厂前对某一型号的电机进行测试，测试得到第三升温对应关系，并将第三升温对应关系存储到预设温度数据表中，则同型号电机在出厂前存入该预设温度数据表即可。

本实施例不需要在电机安装温度传感器，而是直接采集电机的工作电性参数，例如工作电流、工作电压、工作功率等，同时考虑环境温度和降温风扇得到电机的温度上升量。本实施例简化了电机结构，提高电机可靠性。

实施例

参考图6，在上述实施例的基础上，本实施例进一步考虑到电机在暂停工作后会自然冷却，且存在未冷却到初始温度(基础温度)又开始工作，即间歇性工作。考虑自然冷却的温度下降量，可使后续继续开始工作后电机温度的估算更加准确。本实施例的电机内部温度估算方法在步骤S2之后还包括：

S31、若电机的工作电性参数小于预设参数值，获取电机的间歇时间。当电机的工作电性参数小于预设参数值，可认为电机基本停止工作，同时基本停止产生热量。优选地，电机的工作电流或工作电压或工作功率为零。

S32、根据间歇时间和降温量对应关系得到电机的温度下降量，其中降温量对应关系为间歇时间与降温温度的对应关系，降温量对应关系存储在预设温度数据表中。本实施例中的降温量对应关系可通过对电机的实际测试得到，即厂家在出厂前对某一型号的电机进行测试，测试得到降温量对应关系，并将降温量对应关系存储到预设温度数据表中，则同型号电机在出厂前存入该预设温度数据表即可。

一些实施例的电机内部温度估算方法中，在步骤S32之后还包括：

S33、若温度下降量等于升温上升量，说明电机已恢复到开始工作前的温度，即基础温度，则重新开始对电机内部温度进行估算或电机进入关机状态。

S34、由电机的基础温度、温度上升量、温度下降量之和得到电机的当前温度，其中基础温度为预设基础温度或由环境温度传感器采集的环境温度，即电机在未使用情况下的温度。例如预设基础温度为5℃、10℃、20℃等；另外不同季节、不同地区、不同使用场景下导致电机的预设基础温度也不同，例如夏天基础温度为20℃，而冬天为5℃等，可根据具体使用环境选择。也可使用专门的环境传感器，该环境传感器可安装在电机周围，安装要求不高，不会使电机结构复杂，使用该环境传感器得到周围环境温度，将该环境温度作为基础温度。

现给出电机的当前温度计算过程，例如基础温度为10℃，温度上升量为15℃，温度下降量为5℃，则电机的当前温度为：

10℃+15℃-5℃＝20℃

一些实施例的电机内部温度估算方法中，在步骤S34之后还包括：

S41、监测电机的当前温度是否高于预设阈值温度。

S42、若监测电机的当前温度高于预设阈值温度，则发出报警信息和/或停止电机工作，报警信息可为声光电报警。

一些实施例的电机内部温度估算方法中，电机还包括显示屏，在步骤S34之后还包括：

S5、在显示屏上实时显示电机的当前温度，设置显示屏可使用户随时获知电机的当前温度，进而获知电机的当前工作状态。

实施例

本实施例的电机包括存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序；处理器执行计算机程序以实现如上述的电机内部温度估算方法。

本实施例不需要在电机安装温度传感器，而是直接采集电机的工作电性参数，例如工作电流、工作电压、工作功率等，根据工作电性参数与电机温度上升量之间的对应关系得到电机的温度上升量，进而结合基础温度得到电机的当前温度。本实施例简化了电机结构，提高电机可靠性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，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。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims

1.一种电机内部温度估算方法，其特征在于，包括：

S2、根据所述工作电性参数、工作时间以及升温量对应关系得到所述电机的温度上升量，其中所述升温量对应关系为所述工作电性参数和工作时间两个变量与电机温度上升量之间的对应关系，所述升温量对应关系存储在预设温度数据表中；

所述步骤S1包括：S12、获取电机的工作电性参数、工作时间以及降温风速，其中所述降温风速由风速传感器采集或通过降温风扇转速获得；

所述步骤S2包括：S22、根据所述工作电性参数、工作时间、降温风速以及第二升温对应关系得到所述电机的温度上升量，其中所述第二升温对应关系为所述工作电性参数、工作时间、降温风速三个变量与电机温度上升量之间的对应关系，所述第二升温对应关系存储在所述预设温度数据表中；

在所述步骤S2之后还包括：

2.根据权利要求1所述的电机内部温度估算方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S11、获取电机的工作电性参数、工作时间以及环境温度，其中所述环境温度由环境温度传感器采集；

3.根据权利要求1所述的电机内部温度估算方法，其特征在于，所述步骤S1包括：S13、获取电机的工作电性参数、工作时间、环境温度以及降温风速，其中所述环境温度由环境温度传感器采集，所述降温风速由风速传感器采集或通过降温风扇转速获得；

4.根据权利要求1所述的电机内部温度估算方法，其特征在于，在所述步骤S32之后还包括：

S33、若所述温度下降量等于所述温度上升量，则重新开始对电机内部温度进行估算或所述电机进入关机状态。

5.根据权利要求1所述的电机内部温度估算方法，其特征在于，在所述步骤S32之后还包括：

6.根据权利要求5所述的电机内部温度估算方法，其特征在于，在所述步骤S34之后还包括：

S41、监测所述电机的当前温度是否高于预设阈值温度；

S42、若是，则发出报警信息和/或停止所述电机工作。

7.根据权利要求5所述的电机内部温度估算方法，其特征在于，所述电机还包括显示屏，在所述步骤S34之后还包括：

S5、在所述显示屏上实时显示所述电机的当前温度。

8.一种电机，其特征在于，所述电机包括存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器执行所述计算机程序以实现如权利要求1-7任一项所述的电机内部温度估算方法。