CN112964988A - 电机工况的切分方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机工况的切分方法及系统，所述方法包括：根据转速对工况文件中的数据进行初步切分，得到若干初步分组；对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签；根据所述稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果。本发明的电机工况的切分方法，根据转速对样本进行初步切分，得到初步分组，并根据稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果，能够实现电机工况的切分，有利于获得有效的电机运行工况，进而监测电机状态，并诊断电机故障。

Description

电机工况的切分方法及系统

技术领域

本发明涉及电机诊断技术领域，尤其涉及一种电机工况的切分方法及系统。

背景技术

电机状态监测和故障诊断技术是一种了解和掌握电机在使用过程中的状态，确定其整体或局部正常或异常，发现故障及其原因的技术。现有技术方案一般是基于电气特征分析技术的状态监测诊断装置，通过测量电机负载运行时的电流、电压信号，分析频谱、谐波、电气参数等特征，进一步探测到源于轴承故障、不对中故障、负载故障、机械松动、绝缘和一系列电气和机械故障的状态变化，进而判断整个传动系统的故障所在。

但是，传统技术方案是以设备当下状态为研究重点，无法对设备的未来发展趋势进行预测，更无法对设备健康状态进行系统地管理。如何实现电机工况的切分，以便于获得有效的电机运行工况，是基于电机数据监测电机状态以及诊断电机故障所要解决的一个重要问题。

因此，亟需一种电机工况的切分方法及系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种电机工况的切分方法及系统，以解决上述现有技术中的问题，能够实现电机工况的切分，有利于获得有效的电机运行工况。

本发明提供了一种电机工况的切分方法，其中，包括：

根据转速对工况文件中的数据进行初步切分，得到若干初步分组；

对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签；

根据所述稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果。

如上所述的电机工况的切分方法，其中，优选的是，所述根据转速对工况文件中的数据进行初步切分，得到若干初步分组，具体包括：

获取若干稳定转速向量；

根据所述稳定转速向量对工况文件中的数据进行初步切分，得到若干初步分组，以将不同转速的数据切分开，并将同一转速的数据作为同一个初步分组。

如上所述的电机工况的切分方法，其中，优选的是，所述获取若干稳定转速向量，具体包括：

基于与特定设备对应的配置文件获取若干稳定转速向量。

如上所述的电机工况的切分方法，其中，优选的是，所述初步分组的数量与所述稳定转速向量的数量对应，在同一个初步分组中，同一转速工况对应若干种不同电流工况。

如上所述的电机工况的切分方法，其中，优选的是，所述对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签，具体包括：

对各所述初步分组中的电流数据进行约整；

根据电流数据的约整结果对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签。

如上所述的电机工况的切分方法，其中，优选的是，所述对各所述初步分组中的电流数据进行约整，具体包括：

针对各所述初步分组中的所有电流数据，将与目标电流值的差异在预设范围内的电流数据，归属为同一个工况类别，其中，所述工况类别的数量与所述目标电流值的数量一致。

如上所述的电机工况的切分方法，其中，优选的是，所述根据电流数据的约整结果对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签，具体包括：

将各所述初步分组中归属于同一个工况类别的数据，标记为稳态电流标签。

如上所述的电机工况的切分方法，其中，优选的是，所述根据所述稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果，具体包括：

在各所述初步分组中，将标记为同一稳态电流标签的数据作为同一个精细分组；

根据各所述初步分组中的各所述精细分组，得到工况列表，其中，所述工况列表包括不同转速和不同电流的组合工况；

将所述工况列表输出为CSV文件。

如上所述的电机工况的切分方法，其中，优选的是，所述将所述工况列表输出为CSV文件，具体包括：

将所述工况列表输出为包括转速变量和电流变量的CSV文件，其中，所述CSV文件中包括各个转速所对应的工况，并且每个转速对应若干个电流工况。

本发明还提供一种采用上述方法的电机工况的切分系统，包括：

工况文件获取模块，用于获取待切分的工况文件；

初次切分模块，用于根据转速对所述工况文件中的数据进行初次切分，得到若干初步分组；

稳态电流标签确定模块，用于对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签；

二次切分模块，用于根据所述稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果。

本发明提供一种电机工况的切分方法及系统，根据转速对样本进行初步切分，得到初步分组，并根据稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果，能够实现电机工况的切分，有利于获得有效的电机运行工况，进而监测电机状态，并诊断电机故障。

附图说明

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步描述，其中：

图1为本发明提供的电机工况的切分方法的实施例的流程图；

图2和图3分别为转速工况的切分结果和对应转速下的电流工况的切分结果的示意图；

图4为本发明提供的电机工况的切分系统的实施例的结构框图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”：以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定部件位于第一部件和第二部件之间时，在该特定部件与第一部件或第二部件之间可以存在居间部件，也可以不存在居间部件。当描述到特定部件连接其它部件时，该特定部件可以与所述其它部件直接连接而不具有居间部件，也可以不与所述其它部件直接连接而具有居间部件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1所示，本实施例提供的电机工况的切分方法在实际执行过程中，具体包括如下步骤：

步骤S1、根据转速对工况文件中的数据进行初步切分，得到若干初步分组。

为获得有效的电机运行工况，在进行机器学习训练之前，有必要对电机的不同运行工况进行有效切分。步骤S1的目的是先把同一转速的数据切分开，此时划分的结果是同一转速工况下会对应几种不同电流工况。

在本发明的电机工况的切分方法的一种实施方式中，所述步骤S1具体可以包括：

步骤S11、获取若干稳定转速向量。

具体地，基于与特定设备对应的配置文件获取若干稳定转速向量，示例性地，可以在特征文件中获取稳定转速向量。稳定转速向量是一维向量，通常是提前配置好的，并且针对特定设备是固定的。

步骤S12、根据所述稳定转速向量对工况文件中的数据进行初步切分，得到若干初步分组，以将不同转速的数据切分开，并将同一转速的数据作为同一个初步分组。

其中，所述初步分组的数量与所述稳定转速向量的数量对应，在同一个初步分组中，同一转速工况对应若干种不同电流工况。在本发明的一个实施例中，如图2所示，横坐标为时间(s)，纵坐标为转速(r/s)。如图2所示，稳定转速向量的数量为3个，转速分别对应于1266、974和584。因此，对应地，初步分组的数量为三个，第一个初步分组对应转速为1266的工况；第二个初步分组对应转速为974的工况；第三个初步分组对应转速为584的工况。如图3所示，横坐标为时间(s)，纵坐标为电流(A)，转速为1266的工况对应两个电流工况。需要说明的是，本发明对稳定转速向量的数量和转速的数值不作具体限定。

步骤S2、对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签。

在本发明的电机工况的切分方法的一种实施方式中，所述步骤S2具体可以包括：

步骤S21、对各所述初步分组中的电流数据进行约整。

具体地，针对各所述初步分组中的所有电流数据，将与目标电流值的差异在预设范围内的电流数据，归属为同一个工况类别，其中，所述工况类别的数量与所述目标电流值的数量一致。进一步地，示例性地，所述预设范围包括-5％-5％，需要说明的是，本发明对目标电流值及预设范围不作具体限定。

步骤S22、根据电流数据的约整结果对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签。

具体地，将各所述初步分组中归属于同一个工况类别的数据，标记为稳态电流标签。示例性地，本发明在一些实施方式中，可以用不同数字(例如为1、2、3等)来标记不同的稳态电流标签。如图3所示，可以将以目标电流值为基准，在小范围内波动的电流数据，标记为同一个稳态电流标签，这样可以提高电机工况切分的准确性。

步骤S3、根据所述稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果。

在本发明的电机工况的切分方法的一种实施方式中，所述步骤S3具体可以包括：

步骤S31、在各所述初步分组中，将标记为同一稳态电流标签的数据作为同一个精细分组。

如图3所示，第一个初步分组(即转速为1266的工况)中，电流在4.5(A)附近的数据属于同一个精细分组，电流在4.5(A)附近的数据属于另一个精细分组。

步骤S32、根据各所述初步分组中的各所述精细分组，得到工况列表，其中，所述工况列表包括不同转速和不同电流的组合工况。

组合工况可以理解为切分后的数据结果，不同转速和不同电流的排列组合数与设备相关，通常是已知的。如图3所示，转速为1266的工况对应两个电流工况，转速为974的工况对应三个电流工况，转速为584的工况对应三个电流工况。

步骤S33、将所述工况列表输出为CSV文件。

输出的CSV文件与工况列表中的转速和电流的组合工况对应。具体地，将所述工况列表输出为包括转速变量和电流变量的CSV文件，其中，所述CSV文件中包括各个转速所对应的工况，并且每个转速对应若干个电流工况，需要说明的是，本发明对同一转速工况所对应的电流工况的数量不作具体限定。

本发明实施例提供的电机工况的切分方法，根据转速对样本进行初步切分，得到初步分组，并根据稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果，能够实现电机工况的切分，有利于获得有效的电机运行工况，进而监测电机状态，并诊断电机故障。

相应地，如图4所示，本发明还提供一种电机工况的切分系统，包括：

工况文件获取模块1，用于获取待切分的工况文件；

初次切分模块2，用于根据转速对所述工况文件中的数据进行初次切分，得到若干初步分组；

稳态电流标签确定模块3，用于对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签；

二次切分模块4，用于根据所述稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果。

本发明实施例提供的电机工况的切分系统，利用初次切分模块根据转速对样本进行初步切分，得到初步分组，并利用二次切分模块根据稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果，能够实现电机工况的切分，有利于获得有效的电机运行工况，进而监测电机状态，并诊断电机故障。

应理解以上图4所示的电机工况的切分系统的各个部件的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些部件可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分部件以软件通过处理元件调用的形式实现，部分部件通过硬件的形式实现。例如，某个上述模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在电子设备的某一个芯片中实现。其它部件的实现与之类似。此外这些部件全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个部件可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种电机工况的切分方法，其特征在于，包括：

根据转速对工况文件中的数据进行初步切分，得到若干初步分组；

对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签；

根据所述稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果。

2.根据权利要求1所述的电机工况的切分方法，其特征在于，所述根据转速对工况文件中的数据进行初步切分，得到若干初步分组，具体包括：

获取若干稳定转速向量；

根据所述稳定转速向量对工况文件中的数据进行初步切分，得到若干初步分组，以将不同转速的数据切分开，并将同一转速的数据作为同一个初步分组。

3.根据权利要求2所述的电机工况的切分方法，其特征在于，所述获取若干稳定转速向量，具体包括：

基于与特定设备对应的配置文件获取若干稳定转速向量。

4.根据权利要求2所述的电机工况的切分方法，其特征在于，所述初步分组的数量与所述稳定转速向量的数量对应，在同一个初步分组中，同一转速工况对应若干种不同电流工况。

5.根据权利要求1所述的电机工况的切分方法，其特征在于，所述对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签，具体包括：

对各所述初步分组中的电流数据进行约整；

根据电流数据的约整结果对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签。

6.根据权利要求5所述的电机工况的切分方法，其特征在于，所述对各所述初步分组中的电流数据进行约整，具体包括：

针对各所述初步分组中的所有电流数据，将与目标电流值的差异在预设范围内的电流数据，归属为同一个工况类别，其中，所述工况类别的数量与所述目标电流值的数量一致。

7.根据权利要求6所述的电机工况的切分方法，其特征在于，所述根据电流数据的约整结果对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签，具体包括：

将各所述初步分组中归属于同一个工况类别的数据，标记为稳态电流标签。

8.根据权利要求1所述的电机工况的切分方法，其特征在于，所述根据所述稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果，具体包括：

在各所述初步分组中，将标记为同一稳态电流标签的数据作为同一个精细分组；

根据各所述初步分组中的各所述精细分组，得到工况列表，其中，所述工况列表包括不同转速和不同电流的组合工况；

将所述工况列表输出为CSV文件。

9.根据权利要求8所述的电机工况的切分方法，其特征在于，所述将所述工况列表输出为CSV文件，具体包括：

将所述工况列表输出为包括转速变量和电流变量的CSV文件，其中，所述CSV文件中包括各个转速所对应的工况，并且每个转速对应若干个电流工况。

10.一种采用权利要求1-9中任一项所述方法的电机工况的切分系统，其特征在于，包括：

工况文件获取模块，用于获取待切分的工况文件；

初次切分模块，用于根据转速对所述工况文件中的数据进行初次切分，得到若干初步分组；

稳态电流标签确定模块，用于对各所述初步分组中的电流数据标记稳态电流标签；

二次切分模块，用于根据所述稳态电流标签对各初步分组进行二次切分，得到最终切分结果。

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