CN113933704A - 电动机状态的在线监控方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电动机状态的在线监控方法和系统，对电动机的运行数据进行在线实时监测，并将执行监测步骤获得的监测运行数据与对应的参考运行数据进行比较，以获得偏差数据，并根据偏差数据获得电动机的当前风险等级，从而根据当前获得的风险等级执行相应的预警操作。因此，本申请提供的在线监控方法能减少机组维护人员的工作程度，且能准确有效的检测出电动机的故障点，并进行相应的预警操作，以提高的电动机运行的可靠性。

Description

电动机状态的在线监控方法和系统

技术领域

本发明涉及电动机检测技术领域，特别是涉及一种电动机状态的在线监控方法和系统。

背景技术

随着科学技术的不断进步，电动机作为最主要的原动力和驱动装置而被广泛应用于工业生产及我们的日常生活中。例如，空调压缩机就是一种通过电动机驱动工作的设备。空调压缩机是空调的核心部件，而电动机又是压缩机的核心部件。

因此，电动机的稳定运行性能及使用的故障率对于空调能进行稳定运行息息相关，对电动机运行状态的检测尤为必要。目前针对空调压缩机电动机的检测都属于被动式处理方案，即定期检修或在电动机出现故障后无法正常运行了才进行检修。

上述被动式的电动机故障检测在线监控方法，加重了维护人员的工作强度，且在电动机出现故障停机后再才能进行相应的检修，检测到故障的时效性差，不利于电动机运行的可靠性。

发明内容

基于此，有必要提供一种电动机状态的在线监控方法和系统，以降低维护人员的工作强度，提高故障检测的时效性和电动机运行的可靠性。

一种电动机状态的在线监控方法，包括：

监测电动机的运行数据，以获得监测运行数据；

将所述监测运行数据与对应的参考运行数据比较，以获得偏差数据；

根据所述偏差数据获得所述电动机的当前风险等级；

根据所述当前风险等级执行相应的预警操作。

在一些实施例中，在所述将所述监测运行数据与参考运行数据比较，以获得偏差数据的步骤之前，还包括：

根据所述电动机的试验样机在不同工况下运行的历史运行数据获得所述电动机在所述不同运行工况下对应的各个参考运行数据。

在一些实施例中，所述根据所述电动机的试验样机在不同工况下运行的历史运行数据获得所述电动机在所述不同运行工况下对应的各个参考运行数据的步骤，包括：

对所述试验样机在所述各个不同工况下的运行数据进行监测并保存，以获得所述历史运行数据；

对所述历史运行数据进行统计与分析，获得所述试验样机在所述各个不同工况下正常工作时的各个正常运行数据，并将各个正常运行数据存储在数据库中，以作为所述电动机在所述不同运行工况下对应的各个参考运行数据。

在一些实施例中，所述将所述监测运行数据与对应的参考运行数据比较，以获得偏差数据的步骤包括：

根据所述电动机的当前工况的信息，从所述数据中选择所述对应的参考运行数据；

将所述监测运行数据与所述对应的参考运行数据做差值计算，以获得对应的所述偏差数据。

在一些实施例中，在所述根据所述偏差数据获得所述电动机的当前风险等级的步骤之前，还包括：

使所述电动机的试验样机在模拟的故障工况下仿真运行，并获得所述试验样机的仿真运行数据；

根据所述仿真运行数据与对应的参考运行数据之间的偏差值定义不同的风险等级。

在一些实施例中，所述根据所述仿真运行数据与对应的参考运行数据之间的偏差值定义不同的风险等级的步骤包括：

对所述仿真运行数据和对应的参考运行数据进行建模分析，以将所述仿真运行数据与对应的参考运行数据之间的偏差值划分为不同的偏差范围；

将所述不同偏差范围对应为不同的风险等级；

将所述各个不同偏差范围与对应的风险等级之间的映射关系存储在所述数据库中。

在一些实施例中，所述根据所述实时偏差数据获得所述电动机的当前风险等级的步骤包括：

根据所述偏差数据的大小，在所述数据库中查询对应的偏差范围；

将查询到的偏差范围映射的风险等级作为所述当前风险等级。

在一些实施例中，在所述电动机的启动阶段，监测所述电动机的运行数据包括监测所述电动机的启动电流、启动电压和启动时间；

在所述电动机启动后的运行阶段，监测所述电动机的运行数据包括监测所述电动机的运行电流、运行电压以及所述电动机的绕组温度。

在一些实施例中，所述根据所述当前风险等级执行不同的预警操作的步骤包括：

在所述前风险等级为第一风险等级时，并输出第一警示信息；

在所述前风险等级为第二风险等级时，控制所述电动机在预设时间后进入停止状态，并输出第二警示信息；

在所述前风险等级为第三风险等级时，控制所述电动机进入停机状态，并输出第三警示信息。

一种电动机状态的在线监控系统，包括监测控制器和数据库服务器；

所述监测控制器与所述电动机相连，用于监测所述电动机的运行数据，以获得监测运行数据，并根据从所述数据库服务器中获得的所述电动机的当前风险等级执行相应的预警操作；

所述数据库服务器与所述监测控制器通讯连接，用于将从所述监测控制器中获取所述监测运行数据与对应的参考运行数据进行比较，以获得偏差数据，以及根据所述偏差数据获得所述当前风险等级。

在一些实施例中，还包括与所述监测控制器相连的显示器；

在所述前风险等级为第一风险等级时，所述监测控制器控制所述显示器显示第一警示信息；

在所述前风险等级为第二风险等级时，所述监测控制器控制所述电动机在预设时间后进入停止状态，并控制所述显示器显示第二警示信息；

在所述前风险等级为第三风险等级时，所述监测控制器控制所述电动机进入停机状态，并控制所述显示器显示第三警示信息。

在一些实施例中，所述监测控制器包括：

采样单元，与所述电动机相连，用于对所述电动机的运行数据进行采样，以获得采样数据；

监测单元，与所述采样单元相连，用于对所述采样数据进行实时监测；

主控制单元，与所述监测单元相连，用于将所述监测单元实时监测的数据处理成与所述数据库服务器相匹配的所述监测运行数据，并将所述监测运行数据发送至所述数据库服务器，以及根据所述电动机的当前风险等级控制所述电动机执行相应的动作。

在一些实施例中，所述电动机为空调压缩机的电动机；

所述采样单元包括：

电压采样子单元，与所述电动机的电压输入端相连，用于对所述电动机的输入电压进行采样，以获得电压采样数据；

电流采样子单元，用于对所述电动机的输入电流进行采样，以获得电流采样数据；

温度采样子单元，用于对所述电动机的绕组温度进行采样，以获得温度采样数据；

所述监测单元包括：

电压监测子单元，与所述电压采样子单元相连，用于对所述电压采样数据进行实时监测；

电流监测子单元，与所述电流采样子单元相连，用于对所述电流压采样数据进行实时监测；

温度监测子单元，与所述温度采样子单元相连，用于对所温度采样数据进行实时监测。

在一些实施例中，所述数据库服务器包括：

数据存储单元，用于存储与所述电动机在各个不同工况下对应的各个参考运行数据，以及不同偏差范围与对应的风险等级之间的映射关系

数据比较单元，用于获取所述监测运行数据以及所述电动机的当前工况的信息，以根据所述电动机的当前工况的信息从所述数据存储单元中获得对应的参考运行数据，以及将所述监测运行数据与对应的参考运行数据进行比较，以获得所述偏差数据；

风险等级获得单元，用于根据所述偏差数据的大小确定所述偏差数据对应的偏差范围，并将确定的偏差范围映射的风险等级作为所述当前风险等级。

由上可见，本申请提供的电动机状态的在线监控方法和系统通过对电动机的运行数据进行在线实时监测，并将执行监测步骤获得的监测运行数据与对应的参考运行数据进行比较，以获得偏差数据，并根据偏差数据获得电动机的当前风险等级，从而根据当前获得的风险等级执行相应的预警操作。因此，本申请提供的在线监控方法能减少机组维护人员的工作程度，且能准确有效的检测出电动机的故障点，并进行相应的预警操作，以提高的电动机运行的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的电动机状态的在线监测方法流程示意图；

图2为本申请提供的电动机状态的在线监测系统的结构框图；

图3为本申请提供的电动机状态的在线监测系统在启动阶段对应的工作流程图；

图4为本申请提供的电动机状态的在线监测系统在运行中的工作流程图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等，此外，这里需要说明的情况是，本申请中的一个单元与另一个单元相连，或一个器件与另一个器件相连包括直接相连和间接相连，除非明确说明是指直接相连。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

如图1所示，在一些实施例中，本申请提供的电动机状态的在线监控方法主要包括以下步骤：

S200：监测电动机的运行数据，以获得监测运行数据。

在本实施例中，电动机为空调压缩机中的电动机，其行数据是指电动机在运行过程中对应的电学状态参量和/或非电学状态参量，电学状态参量如包括电流参量、电压参量等，非电学状态参量如包括电动机的绕组温度、启动时间等。这里需要说明的是，在本申请中，电动机的运行数据包括电动机在启动阶段的运行数据，即电动机的运行状态包括启动状态后启动后的运行状态。具体的，由电动机状态的在线监控系统中的监测控制器对电动机的运行数据进行在线实时监测以获得监测运行数据，这里的在线实时监测是指在电动机处于运行状态时对其运行数据进行的监测，而非在电动机停机后的离线监测方式。

S400：将监测运行数据与对应的参考运行数据比较，以获得偏差数据。

具体的，通过电动机状态的在线监控系统中的数据库服务器来执行S400。对应的参考运行数据是在执行S400前已经被存储在数据库服务器中的数据库单元中的数据。对应的参考运行数据是指与电动机的工况对应的数据，其中电动机的工况也可指电动机的工作模式。对应空调的压缩机而言，其运行的工况包括高温工况、低温工况、高电压工况以及低电压工况，因此空调压缩机中的电动机工况也对应为高温工况、低温工况、高电压工况和低电压工况。此外，在每一个工况下对应的参考运行数据又进一步包括电动机在该运行工况下带不同负荷正常工作时对应的正常运行数据。

S600：根据偏差数据获得电动机的当前风险等级。

可由数据库服务器来执行步骤S600，偏差数据的大小越大，表示当前的监测运行数据与对应的参考运行数据之间的差值越大，则说明当前的电动机的状态偏离正常运行状态越远。即偏差数据越大，则说明电动机当前所述的风险等级越大，也就是说当前电动机的故障程度越严重。因此，根据偏差数据与不同定义的风险等级之间的映射关系获得电动机的当前风险等级，通过对电动机的当前风险等级的获得，并可获得电动机当前的故障程度。此外，在本申请中将电动机处于正常工作状态时对应的风险等级定义为零级风险等级，即在当前风险等级为零级风险等级时，表示电动机当前不存在故障，而处于正常运行状态，而其它的风险等级均对应电动机的带故障运行状态，只是不同的风险等级指示电动机当前所处的故障程度不同。此外，这里需要说明的是，后续本申请中提到的第一风险等级、第二风险等级和第三风险等级中的第一、第二和第三仅仅是为了区别不同的风险等级，并不代表风险等级的等级数，例如在一些实施例中，第一风险等级、第二风险等级、第三风险等级对应的等级数分别为一级、二级、三级；而在另一些实施例中，第一风险等级、第二风险等级、第三风险等级对应的等级数分别为三级、二级、一级。

S800：根据当前风险等级执行相应的预警操作。

在确定当前风险等级后，可由监测控制器控制S800中的预警操作。当前的风险等级越高，表示当前电动机的故障程度越大时，需要控制电动机越快的进入停止运行状态，以避免故障对电动机造成的不可逆的损坏，且同时还需要向用户发送相应的警示信息。而在当前的风险等级越低时，表示当前电动机的故障程度越低，为了不影响用户对电动机的正常使用，可以在低风险等级时，不对电动机进行停机控制操作，而仅向用户显示相应的警示信息即可。因此，不同的风险等级需要执行不同的预警操作，预警操作包括控制电动机的运行状态和/或显示警示信息，其中，这里的警示信息包括风险级别相对较低的预警信息，和风险级别相对较高的警告信息。

在本申请中在电动机的带故障运行状下对应的风险等级的等级数字越大表示电动机当前出现故障的程度也越大。在其它实施例中，也可定义带故障运行状态下对应的风险等级中的等级数字越小，表示电动机的故障程度越大。

由上可见，本申请提供的电动机状态的在线监控方法，对电动机的运行数据进行在线实时监测，并将执行监测步骤获得的监测运行数据与对应的参考运行数据进行比较，以获得偏差数据，并根据偏差数据获得电动机的当前风险等级，从而根据当前获得的风险等级执行相应的预警操作。因此，本申请提供的在线监控方法能减少机组维护人员的工作程度，且能准确有效的检测出电动机的故障点，并进行相应的预警操作，以提高的电动机运行的可靠性。

在一些实施例中，依据本申请的提供的电动机状态的在线监控方法中的各个步骤可均由上述监测控制器执行，即相比于上述实施例，在本实施例中，监测控制器还能进一步执行S400和S600。

在一些实施例中，在执行S400之前，本申请提供的电动机状态的在线监控方法还进一步包括：

S100：根据电动机的试验样机在不同工况下运行的历史运行数据获得电动机在不同运行工况下对应的各个参考运行数据。

电动机的试验样机是指结构和参数与电动机完全相同的样机，且试验样机的运行数据与电动机的运行数据相同。这里的工况包括上述提到高温工况、低温工况、高电压工况、低电压工况中的至少一种。为了在不同的工况均能准确的监控电动机的运行状态。需要将试验样机在每一个工况下的运行数据进行测试并保存，以作为试验机的历史数据。此外，由于电动机的运行状态还与电动机的负荷轻重相关，为了能进一步准确的监控电动机的运行状态，需要将试验样机在每个工况的不同轻重的负荷下进行运行，并对运行过程中的运行数据进行测试和保存作为试验样机的历史运行数据。即试验样机的历史运行数据包括试验样机在不同工况及不同负荷下的运行数据。

进一步的，在一些实施例中，S100包括：

S101：对试验样机在各个不同工况下的运行数据进行监测并保存，以获得历史运行数据。

S102：对历史运行数据进行统计与分析，获得试验样机在各个不同工况下正常工作时的各个正常运行数据，并将各个正常运行数据存储在数据库中，以作为电动机在不同运行工况下对应的各个参考运行数据。

不同的历史运行数据对应试验样机的不同运行状态，因此可以对数据库中的各个历史数据进行统计和分析，并可获得试验样机在各个不同工况下正常运行时对应的正常运行数据，然后将各个工况对应的正常运行数据保存。这里的正常运行是指运行过程中，试验样机的各个运行数据均在预设范围之内，试验样机的各个状态参量包括启动电流、启动电压、启动时间、运行电流、运行电压、试验样机的绕组温度、三相不平衡电流以及三相不平衡电压等。

由于试验样机与电动机的结构和参数完全相同，因此试验样机在不同工况下正常运行时对应的正常运行数据完全可以作为电动机在不同工况下的参考运行数据。电动机的监测运行数据与对应的参考运行数据之间的偏差值越大，表示电动机当前偏离正常运行状态的程度越大，即当前电动机出现故障的严重程度越大。因此，通过实验样机的历史数据进行统计与分析获得的对应的正常运行数据作为电动机的参考运行数据，从而可根据电动机的实际运行数据与参考运行数据的偏差来获得当前电动机的风险等级(对应电动机的运行状态，风险等级高，对应电动机当前处于严重故障状态，风险等级低表示电动机当前处于轻微故障状态，零风险等级表示电动机当前处于正常工作状态)。此外，在将各个参考运行时数据存在在数据库中时，还需要将各个参考运行数据对应的工况信息，以及将各个参考运行数据与对应的工况之间的映射关系保存在数据库中。

在一些实施例中，一般选择试验样机在不同工况、不同负荷下稳定运行预设时间后(2小时)开始记录试验数据，该试验的数据记为正常运行数据。比如记录环温35℃，12℃进水，7℃出水，压缩机电动机负荷50％，记录此工况下的电动机的启动电流、电压、启动时间，稳定预设时间后(2个小时)的电流、电压、以及对比三相电动机的三相电流不平衡率，记录压缩机电动机的绕组温度，并将该系列数据计入数据库中。

进一步的，S400包括：

S401：根据电动机的当前工况的信息，从各个参考运行数据中选择与当前工况对应的参考运行数据。

例如当前工况为低温工况时，则从各个参考运行数据中查询到试验样机在该低温工况下对应的正常运行数据，并将该正常运行数据作为电动机在当前低温工况对应的参考运行数据。

S402：将所述监测运行数据与当前工况对应的参考运行数据做差值计算，以获得对应的偏差数据。

此外，在一些实施例中，在执行S600之前还包括：

S103：使电动机的试验样机在模拟的故障工况下仿真运行，并获得试验样机的仿真运行数据。

具体的，根据各个参数运行数据设置对应的设置各个运行工况对应的各个不同故障类型的故障运行数据组，并将各个故障运行数据组作为试验样机对应的运行数据，以对试验样机进行模拟故障工况仿真运行，即各个故障运行数据组对应各个模拟故障工况中的试验样机的仿真运行数据。对于空调压缩机的电动机而言，各个不同故障类型包括电动机启动时的接触器占粘故障、缺相或逆相故障、过流故障、过压故障、欠压故障、过温故障、过载故障、三相电流不平衡故障以及三相电压不平衡故障等。

S104：根据仿真运行数据与对应的参考运行数据之间的偏差值定义不同的风险等级。

具体的，S104进一步包括对仿真运行数据和对应的参考运行数据进行建模分析，以将仿真运行数据与对应的参考运行数据之间的偏差值划分为不同的偏差范围，并将不同偏差范围对应为不同的风险等级，最后将各个不同偏差范围与对应的风险等级之间的映射关系存储在数据库中。

可以根据仿真运行结果获得仿真运行数据与对应的参考运行数据之间偏差值对试验样机造成不利影响的严重程度，将上述偏差值划分为各个不同的偏差值范围，其中，不利影响的严重程度越大，对应的偏差值范围中的偏差值越大，对应的风险等级也越高。可以在对应的仿真运行数据(故障运行数据)条件下，将试样样机继续带故障运行运行，然后通过监测试验样机绕组的温度上升的情况来判断个偏差值对试验样机造成的不利影响的严重程度，温度升的越高，严重程度越大。

为了根据清楚的表述上述各个步骤的内容，下面以一个实例进行进一步举例说明。

例如，需要对压缩机的电动机的三相电流的不率进行在线监测且假设电动机的当前运行工况为低温工况，由三相不平衡率的计算公式(1)可得，需要对电动机的三相电流进行实时监测，则在S200中电动机的运行数据要包括电动机的三相电流进行实时监测，以获得对应的监测三相电流数据。

S＝MAX{(Ia-Io)/Io,(Ib-Io)/Io,(Ic-Io)/Io} (1)

公式(1)中，S表示三相电流不平衡率，Ia、Ib、Ic分别为电动机的三相电流，Io为电动机的平均电流，其计算公式(2)如下：

Io＝(Ia+Ib+Ic)/3 (2)

若当前工况下，电动机的三相不平衡率的参考不平衡率为0，即在理想情况下，电动机在在当前工况下正常运行时的三相电流不平衡率应该为0，但是考虑到实际运行时的一些影响因子，可以允许电动机的三相电流不频率与对应的参考三相电流不平衡率之间有一个误差值范围。

首先在S103中，将试验样机在低温工况下进行仿真运行，并对仿真三相电流进行实时监测，并根据三相电流不平衡公司计算得到仿真三相电流不平衡率。

然后在S104中，根据仿真运行的结果进行统计与分析，发现仿真三相电流不平衡率与参考三相电流不平衡率之间的偏差值范围为0到15％时，试验样机仍处于正常运行状态，在仿真三相电流平衡率与参考三相电流的偏差值S`的范围为15％到20％时，试验样机虽然仍能长时间正常运行，但存在随着运行时间的增加电动机的相关性能不断变差的微小风险。在S`的范围为20％到30％时，试验样机运行一小时后检测到的电动机的绕组温度会升高，而绕组温度的升高将导致电动机绕组的绝缘性能降低有损坏风险。S`的偏差值范围为大于30％时，试验样机在此条件下运行超过半个小时，电动机的绕组温度出现急剧升高的情况，同时对电动机绕组的绝缘造成不可恢复的破坏。

显然，根据S`的不同范围对试验样机运行的不利影响的程度等级不同，因此，在S104中可以设定S`对应的各个偏差范围为[0,15％]、(15％,20％]、(20％,30％]、(30％，+∞)。

由于各个不同偏差范围[0,15％]、(15％,20％]、(20％,30％]、(30％，+∞)按从左到右的顺序，对试验样机运行的不利影响的程度等级越依次增高。因此，在S105中，我们将偏差范围[0,15％]对应的风险等级对应为零风险等级，及该偏差范围对应的为三相电流的不平衡率处于允许的偏差范围内，即电动机当前处于正常运行状态。而在S`大于15％后，三相电流不平衡率处于异常状态，即对应试验样机的进入故障工况仿真运行状态，此后，不同的偏差范围对应不同故障等级，即对应不同的风险等级。根据上述仿真结果的分析，我们将偏差范围(15％,20％]对应的风险等级定义为风险等级为Ⅲ级，将偏差范围(20％,30％]对应的风险等级定义为风险等级为Ⅱ级，将偏差范围(30％，+∞)对应的风险等级定义为风险等级为Ⅰ级，其中Ⅰ级表示高风险等级，Ⅱ级表示中风险等级，Ⅲ级表示低风险等级。

在获得试验样机的三相交流不平衡率对应的各个偏差范围、定义的风险等级一级偏差范围与对应风险等级的映射关系后，将这些相关数据均存储在数据库中。

进一步的，在S600包括：

S601：根据偏差数据的大小，在数据库中查询对应的偏差范围。

仍以低温工况下的三相电流不平衡率的状态监测为例，通过对电动机的三相输入电流的实时监测，以获得各个对应的三相输入电流监测数据，然后根据三相电流不平衡率的计算公式和电动机的平均输入电流的计算公式，获得对应三相电流不平衡率监测数据。

S602：将查询到的偏差范围映射的风险等级作为当前风险等级。

若当前工况下，S400获得三相电流不平衡率的监测数据的大小S＝5％，由于5％在偏差范围[0,15％]内，在S601中，查询到的对应偏差范围[0,15％]，而在S602中，将偏差范围[0,15％]对应的零级风险等级作为当前风险等级，即电动机当前处于正常运行状态。若当前工况下，S400获得三相电流不平衡率的监测数据的大小S＝25％，由于25％在偏差范围(20％,30％]内，在S601中，查询到的对应偏差范围(20％,30％]，而在S602中，将偏差范围(20％,30％]对应的Ⅱ级风险等级作为当前风险等级，即电动机当前处于当前工况下的三相电流不平衡故障运行状态，且故障对应的风险等级为中风险。

对于电动机的其它运行数据的状态监测的过程与上述过程相似，在此不再一一累述。

在一些实施例中，在S600中获得的当前风险等级为Ⅲ级(第一风险等级)时，S800的步骤包括：不对电动机的运行状态进行控制，只输出第一警示信息，以提醒维护人员检查电动机的当前状态。在S600中获得的当前风险等级为Ⅱ级(第二风险等级)时，S800的步骤包括：控制电动机的在预设时间(在电动机的绕组明显升温前进入停机状态，如半小时)后进入停机状态，并输出第二警示信息，以提醒维护人员检查电动机的当前状态。在S600中获得的当前风险等级为Ⅰ级(第三风险等级)时，S800的步骤包括：控制电动机在获得当前风险等级后立马进入停机状态，并输出第三警示信息，以提醒维护人员检查电动机的当前状态。具体的，各个警示信息可以为显示器显示的文字信息，也可以通过不同的声音信息或不同的颜色的灯光信息。

上述仅以低温工况下电动机的三相电流不平衡率的监测为例，需要实时监测电动机的三相输入电流。在其它实施例中，根据电动机的运行阶段不同需要监测的运行数据不同，且根据当前需要监测的电动机故障类型不同于，需要监测的运行数据也可能不同，且根据当前需要监测的电动机故障类型的不同，对相同的运行数据进行监测和处理的过程也不同。例如在监测三相电流不平衡率故障时，需要根据监测的三相电流做相应的计算以获得对应的三相电流的不平衡率作为监测运行数据。在监测电动机的过流保护故障时，需要对将监测的电流数据与对应的参考电流进行比较，以获得相应的偏差数据。在监测电动机的启动占粘故障中，需要监测电动机的启动电流与预设的参考之间的偏差数据，来确定当前的启动占粘故障的风险等级，并进行相应的预警操作。

依据本申请提供的电动机状态在线监控方法，还可对电动机的欠压、过压以及三相电压不平衡以及缺相运行等与电压监测相关的故障进行相应的监测并进行相应的预警操作。还对电动机的过温、过载、空载等故障进行相应的监测与保护。因此，在一些实施例中，在执行S200时，对运行数据的监测包括对电动机的电流、电压及电动机的绕组温度进行实时监测，以根据这些监测运行数据，对电动机电压各个故障状态进行监测并进行相应的预警控制。在一些实施例中，还需要设置于电动机的绕组温度对于的报警参考温度数据及最大承受参考温度数据。当实时监测温度数据达到设定的报警参考温度时，可控制电动机的负荷降低，以降低电动机的绕组温度，同时发出相应的警示信号，当监测温度数据达到设定的最大承受数据时，控制电动机进入停机状态，以防止电动机绕组烧毁。

在一些实施例中，在电动机的启动阶段，S200包括监测所述电动机的启动电流、启动电压和启动时间，而在电动机启动后的运行阶段，S200包括监测所述电动机的运行电流、运行电压以及电动机的绕组温度。其中，由于电动机在启动成功时，对应的启动电流非常的大，因此，可以通过监测电动机的启动电流大小达到预设启动电流的时刻与电动机开始启动的时刻之间的差值计算获得启动时间，并对该计算获得的启动时间数据进行实时监测，以对电动机的启动故障状态进行监测。

在一些实施例中，本申请提供的电动机状态的在线监测方法利用电动机自身的在线监控系统实时监测电动机在在启动和运行中的电流、电压信息，电动机各绕组的温度信息，并将各个信息与相同工况相同负荷下试验样机正常运行时的电流、电压信息，电动机各绕组的温度信息进行比对，以获得对应的偏差数据，并将对应的偏差数据与数据库中存储的对应的偏差范围进行比对，以确定电动机当前风险等级，并对不同的风险等级执行不同的预警操作，可提高电动机的运行可靠性。

在一些实施例中，如图2所示，本申请还提供了一种电动机状态的在线监控系统，包括监测控制器和数据库服务器2，其中，监测控制器2与电动机M相连，用于监测电动机M的运行数据，以获得监测运行数据，并根据从数据库服务器中获得的电动机M的当前风险等级执行相应的预警操作。数据库服务器2与监测控制器通讯连接，用于将从监测控制器中获取监测运行数据与对应的参考运行数据进行比较，以获得偏差数据，以及根据偏差数据获得当前风险等级。

本申请提供的电动机状态的在线监控系统，对电动机的运行数据进行在线实时监测，并监测运行数据与对应的参考运行数据进行比较，以获得偏差数据，并根据偏差数据获得电动机的当前风险等级，从而根据当前获得的风险等级执行相应的预警操作。因此，本申请提供的在线监控系统能减少机组维护人员的工作程度，且能准确有效的检测出电动机的故障点，并进行相应的预警操作，以提高的电动机运行的可靠性。

具体的，在一些实施例中，如图2所示，还包括与监测控制器相连的显示器3，在当前风险等级为第一风险等级时，监测控制器控制显示器2显示第一警示信息，在当前风险等级为第二风险等级时，监测控制器控制电动机M在预设时间后进入停止状态，并控制显示器2显示第二警示信息；在当前风险等级为第三风险等级时，监测控制器控制电动机M进入停机状态，并控制显示器2显示第三警示信息。此外，监测控制器还控制显示器2显示个监测运行数据，以供用户随时了解电动机M的相关状态。

继续参考图2所示，在一些实施例中，监测控制器包括采样单元、监测单元和主控制单元13。其中，采样单元与电动机M相连，用于对电动机的运行数据进行采样，以获得采样数据；监测单元与采样单元相连，用于对采样数据进行实时监测，并将监测的采样数据进行模数转换后通过通讯模块传输至主控制单元13中。其中，通讯模块为485通讯模块或CAN通讯模块。

显示装置：故障监测系统设置有显示触摸屏，其和通讯模块连接，可显示和调取机组当前运行的、电流、电压、功率、故障、预警等一些需要的参数，供用户识别。

主控制单元13与监测单元相连，用于将监测单元实时监测的数据处理成与数据库服务器2相匹配的监测运行数据，并将监测运行数据发送至数据库服务器2，以及根据电动机的当前风险等级执行相应的预警动作。

在一些实施例中，电动机M为空调压缩机的中电动机，为了对电动机的电流、电压和温度进行监测，采样单元进一步包括电流采样子单元111、电压采样子单元112、电容组M的绕组温度采样子单元113。电流采样子单元111，与电动机M的三相电流输入端相连，用于对电动机的输入电流进行采样ia、ib、ic，以获得电流采样数据。电压采样子单元112，与电动机M的电压输入端相连，用于对电动机M的三相输入电压UA、UB、UC进行采样，以获得电压采样数据ua、ub、uc。温度采样子单元113，用于对电动机的绕组温度进行采样，以获得温度采样数据Tt。而监测单元需要对应的包括电流监测子单元121、电压监测子单元122、温度监测子单元123。电流监测子单元121，与电流采样子单元111相连，用于对电流采样数据进行实时监测，并进行模数转换。电压监测子单元122与电压采样子单元112相连，用于对电压采样数据进行实时监测，以及进行相应的模数转换。温度监测子单元123，与温度采样子单元113相连，用于对温度采样数据进行实时监测，并进行相应的模数转换。

电动机M的输入回路上设置有断路器开关QF和接触开关KM，当监测到电动机当前的故障状态为高风险时，监测控制器可控制断路器开关QF是断开来控制电机停止工作。在一些实施例中，电流采样子单元111包括三个分别连接电动机的三相输入回路中的电流互感器TAa、Tab、Tac。电压采样子单元112包括电压互感器，温度采样子单元113为PTC热敏电阻，主控制器单元13为微处理器。

在一些实施例中，数据库服务器2进一步包括数据存储单元、数据比较单元和风险等级获得单元。数据存储单元用于存储与电动机在各个不同工况下对应的各个参考运行数据。数据比较单元用于获取监测运行数据以及电动机的当前工况的信息，以根据电动机的当前工况的信息从数据存储单元中获得对应的参考运行数据，以及将监测运行数据与对应的参考运行数据进行比较，以获得偏差数据。风险等级获得单元，用于根据偏差数据获得电动机的当前风险等级。

在一些实施例中，数据存储单元还用于存储不同偏差范围与对应的风险等级之间的映射关系，风险确定单元根据偏差数据的大小确定偏差数据对应的偏差范围，并将确定的偏差范围映射的风险等级作为当前风险等级。具体的，数据库服务器可以为云数据库服务器。

在一实施例中，依据本申请提供的电动机状态的在线监测系统在电动机启动阶段的工作流程图如图3所示。其主要包括以下执行步骤：

步骤1：进行系统初始化，以启动依据本申请提供的电动机状态的在线监测系统。

步骤2：判断电动机当前是否满足启动条件，若否则禁止启动，并通知维护人员检查，若是则转步骤3.

在一实施例中，启动条件包括电动机的配电系统的电压、频率均在正常范围内，且电动机的三相输入电压和电流不存在缺陷和逆相，以及当前的环境温度数据处于正常范围内。

步骤3：依据本申请提供的在线监控系统启动成功，并开始启动电动机。

步骤4：在启动阶段，监测电动机的启动电流数据、启动电压数据和启动时间数据。

步骤5：将步骤4中获得各个监测数据与对应的参考数据进行比较，以获得对应的偏差数据。

例如将监测的启动电流数据与对应的参考启动电流数据进行比较，将监测的启动电压数据与对应的参考启动电压数据进行比对，以及将监测的启动时间数据与对应的参考启动时间数据进行比较。

步骤6：判断各个偏差数据是否在正常偏差范围内，若是表示当前的电动机处于正常开启状态，则转步骤8。

步骤7：若偏差数据不在正常偏差范围内，则当前电动机处于带故障的启动状态，需判断电动机当前所处的风险等级是否为高风险，若是则转步骤9，否则转步骤10。

步骤8：电动机照常启动，无对应的警示信息显示。

步骤9：停止电动机的启动，并显示警示信息。

步骤10：电动机照常启动或预设时间后停止启动，并显示相应的警示信息。

图4为依据本申请提供的电动机状态的在线监测系统在电动机启动后的运行阶段的工作流程图。

在运行阶段与启动阶段的不同之处是，在启动运行阶段检测的是电动机的运行电压、运行电流和电动机的绕组温度，以及将各监测的数据与对应的参考数据进行比较，例如将监测的运行电压与参考运行电压进行比较，将监测的运行电流与参考运行电流进行比较，将监测的绕组温度与参考绕组温度进行比较。其它步骤与启动阶段基本相同，再次不再累述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种电动机状态的在线监控方法，包括：

监测电动机的运行数据，以获得监测运行数据；

将所述监测运行数据与对应的参考运行数据比较，以获得偏差数据；

根据所述偏差数据获得所述电动机的当前风险等级；

根据所述当前风险等级执行相应的预警操作。

2.根据权利要求1所述的在线监控方法，其特征在于，在所述将所述监测运行数据与参考运行数据比较，以获得偏差数据的步骤之前，还包括：

根据所述电动机的试验样机在不同工况下运行的历史运行数据获得所述电动机在所述不同运行工况下对应的各个参考运行数据。

3.根据权利要求2所述的在线监控方法，其特征在于，所述根据所述电动机的试验样机在不同工况下运行的历史运行数据获得所述电动机在所述不同运行工况下对应的各个参考运行数据的步骤，包括：

对所述试验样机在所述各个不同工况下的运行数据进行监测并保存，以获得所述历史运行数据；

对所述历史运行数据进行统计与分析，获得所述试验样机在所述各个不同工况下正常工作时的各个正常运行数据，并将各个正常运行数据存储在数据库中，以作为所述电动机在所述不同运行工况下对应的各个参考运行数据。

4.根据权利要求3所述的在线监控方法，其特征在于，所述将所述监测运行数据与对应的参考运行数据比较，以获得偏差数据的步骤包括：

根据所述电动机的当前工况的信息，从所述数据中选择所述对应的参考运行数据；

将所述监测运行数据与所述对应的参考运行数据做差值计算，以获得对应的所述偏差数据。

5.根据权利要求1所述的在线监控方法，其特征在于，在所述根据所述偏差数据获得所述电动机的当前风险等级的步骤之前，还包括：

使所述电动机的试验样机在模拟的故障工况下仿真运行，并获得所述试验样机的仿真运行数据；

根据所述仿真运行数据与对应的参考运行数据之间的偏差值定义不同的风险等级。

6.根据权利要求5所述的在线监控方法，其特征在于，所述根据所述仿真运行数据与对应的参考运行数据之间的偏差值定义不同的风险等级的步骤包括：

对所述仿真运行数据和对应的参考运行数据进行建模分析，以将所述仿真运行数据与对应的参考运行数据之间的偏差值划分为不同的偏差范围；

将所述不同偏差范围对应为不同的风险等级；

将所述各个不同偏差范围与对应的风险等级之间的映射关系存储在所述数据库中。

7.根据权利要求6所述的在线监控方法，其特征在于，所述根据所述实时偏差数据获得所述电动机的当前风险等级的步骤包括：

根据所述偏差数据的大小，在所述数据库中查询对应的偏差范围；

将查询到的偏差范围映射的风险等级作为所述当前风险等级。

8.根据权利要求1所述的在线监控方法，其特征在于，在所述电动机的启动阶段，监测所述电动机的运行数据包括监测所述电动机的启动电流、启动电压和启动时间；

在所述电动机启动后的运行阶段，监测所述电动机的运行数据包括监测所述电动机的运行电流、运行电压以及所述电动机的绕组温度。

9.根据权利要求1所述的在线监控方法，其特征在于，所述根据所述当前风险等级执行不同的预警操作的步骤包括：

在所述前风险等级为第一风险等级时，并输出第一警示信息；

在所述前风险等级为第二风险等级时，控制所述电动机在预设时间后进入停止状态，并输出第二警示信息；

在所述前风险等级为第三风险等级时，控制所述电动机进入停机状态，并输出第三警示信息。

10.一种电动机状态的在线监控系统，包括监测控制器和数据库服务器；

所述监测控制器与所述电动机相连，用于监测所述电动机的运行数据，以获得监测运行数据，并根据从所述数据库服务器中获得的所述电动机的当前风险等级执行相应的预警操作；

所述数据库服务器与所述监测控制器通讯连接，用于将从所述监测控制器中获取所述监测运行数据与对应的参考运行数据进行比较，以获得偏差数据，以及根据所述偏差数据获得所述当前风险等级。

11.根据权利要求10所述的在线监控系统，其特征在于，还包括与所述监测控制器相连的显示器；

在所述前风险等级为第一风险等级时，所述监测控制器控制所述显示器显示第一警示信息；

在所述前风险等级为第二风险等级时，所述监测控制器控制所述电动机在预设时间后进入停止状态，并控制所述显示器显示第二警示信息；

在所述前风险等级为第三风险等级时，所述监测控制器控制所述电动机进入停机状态，并控制所述显示器显示第三警示信息。

12.根据权利要求10所述的在线监控系统，其特征在于，所述监测控制器包括：

采样单元，与所述电动机相连，用于对所述电动机的运行数据进行采样，以获得采样数据；

监测单元，与所述采样单元相连，用于对所述采样数据进行实时监测；

主控制单元，与所述监测单元相连，用于将所述监测单元实时监测的数据处理成与所述数据库服务器相匹配的所述监测运行数据，并将所述监测运行数据发送至所述数据库服务器，以及根据所述电动机的当前风险等级控制所述电动机执行相应的动作。

13.根据权利要求12所述的在线监控系统，其特征在于，所述电动机为空调压缩机的电动机；

所述采样单元包括：

电压采样子单元，与所述电动机的电压输入端相连，用于对所述电动机的输入电压进行采样，以获得电压采样数据；

电流采样子单元，用于对所述电动机的输入电流进行采样，以获得电流采样数据；

温度采样子单元，用于对所述电动机的绕组温度进行采样，以获得温度采样数据；

所述监测单元包括：

电压监测子单元，与所述电压采样子单元相连，用于对所述电压采样数据进行实时监测；

电流监测子单元，与所述电流采样子单元相连，用于对所述电流压采样数据进行实时监测；

温度监测子单元，与所述温度采样子单元相连，用于对所温度采样数据进行实时监测。

14.根据权利要求10所述的在线监控系统，其特征在于，所述数据库服务器包括：

数据存储单元，用于存储与所述电动机在各个不同工况下对应的各个参考运行数据，以及不同偏差范围与对应的风险等级之间的映射关系

数据比较单元，用于获取所述监测运行数据以及所述电动机的当前工况的信息，以根据所述电动机的当前工况的信息从所述数据存储单元中获得对应的参考运行数据，以及将所述监测运行数据与对应的参考运行数据进行比较，以获得所述偏差数据；

风险等级获得单元，用于根据所述偏差数据的大小确定所述偏差数据对应的偏差范围，并将确定的偏差范围映射的风险等级作为所述当前风险等级。

Images