CN114779071A - 一种电机转子状态检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机转子状态检测系统及方法，该方法包括如下步骤：存储电机转子绕组的多个历史电流值以及与多个历史电流值相对应的历史负载值；获取当前电机转子绕组的实时电流值以及与实时电流值相对应的实时负载值；根据历史电流值、历史负载值、实时电流值以及实时负载值检测分析电机转子绕组的状态。本发明可以对电机转子绕组状态进行实时检测，解决了传统电机转子绕组状态检测方法不便于对转子绕组状态进行实时检测的问题。

Description

一种电机转子状态检测系统及方法

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种电机转子状态检测系统及方法。

背景技术

电机能否稳定持续工作，其转子绕组的健康状态往往至关重要。传统的电机转子绕组状态检测方式往往是将转子绕组检测探头固定安装在电机外壳上，对电机转子绕组工作产生的脉冲信号进行检测，并根据脉冲信号以及历史检测数据判断其健康状态。

然而此种检测方法，检测探头安装在电机外壳上，检测探头检测到的脉冲信号的稳定性容易受到电机振动的影响，不便于对电机转子绕组状态进行实时检测。

发明内容

基于此，为了解决传统电机转子绕组状态检测方法不便于对转子绕组状态进行实时监控的问题，本发明提供了一种电机转子状态检测系统及方法，其具体技术方案如下：

一种电机转子状态检测系统，其包括历史数据存储模块、第一获取模块以及检测分析模块。

所述历史数据储存模块用于存储电机转子绕组的多个历史电流值以及与多个所述历史电流值相对应的历史负载值。

所述第一获取模块用于获取当前电机转子绕组的实时电流值以及与所述实时电流值相对应的实时负载值。

所述检测分析模块用于根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态。

对于正常运转电机，在相同负载值下的不同时刻的电流值大致相等。若相同负载值下的实时负载值对应的实时电流值与历史负载值对应的历史电流值存在较大差异，则可以判定电机转子绕组状态存在匝间短路问题。

由于所述电机转子状态检测系统无需在电机外壳上安装检测探头，即可以对电机转子绕组状态进行实时检测，其解决了传统电机转子绕组状态检测方法不便于对转子绕组状态进行实时检测的问题。

进一步地，所述检测分析模块包括第一设置单元以及判断单元。

所述第一设置单元用于获取处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值，根据所述处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第一电流比较区间，并根据所述第一电流比较区间获取每个单位所述实时负载值在所述第一电流比较区间的电流变化值。

所述判断单元用于计算所述实时负载值与处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值之间的差值绝对值，计算数值最小的所述差值绝对值对应的所述历史负载值与所述实时负载值之间的负载差值以及所述历史负载值的所述历史电流值与所述实时负载值的所述实时电流值之间的电流差值，计算所述负载差值与所述电流差值之间的比例绝对值并判断所述比例绝对值是否小于所述电流变化值，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

进一步地，所述检测分析模块还包括第二设置单元。

所述第二设置单元用于获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值，并根据所述与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第二电流比较区间。

其中，所述判断单元还用于判断所述实时电流值是否落在所述第二电流比较区间范围内，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

进一步地，所述检测分析模块还包括预处理单元。

所述预处理单元用于在获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值前，剔除异常的历史电流值以及与所述异常的历史电流值相对应的历史负载值。

一种电机转子状态检测方法，其包括如下步骤：

存储电机转子绕组的多个历史电流值以及与多个所述历史电流值相对应的历史负载值；

获取当前电机转子绕组的实时电流值以及与所述实时电流值相对应的实时负载值；

根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态。

进一步地，所述根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态的具体方法包括如下步骤：

获取处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值；

根据所述处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第一电流比较区间；

根据所述第一电流比较区间获取每个单位所述实时负载值在所述第一电流比较区间的电流变化值；

计算所述实时负载值与处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值之间的差值绝对值；

计算数值最小的所述差值绝对值对应的所述历史负载值与所述实时负载值之间的负载差值以及所述历史负载值的所述历史电流值与所述实时负载值的所述实时电流值之间的电流差值；

计算所述负载差值与所述电流差值之间的比例绝对值并判断所述比例绝对值是否小于所述电流变化值，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

进一步地，所述根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态的具体方法还包括如下步骤：

获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值；

根据所述与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第二电流比较区间；

判断所述实时电流值是否落在所述第二电流比较区间范围内，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

进一步地，在获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值前，先剔除异常的历史电流值以及与所述异常的历史电流值相对应的历史负载值。

进一步地，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种电机转子状态检测方法。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明一实施例中一种电机转子状态检测方法的整体流程示意图；

图2是本发明另一实施例中一种电机转子状态检测方法的部分流程示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

本发明一实施例中的一种电机转子状态检测系统，其包括历史数据存储模块、第一获取模块以及检测分析模块。

所述历史数据储存模块用于存储电机转子绕组的多个历史电流值以及与多个所述历史电流值相对应的历史负载值。

所述第一获取模块用于获取当前电机转子绕组的实时电流值以及与所述实时电流值相对应的实时负载值。

所述检测分析模块用于根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态。

对于正常运转电机，在相同负载值下的不同时刻的电流值大致相等。若相同负载值下的实时负载值对应的实时电流值与历史负载值对应的历史电流值存在较大差异，则可以判定电机转子绕组状态存在匝间短路问题。

由于所述电机转子状态检测系统无需在电机外壳上安装检测探头，即可以对电机转子绕组状态进行实时检测，其解决了传统电机转子绕组状态检测方法不便于对转子绕组状态进行实时检测的问题。

在其中一个实施例中，所述检测分析模块包括第一设置单元以及判断单元。

所述第一设置单元用于获取处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值，根据所述处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第一电流比较区间，并根据所述第一电流比较区间获取每个单位所述实时负载值在所述第一电流比较区间的电流变化值。

所述实时负载值可能与多个历史负载值均不相等。此时，通过获取所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值，根据所述处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第一电流比较区间，并根据所述第一电流比较区间获取每个单位所述实时负载值在所述第一电流比较区间的电流变化值，可以对历史负载值对应的历史电流值与实时电流值进行比较，从而对电机转子绕组状态进行检测。

所述正负值范围为一个预设范围值。比如所述实时负载值为N，则正负值范围则为N*(1-M％)-N*(1+M％)。其中M为小于100的正整数。

所述第一电流比较区间下限值，取所述处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值的最小值。所述第一电流比较区间上限值，取所述处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值的最大值。

所述判断单元用于计算所述实时负载值与处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值之间的差值绝对值，计算数值最小的所述差值绝对值对应的所述历史负载值与所述实时负载值之间的负载差值以及所述历史负载值的所述历史电流值与所述实时负载值的所述实时电流值之间的电流差值，计算所述负载差值与所述电流差值之间的比例绝对值并判断所述比例绝对值是否小于所述电流变化值，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

一般而言，处在正常运转状态的电机，相同负载值下的不同时刻的电流值会存在一定波动，但该波动会处在一定范围内。若该波动过大而超范围，则意味着电机转子绕组的实时电流值可能因为匝间短路而增大。

由于所述比例绝对值代表所述实时负载值与最靠近的一个历史负载值之间的每个单位负载值的电流波动幅值，而所述电流变化值则代表每个单位所述实时负载值在所述第一电流比较区间的电流波动幅值，故而当所述比例绝对值小于所述电流变化值，则可以判断所述电机转子绕组状态正常，当所述比例绝对值大于所述电流变化值，则可以判断所述电机转子绕组状态异常。

在其中一个实施例中，所述检测分析模块还包括第二设置单元。

所述第二设置单元用于获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值，并根据所述与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第二电流比较区间。

在这里，与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值至少包括两个。所述第二电流比较区间下限值，取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值的最小值。所述第二电流比较区间上限值，取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值的最大值。

其中，所述判断单元还用于判断所述实时电流值是否落在所述第二电流比较区间范围内，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

通过判断所述实时电流值是否落在所述第二电流比较区间范围内，可以进一步对电机转子绕组状态进行实时检测。

在其中一个实施例中，所述检测分析模块还包括预处理单元。

所述预处理单元用于在获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值前，剔除异常的历史电流值以及与所述异常的历史电流值相对应的历史负载值。

如此一来，通过剔除异常的历史电流值以及与所述异常的历史电流值相对应的历史负载值，可以提高数据的准确性，从而更加准确地对电机转子绕组状态进行实时检测。

在其中一个实施例中，如图1所示，一种电机转子状态检测方法，其包括如下步骤：

S1，存储电机转子绕组的多个历史电流值以及与多个所述历史电流值相对应的历史负载值。

S2，获取当前电机转子绕组的实时电流值以及与所述实时电流值相对应的实时负载值。

S3，根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态。

具体而言，如图2所示，在步骤S3中，所述根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态的具体方法包括如下步骤：

S30，获取处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值。

S31，根据所述处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第一电流比较区间。

S32，根据所述第一电流比较区间获取每个单位所述实时负载值在所述第一电流比较区间的电流变化值。

S33，计算所述实时负载值与处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值之间的差值绝对值。

S34，计算数值最小的所述差值绝对值对应的所述历史负载值与所述实时负载值之间的负载差值以及所述历史负载值的所述历史电流值与所述实时负载值的所述实时电流值之间的电流差值。

S35，计算所述负载差值与所述电流差值之间的比例绝对值并判断所述比例绝对值是否小于所述电流变化值，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

一般而言，处在正常运转状态的电机，相同负载值下的不同时刻的电流值会存在一定波动，但该波动会处在一定范围内。若该波动过大而超范围，则意味着电机转子绕组的实时电流值可能因为匝间短路而增大。

由于所述比例绝对值代表所述实时负载值与最靠近的一个历史负载值之间的每个单位负载值的电流波动幅值，所述电流变化值则代表每个单位所述实时负载值在所述第一电流比较区间的电流波动幅值，故而当所述比例绝对值小于所述电流变化值，则可以判断所述电机转子绕组状态正常，当所述比例绝对值大于所述电流变化值，则可以判断所述电机转子绕组状态异常。

由于所述电机转子状态检测方法无需在电机外壳上安装检测探头，其通过电机的历史负载值、历史电流值、当前负载值以及当前电流值即可以判断转子绕组状态正常与否，故而其可以很方便地对电机转子绕组状态进行实时检测，解决了传统电机转子绕组状态检测方法不便于对转子绕组状态进行实时检测的问题。

在其中一个实施例中，所述根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态的具体方法还包括如下步骤：

S36，获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值。

其中，在获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值前，先剔除异常的历史电流值以及与所述异常的历史电流值相对应的历史负载值，以更加准确地对电机转子绕组状态进行实时检测。

S37，根据所述与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第二电流比较区间。

S38，判断所述实时电流值是否落在所述第二电流比较区间范围内，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

通过判断所述实时电流值是否落在所述第二电流比较区间范围内，可以进一步对电机转子绕组状态进行实时检测。

在其中一个实施例中，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种电机转子状态检测方法。

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 (9)

1.一种电机转子状态检测系统，其特征在于，所述电机转子状态检测系统包括：

历史数据储存模块，用于存储电机转子绕组的多个历史电流值以及与多个所述历史电流值相对应的历史负载值；

第一获取模块，用于获取当前电机转子绕组的实时电流值以及与所述实时电流值相对应的实时负载值；

检测分析模块，用于根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态。

2.如权利要求1所述的一种电机转子状态检测系统，其特征在于，所述检测分析模块包括：

第一设置单元，用于获取处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值，根据所述处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第一电流比较区间，并根据所述第一电流比较区间获取每个单位所述实时负载值在所述第一电流比较区间的电流变化值；

判断单元，用于计算所述实时负载值与处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值之间的差值绝对值，计算数值最小的所述差值绝对值对应的所述历史负载值与所述实时负载值之间的负载差值以及所述历史负载值的所述历史电流值与所述实时负载值的所述实时电流值之间的电流差值，计算所述负载差值与所述电流差值之间的比例绝对值并判断所述比例绝对值是否小于所述电流变化值，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

3.如权利要求2所述的一种电机转子状态检测系统，其特征在于，所述检测分析模块还包括：

第二设置单元，用于获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值，并根据所述与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第二电流比较区间；

其中，所述判断单元还用于判断所述实时电流值是否落在所述第二电流比较区间范围内，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

4.如权利要求3所述的一种电机转子状态检测系统，其特征在于，所述检测分析模块还包括：

预处理单元，用于在获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值前，剔除异常的历史电流值以及与所述异常的历史电流值相对应的历史负载值。

5.一种电机转子状态检测方法，其特征在于，所述电机转子状态检测方法包括如下步骤：

存储电机转子绕组的多个历史电流值以及与多个所述历史电流值相对应的历史负载值；

获取当前电机转子绕组的实时电流值以及与所述实时电流值相对应的实时负载值；

根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态。

6.如权利要求5所述的一种电机转子状态检测方法，其特征在于，所述根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态的具体方法包括如下步骤：

获取处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值；

根据所述处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第一电流比较区间；

根据所述第一电流比较区间获取每个单位所述实时负载值在所述第一电流比较区间的电流变化值；

计算所述实时负载值与处于所述实时负载值的正负值范围内的所述历史负载值之间的差值绝对值；

计算数值最小的所述差值绝对值对应的所述历史负载值与所述实时负载值之间的负载差值以及所述历史负载值的所述历史电流值与所述实时负载值的所述实时电流值之间的电流差值；

计算所述负载差值与所述电流差值之间的比例绝对值并判断所述比例绝对值是否小于所述电流变化值，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

7.如权利要求6所述的一种电机转子状态检测方法，其特征在于，所述根据所述历史电流值、所述历史负载值、所述实时电流值以及所述实时负载值检测分析所述电机转子绕组的状态的具体方法还包括如下步骤：

获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值；

根据所述与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值设置第二电流比较区间；

判断所述实时电流值是否落在所述第二电流比较区间范围内，若是，判断所述电机转子绕组状态正常，若否，则判断所述电机转子绕组状态异常。

8.如权利要求7所述的一种电机转子状态检测方法，其特征在于，在获取与所述实时负载值相等的所述历史负载值相对应的所述历史电流值前，先剔除异常的历史电流值以及与所述异常的历史电流值相对应的历史负载值。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5-8任意一项所述的一种电机转子状态检测方法。

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