CN115790926A - 一种电动机组的转矩测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电动机组的转矩测量方法，该方法包括：在电动机内部设置转矩传感器，转矩传感器包括多组应变电阻，每组应变电阻至少包括两个应变电阻，两个应变电阻分别设置在电动机传动轴的两侧；当电动机传动轴运动时，应变电阻阻值发生变化，转矩传感器输出每组应变电阻的变化的电压信号；根据多组应变电阻的变化的电压信号计算电动机的转矩数值；将转矩数值保存至数据库中，并在数据库中查找畸变的转矩数值并标识。本申请实现了对在复杂工业环境中的运动电动机进行准确、实时的转矩测量，并能够识别畸变的转矩数据，对可能发生的事故进行前期的自动化智能识别，大幅提高了电动机工作的安全性。

Description

一种电动机组的转矩测量方法及装置

技术领域

本申请涉及转矩测量技术领域，更具体地，涉及一种电动机组的转矩测量方法及装置。

背景技术

随着水利工程的发展，电动机组的大规模化已经有了明显的趋势。作为旋转电动机最重要的工作参数之一，电动机转矩关系到旋转电动机的工作安全和使用寿命，常用于判断电动机工作状态的健康与否，对监控电动机的性能和使用状态有着重要意义，然而，工程师对单一电动机转矩的测量无法完全照搬进大规模电动机组的监测中。现有对大规模电动机组的转矩的测量还处在比较原始的阶段，其不足之处在于：

1.用于测量转矩的传感器不准，且往往在电动机制造后后期加装在电动机外侧，安装不牢固，常常因为工作环境的恶劣，如潮湿、强电磁变化与高频振动等而发生损坏。其提供的转矩数据既不准确又不连续，并且无法识别畸变转矩，不适用于实际工程。

2.仍然继承单电动机的工作模式，对每个电动机搭建自己的监测显示屏，各电动机的转矩数据只保存在各电动机自己的监测显示屏。在实际工程中，转矩数据需要工作人员亲自下地，逐一记录。数据采集过程不能做到实时、方便，难以符合工程规范。而使用数据电缆将转矩数据实时传输到总机的技术方案因为大规模电动机组的布线结构复杂、布线环境恶劣仍然难以稳定可靠地长期实现，无法普及使用。

3.采集的转矩数据杂乱无序，需要对采集的大量转矩数据进行人为处理，耗费高人力成本和高时间成本，且处理不具有时效性，回报率低，使得很多事故不能被防患于未然，造成巨大的经济损失。

电动机转矩作为监控电动机工作状态的参数，任何导致电动机工作不健康的因素都会对造成电动机转矩畸变，比如：当负载转矩出现意外的变化时，电动机的电磁转矩也要随之畸变；电动机由电网供电，电网产生的波动，影响电动机输入电压，进而影响电动机的电磁特性改变其转矩；电动机内部材料发生变化，比如定、转子的断裂会影响其励磁性、定、转子绕组的老化会改变其电导率，这些都会影响到电动机的电磁特性进而改变转矩。

对于负荷同一工作的电动机组，组内各电动机在空间上相互接近，电路上相互连接，工作中相互影响。当一台电动机出现问题时，如若不能及时发现，可能导致整组电动机的损坏。因此，对可能发生的事故及时识别是很有必要的。作为监控电动机健康状态的重要参数，如何准确、连续、实时、便利、智慧地测量大规模乃至超大规模电动机组的电动机转矩并识别发生畸变的转矩数值成为亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种电动机组的转矩测量方法及装置，实现了对在复杂工业环境中的运动电动机进行准确、实时的转矩测量。

为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种电动机组的转矩测量方法，该方法包括：

在电动机内部设置转矩传感器，所述转矩传感器包括多组应变电阻，每组应变电阻至少包括两个应变电阻，所述两个应变电阻分别设置在电动机传动轴的两侧；

当电动机传动轴运动时，所述应变电阻阻值发生变化，所述转矩传感器输出每组应变电阻的变化的电压信号；

根据多组应变电阻的变化的电压信号计算电动机的转矩数值；

将所述转矩数值保存至数据库中，并在数据库中查找畸变的转矩数值并标识。

进一步地，上述电动机组的转矩测量方法，其中，转矩传感器还包括电源以及多个电桥电阻，其中，应变电阻为具有弹性形变的电阻元件；

当每组应变电阻为两个应变电阻时，第i组所述应变电阻输出的电压ΔU_i和应变电阻变化的电阻

满足

其中，U为该电路的供电电源电压值，R为电桥电阻阻值。

进一步地，上述电动机组的转矩测量方法，其中，所述根据多组应变电阻的变化的电压信号与应变电阻的阻值计算电动机的转矩数值，具体包括：

当每组应变电阻为两个应变电阻时，第i组所述应变电阻所受应变ε_i与应变电阻阻值变化ΔR_i满足ε_i＝f(ΔR_i)；

根据多组应变电阻的电压信号ΔU_i计算多组电动机的原始转矩数值

其中，T_i表示传动轴上第i组应变电阻测得的电动机的转矩数据，d为传动轴直径，G为传动轴材料切变弹性模量；

对p组应变电阻测得的转矩数值取平均来减小误差，电动机最终的转矩为

其中，1≤i≤p。

进一步地，上述电动机组的转矩测量方法，其中，所述将所述转矩数值保存至数据库中，并在数据库中查找畸变的转矩数值并标识，具体包括：

对每台电动机的所述转矩数值进行排序编号，并以矩阵T_present＝[T_pij]_m×n保存在数据库中，其中，T_pij表示位于电动机组中第i行，第j列的电动机的实时转矩数值，电动机组内共有m×n台电动机；

定义对电动机组中第i行，第j列的电动机为(i，j)号机。计算(i，j)号机的畸变率为

其中，∈_rij为第i行，第j列的电动机的畸变率，且对(i，j)号机的畸变率∈_rij的约束条件为

进一步地，上述电动机组的转矩测量方法，其中，还包括：

在所述矩阵T_present＝[T_pij]_m×n中，扩充第0行与第m行电动机的畸变率∈_r0j、∈_rmj和第0行与第n列电动机的畸变率∈_ri0、∈_rin分别为

其中，对(i，j)号机的畸变率∈_rij的约束条件为

进一步地，上述电动机组的转矩测量方法，其中，遍历所述电动机组中的每一台电动机，分别求得每台电动机的畸变率∈_rij，得到误差矩阵∈_r＝[∈_rij]_m×n；

计算∈_r的二阶子式

当满足

时，判定(i，j)号电动机的转矩数据发生畸变，并标记其编号，其中，α为标准畸变率。

进一步地，上述电动机组的转矩测量方法，其中，还包括：

选取所述电动机组上一时刻的转矩矩阵T_last＝[T_luv]_m×n，其中，T_luv表示编号为(u，v)的电动机上一时刻的转矩参数；

分别对当前时刻的转矩矩阵T_present和上一时刻的转矩矩阵T_last进行平均化并去掉量纲，即

其中，

表示当前时刻电动机组内电动机的平均转矩，

表示上一时刻电动机组内电动机的平均转矩；

计算当前时刻电动机组内电动机的平均转矩于下一时刻电动机组内电动机的平均转矩的差值矩阵

其中，差值矩阵

储存了电动机组内所有电动机在当前时刻转矩的变化信息，

表示编号为(u，v)的电动机在这当前时刻转矩的变比，

进一步地，上述电动机组的转矩测量方法，其中，遍历所述

中的每个元素，得到转矩变比的最大值

和最小值

并对差值矩阵的每一个元素进行归一化处理

并得到归一化差值矩阵

其中，

为归一化后的转矩畸变程度，

为归一化的差值矩阵，且

当所述归一化差值矩阵

中的每个元素

时，判定编号为(u，v)的电动机发生转矩畸变，其中β为电动机标准畸变程度。

按照本发明的第二个方面，还提供了一种电动机组的转矩测量装置，该装置包括转矩传感器、数据计算模块与智能处理模块；其中，

所述转矩传感器设置于电动机内部，所述转矩传感器包括多组应变电阻，每组应变电阻至少包括两个应变电阻，所述两个应变电阻分别设置在电动机传动轴的两侧；当电动机传动轴转动时，所述应变电阻阻值发生变化，所述转矩传感器用于采集并输出每组应变电阻的变化的电压信号；

所述数据计算模块与所述转矩传感器连接，用于接收所述多组应变电阻的变化的电压信号并计算电动机的转矩数值；

所述智能处理模块包括数据库，所述智能处理模块用于接收所述转矩数值并保存至数据库中，并在数据库中查找畸变的转矩数值并标识。

进一步地，上述电动机组的转矩测量装置，其中，还包括无线传输模块，所述无线传输模块包括发送模块与接收模块，所述发送模块与所述数据计算模块连接，用于获取所述数据计算模块输出的转矩数值；

所述接收模块与所述发送模块连接，用于接收所述发送模块上传的转矩数值，并上传至所述智能处理模块。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本发明提供的电动机组的转矩测量方法及装置，通过将多组应变电阻装附在电动机内部传动轴上，并将采集的电压信号转化为电动机的转矩数值，实现了对在复杂工业环境中的运动电动机进行准确、实时的转矩测量。

(2)采用本发明提供的电动机组的转矩测量方法及装置，在测量转矩的同时，通过对转矩数据的比对分析，识别畸变的转矩数据，对可能发生的事故进行前期的自动化智能识别，大幅提高了电动机工作的安全性，有效避免了更经济损失甚至工作人员的安全损失；

(3)采用本发明提供的电动机组的转矩测量方法及装置，借助蓝牙5.2技术，能够集中以上位机为中心、以300m为半径的圆中的电动机组的转矩数据，为大规模电动机组的工作人员提供了实时、方便的测量条件，为超大规模电动机组的便利监测提供了可能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需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为本申请实施例提供的一种电动机组的转矩测量方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的转矩传感器电路结构示意图；

图3为本申请实施例提供的识别畸变转矩方法的流程示意图；

图4本实施例提供的为电动机组的转矩测量装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

一方面，本申请提供了一种电动机组的转矩测量方法，能够准确、连续、实时地测量超大规模电动机组的转矩数据。图1为本申请实施例提供的一种电动机组的转矩测量方法的流程示意图，请参阅图1，该方法包括：

(1)在电动机内部设置转矩传感器，图2为本申请实施例提供的转矩传感器电路结构示意图，转矩传感器包括多组应变电阻，电源以及多个电桥电阻，每组应变电阻至少包括两个应变电阻，两个应变电阻分别设置在电动机传动轴的两侧。其中，应变电阻为具有弹性形变的电阻元件。

在一个具体的实施例中，当每组应变电阻为两个应变电阻时，第i组应变电阻输出的电压ΔU_i和应变电阻变化的电阻

满足：

其中，U为该电路的供电电源电压值，R为电桥电阻阻值。

(2)当电动机传动轴运动时，应变电阻阻值发生变化，转矩传感器输出每组应变电阻的变化的电压信号；

将运动中的电动机传动轴为一等截面圆柱形扭轴，忽略应变电阻对传动轴旋转的影响，则电动机传动轴形变为

其中，φ为传动轴的扭转角，T为转矩，l为传动轴总长度，d为传动轴直径，G为传动轴材料切变弹性模量；

传动轴应力为

其中，τ为传动轴表面的剪切应力。

电动机传动轴表面上与轴母线成45°夹角的螺旋线上应变为

同理，可得

其中，ε_45°与ε_135°为传动轴表面与轴母线成45°、135°夹角的螺旋线上的主应变值，也为附着在传动轴上与轴母线成45°、135°夹角的螺旋线上的应变电阻所受应变值。

在一个具体的实施例中，当每组应变电阻为两个应变电阻时，第i组应变电阻所受应变ε_i与应变电阻阻值变化ΔR_i满足

ε_i＝f(ΔR_i)

(3)根据多组应变电阻的电压信号

计算多组电动机的原始转矩数值：

其中，|T_i|为第i组应变电阻测得的电动机的转矩数据，d为传动轴直径，G为传动轴材料切变弹性模量。

对p组应变电阻测得的转矩数值取平均来减小误差，电动机最终的转矩为

其中，

表示传感器对原始转矩的平均值，T_i表示传动轴上第i组应变电阻测得的转矩。

进一步地，借助蓝牙5.2技术，并基于EATT协议构建发送模块与接收模块，能够实现300m距离以内的无障碍通讯，发送模块安装于每台电动机的一侧，用于获取电动机的转矩数值，接收模块与发送模块连接，用于接收发送模块上传的转矩数值。

(4)将转矩数值保存至数据库中，并在数据库中查找畸变的转矩数值并标识。

图3为本申请实施例提供的识别畸变转矩方法的流程示意图，请参阅图3。具体地，汇总接收发送模块上传的所有转矩数值，并对这些转矩数据进行排序编号，并以矩阵T_present＝[T_pij]_m×n保存在数据库中，其中，T_pij表示位于电动机组中第i行，第j列的电动机的实时转矩数值，电动机组内共有m×n台电动机。通过查询T_present内的转矩值，分析是否有电动机传出畸变的转矩数值，具体方法为：

定义对电动机组中第i行，第j列的电动机为(i，j)号机。定义(i，j)号机的畸变率为：

其中，∈_rij为第i行，第j列的电动机的畸变率，且对(i，j)号机的畸变率∈_rij的约束条件为

易于理解地，∈_rij一定程度表示了编号(i，j)、(i,j+1)、(i+1，j)与(i+1，j+1)的电动机转矩的相关性，即：当T_pi(j+1)、T_p(i+1)j与T_p(i+1)(j+1)三者相差不大时，T_pij与T_pi(j+1)、T_p(i+1)j和T_p(i+1)(j+1)越接近，畸变率∈_rij越小。

特殊地，当

时，∈_rij有极小值0，此为理想状态下的畸变率。

上述判断方法已经能用于寻找传出畸变转矩的电动机了，但是由于上述约束使得编号位于边缘的电动机仍然不能计算畸变率。

进一步地，在矩阵T_present＝[T_pij]_m×n中，扩充第0行与第m行电动机的畸变率∈_r0j、∈_rmj和第0行与第n列电动机的畸变率∈_ri0、∈_rin分别为：

其中，对(i，j)号机的畸变率∈_rij的约束条件为

其中，i＝0或j＝0的情况仅仅在上式中可能出现，在现实中并不存在。

遍历电动机组中的每一台电动机，分别求得每台电动机的畸变率∈_rij，得到误差矩阵：

∈_r＝[∈_rij]_m×n

∈_r提供了整个电动机组所有电动机其转矩的相关性信息。

这里使用一种通过取∈_r的二阶子式来寻找传出畸变转矩的电动机的简易方法，假如对于∈_r的某二阶子式：

有第一畸变标准：

其中，α为标准畸变率，根据使用电动机不同而定，通常在0.05～0.25之间。

当满足上述条件时，判定(i，j)号电动机的转矩数据发生畸变，并标记其编号。

特殊地，

当满足上述条件时,有∈_r＝0。此时表示电动机全部同步工作，为理想情况中的最佳状态。

进一步地，还可以通过对当前时刻的转矩矩阵T_present和上一时刻的转矩矩阵T_last进行对比分析，计算产生畸变转矩的电动机编号，具体方法如下：

选取所述电动机组上一时刻的转矩矩阵T_last＝[T_luv]_m×n，其中，T_luv表示编号为(u，v)的电动机上一时刻的转矩参数；

分别对当前时刻的转矩矩阵T_present和上一时刻的转矩矩阵T_last进行平均化并去掉量纲，即：

其中，

表示当前时刻电动机组内电动机的平均转矩，

表示上一时刻电动机组内电动机的平均转矩；

计算当前时刻电动机组内电动机的平均转矩于下一时刻电动机组内电动机的平均转矩的差值矩阵

其中，差值矩阵

储存了电动机组内所有电动机在当前时刻转矩的变化信息，

表示编号为(u，v)的电动机在这当前时刻转矩的变比，

遍历所述

中的每个元素，得到转矩变比的最大值

和最小值

并对差值矩阵的每一个元素进行归一化处理:

并得到归一化差值矩阵

其中，

为归一化后的转矩畸变程度，

为归一化的差值矩阵，且

当所述归一化差值矩阵

中的每个元素满足第二畸变标准：

判定编号为(u，v)的电动机发生转矩畸变，其中β为电动机标准畸变程度，根据使用电动机不同而定，通常在0.7～0.9之间。

另外，在实际操作中，若电动机组受工作环境过于恶劣，或运行尚未达到稳定状态的影响而产生较大的转矩波动，T_last可以用人为规定的经验转矩矩阵T_theory等价代换，处理过程不变，处理结果同样有效。

进一步地，根据第一畸变标准和第二畸变标准，对电动机组内可能发生故障的电动机进行初步分类：既不满足第一畸变标准又不满足第二畸变标准的筛选为安全状态电动机；符合第一畸变标准和第二畸变标准其中之一的，筛选为不安全状态电动机；同时符合第一畸变标准和第二畸变标准的，筛选为极不安全状态电动机。

另一方面，本申请还提供了一种电动机组的转矩测量装置，图4为本实施例提供的为电动机组的转矩测量装置结构示意图。请参阅图4，该装置包括：矩传感器、数据计算模块、无线传输模块与智能处理模块。

其中，转矩传感器设置于电动机内部，转矩传感器包括多组应变电阻，每组应变电阻至少包括两个应变电阻，两个应变电阻分别设置在电动机传动轴的两侧；当电动机传动轴转动时，应变电阻阻值发生变化，转矩传感器用于采集并输出每组应变电阻的变化的电压信号；

数据计算模块与转矩传感器连接，用于接收多组应变电阻的变化的电压信号并计算电动机的转矩数值；

无线传输模块包括发送模块与接收模块，发送模块与所述数据计算模块连接，用于获取数据计算模块输出的转矩数值；接收模块与所述发送模块连接，用于接收发送模块上传的转矩数值，并上传至智能处理模块。

借助蓝牙5.2技术，基于EATT协议构建发送模块与接收模块，能够实现300m距离以内的无障碍通讯，发送模块安装与每台电动机一侧，用于获取电动机的转矩数值，接收模块与发送模块连接，用于接收发送模块上传的转矩数值。

智能处理模块包括数据库，智能处理模块用于接收转矩数值并保存至数据库中，并在数据库中查找畸变的转矩数值并标识。智能处理模块可以实现对各个电动机数据的汇总、分析和传递。其中，在采集阶段，智能处理模块能同时接收范围内无线传输模块传来的数据；在分析阶段，智能处理模块会基于同一时刻电动机组各电动机的转矩数值，电动机转矩的历史数值和经验理论值，进行数据比对分析，在测量扭矩的同时对数据进行监督管理，第一时间计算并标注畸变的转矩数值；在传递阶段，处理模块将电动机组的转矩数据打包发送给上位总机，并报告传出了畸变转矩电动机的编号。

智能处理模块将转矩数据上传至上位机，上位机实时接收智能处理模块发送的数据，实时展示给电动机组的工作人员，并报告出现畸变转矩的电动机编号，提示工作人员检查被预警的电动机。

上位机通过显示屏显示动态变化的转矩信息，并且，处于不安全状态电动机的转矩数据被标红，处于极不安全状态电动机的转矩数据被圈中，让工作人员对电动机的工作状况一目了然，能够及时检查电动机的工作状态。

进一步地，上位机还与报警器连接，当电动机被标注为极不安全状态时，报警器发出报警信号，以警示工作人员及时处理故障。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。

以上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。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电动机组的转矩测量方法，其特征在于，包括：

在电动机内部设置转矩传感器，所述转矩传感器包括多组应变电阻，每组应变电阻至少包括两个应变电阻，所述两个应变电阻分别设置在电动机传动轴的两侧；

当电动机传动轴运动时，所述应变电阻阻值发生变化，所述转矩传感器输出每组应变电阻的变化的电压信号；

根据多组应变电阻的变化的电压信号计算电动机的转矩数值；

将所述转矩数值保存至数据库中，并在数据库中查找畸变的转矩数值并标识。

2.如权利要求1所述的电动机组的转矩测量方法，其中，转矩传感器还包括电源以及多个电桥电阻，其中，应变电阻为具有弹性形变的电阻元件；

当每组应变电阻为两个应变电阻时，第i组所述应变电阻输出的电压ΔU_i和应变电阻变化的电阻

满足

其中，U为该电路的供电电源电压值，R为电桥电阻阻值。

3.如权利要求2所述的电动机组的转矩测量方法，其中，所述根据多组应变电阻的变化的电压信号与应变电阻的阻值计算电动机的转矩数值，具体包括：

当每组应变电阻为两个应变电阻时，第i组所述应变电阻所受应变ε_i与应变电阻阻值变化ΔR_i满足ε_i＝f(ΔR_i)；

根据多组应变电阻的电压信号ΔU_i计算多组电动机的原始转矩数值

其中，T_i表示传动轴上第i组应变电阻测得的电动机的转矩数据，d为传动轴直径，G为传动轴材料切变弹性模量；

对p组应变电阻测得的转矩数值取平均来减小误差，电动机最终的转矩为

其中，1≤i≤p。

4.如权利要求1所述的电动机组的转矩测量方法，其中，所述将所述转矩数值保存至数据库中，并在数据库中查找畸变的转矩数值并标识，具体包括：

对每台电动机的所述转矩数值进行排序编号，并以矩阵T_present＝[T_pij]_m×n保存在数据库中，其中，T_pij表示位于电动机组中第i行，第j列的电动机的实时转矩数值，电动机组内共有m×n台电动机；

定义对电动机组中第i行，第j列的电动机为(i，j)号机。计算(i，j)号机的畸变率为

其中，∈_rij为第i行，第j列的电动机的畸变率，且对(i，j)号机的畸变率∈_rij的约束条件为

5.如权利要求4所述的电动机组的转矩测量方法，其中，还包括：

在所述矩阵T_present＝[T_pij]_m×n中，扩充第0行与第m行电动机的畸变率∈_r0j、∈_rmj和第0行与第n列电动机的畸变率∈_ri0、∈_rin分别为

其中，对(i，j)号机的畸变率∈_rij的约束条件为

6.如权利要求5所述的电动机组的转矩测量方法，其中，遍历所述电动机组中的每一台电动机，分别求得每台电动机的畸变率∈_rij，得到误差矩阵∈_r＝[∈_rij]_m×n；

计算∈_r的二阶子式

当满足

时，判定(i，j)号电动机的转矩数据发生畸变，并标记其编号，其中，α为标准畸变率。

7.如权利要求6所述的电动机组的转矩测量方法，其中，还包括：

选取所述电动机组上一时刻的转矩矩阵T_last＝[T_luv]_m×n，其中，T_luv表示编号为(u，v)的电动机上一时刻的转矩参数；

分别对当前时刻的转矩矩阵T_present和上一时刻的转矩矩阵T_last进行平均化并去掉量纲，即

其中，

表示当前时刻电动机组内电动机的平均转矩，

表示上一时刻电动机组内电动机的平均转矩；

计算当前时刻电动机组内电动机的平均转矩于下一时刻电动机组内电动机的平均转矩的差值矩阵

其中，差值矩阵

储存了电动机组内所有电动机在当前时刻转矩的变化信息，

表示编号为(u，v)的电动机在这当前时刻转矩的变比，

8.如权利要求7所述的电动机组的转矩测量方法，其中，遍历所述

中的每个元素，得到转矩变比的最大值

和最小值

并对差值矩阵的每一个元素进行归一化处理

并得到归一化差值矩阵

其中，

为归一化后的转矩畸变程度，

为归一化的差值矩阵，且

当所述归一化差值矩阵

中的每个元素

时，判断编号为(u，v)的电动机发生转矩畸变，其中β为电动机标准畸变程度。

9.一种电动机组的转矩测量装置，其特征在于，包括转矩传感器、数据计算模块与智能处理模块；其中，

所述转矩传感器设置于电动机内部，所述转矩传感器包括多组应变电阻，每组应变电阻至少包括两个应变电阻，所述两个应变电阻分别设置在电动机传动轴的两侧；当电动机传动轴转动时，所述应变电阻阻值发生变化，所述转矩传感器用于采集并输出每组应变电阻的变化的电压信号；

所述数据计算模块与所述转矩传感器连接，用于接收所述多组应变电阻的变化的电压信号，并计算电动机的转矩数值；

所述智能处理模块包括数据库，所述智能处理模块用于接收所述转矩数值并保存至数据库中，并在数据库中查找畸变的转矩数值并标识。

10.如权利要求9所述的电动机组的转矩测量装置，其中，还包括无线传输模块，所述无线传输模块包括发送模块与接收模块，所述发送模块与所述数据计算模块连接，用于获取所述数据计算模块输出的转矩数值；

所述接收模块与所述发送模块连接，用于接收所述发送模块上传的转矩数值，并上传至所述智能处理模块。

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