WO2022056980A1 - 获取电机静态阻抗的方法、电机监控系统、设备和介质 - Google Patents
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Abstract
一种获取电机静态阻抗的方法、电机监控系统、设备和介质,该方法包括:获取目标帧的目标电压和目标电流,根据目标电压和目标电流计算目标帧的目标阻抗(S101);当目标帧不为初始帧时,根据目标阻抗和偏置电阻计算电机在目标帧内的实时静态阻抗(S103),其中,偏置电阻是根据电机的静态电阻和电机的初始阻抗获取的。该方法可以有效提升获取的实时静态阻抗的准确性。
Description
本发明涉及电机技术领域,尤其涉及获取电机静态阻抗的方法、电机监控系统、设备和介质。
电机作为一种利用电磁感应的动力设备,异常的工作状态可能会带来较大的风险,对于电机的工作状态的实时追踪监控是十分重要的。通过对电机线圈的静态电阻的追踪便可得知电机内部的发热状况,从而实现电机工作状态的判断。当静态电阻持续增大时,可以判断出电机内部温度持续上升,预警电机工作出现异常时刻,达到电机实时保护的目的。
传统的电压比电流的电阻计算方法,在小电压与小电流工作条件下,受到环境条件影响很大。电压或电流采集设备的不稳定,较小的采集偏置或波动,会引入很大的计算无误差,导致计算结果不准。
基于此,有必要针对上述问题,提出了获取电机静态阻抗的方法、电机监控系统、设备和介质。
一种获取电机静态阻抗的方法,包括:获取目标帧的目标电压和目标电流,根据所述目标电压和所述目标电流计算所述目标帧的目标阻抗;当所述目标帧不为初始帧时,根据所述目标阻抗和偏置电阻计算所述电机在所述目标帧内的实时静态阻抗,其中,所述偏置电阻是根据所述电机的静态电阻和所述电机的初始阻抗获取的。
其中,所述获取目标帧的目标电压和目标电流,根据所述目标电压和所述目标电流计算所述目标帧的目标阻抗的步骤,包括:获取所述目标帧内的多个目标电压和多个目标电流,根据所述多个目标电压和所述多个目标电流计算所述目标帧内的多个采样阻抗的第一均值,将所述第一均值作为所述目标帧的目标阻抗。
其中,所述根据所述多个目标电压和所述多个目标电流计算所述目标帧内的多个采样阻抗的均值的步骤,包括:根据以下公式计算所述目标阻抗:
Ze =
sqrt(sum(u2)/sum(i2))
其中,Ze为所述目标阻抗,u为所述目标电压,i为所述目标电流。
其中,所述根据所述目标电压和所述目标电流计算所述目标帧的目标阻抗的步骤之后,包括:获取所述目标帧的相邻帧的相邻阻抗,计算所述目标阻抗与所述相邻阻抗的第二均值,将所述第二均值作为新的所述目标阻抗。
其中,所述获取所述目标帧的相邻帧的相邻阻抗的步骤之前,包括:判断所述目标帧是否为所述初始帧,若所述目标帧不为所述初始帧,则执行所述获取所述目标帧的相邻帧的相邻阻抗的步骤。
其中,所述根据所述目标阻抗和偏置电阻计算所述电机在所述目标帧内的实时静态阻抗步骤之前,包括:将所述目标帧为初始帧时的所述目标阻抗作为所述初始阻抗,获取所述电机的静态电阻,根据所述初始帧的初始阻抗和所述静态电阻计算出所述电机的偏置电阻。
其中,所述根据所述目标阻抗和所述偏置电阻计算所述电机在所述目标帧内的实时静态阻抗的步骤之后,包括:记录每个所述目标帧的目标电阻,判断所述目标电阻是否处于增大趋势;若所述目标电阻处于增大趋势,则发出预警信息。
一种电机监控系统,包括:获取模块,用于获取目标帧的目标电压和目标电流,根据所述目标电压和所述目标电流计算所述目标帧的目标阻抗;实时模块,用于当所述目标帧不为初始帧时,根据所述目标阻抗和偏置电阻计算所述电机在所述目标帧内的实时静态阻抗,其中,所述偏置电阻是根据所述电机的静态电阻和所述电机的初始阻抗获取的。
一种电机监控设备,包括:处理器和存储器,所述处理器耦接所述存储器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序以实现如上所述的方法。
一种存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序能够被处理器执行以实现如上所述的方法。
采用本发明实施例,具有如下有益效果:
通过根据初始帧的初始阻抗和电机的静态电阻计算出电机的偏置电阻,根据对每一帧内的目标电压和目标电流进行计算,获取每一帧的实时目标阻抗,将目标阻抗与偏置电阻相减,获取电机在每一帧的实时静态阻抗,可以有效提升获取的静态阻抗的准确率。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有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发明的一些实施例,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。
其中:
图1是本发明提供的获取电机静态阻抗的方法的第一实施例的流程示意图;
图2是本发明提供的获取电机静态阻抗的方法的第二实施例的流程示意图;
图3是本发明提供的获取电机静态阻抗效果示意图
图4是本发明提供的获取电机静态阻抗的方法的第三实施例的流程示意图;
图5是本发明提供的电机监控系统的一实施例的结构示意图;
图6是本发明提供的电机监控设备的一实施例的结构示意图;
图7是本发明提供的可读存储介质的一实施例的结构示意图。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
传统的电压比电流的电阻计算方法,在小电压与小电流工作条件下,受到环境条件影响很大。电压或电流采集设备的不稳定,较小的采集偏置或波动,会引入很大的计算无误差,导致计算结果不准。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种获取电机静态阻抗的方法,能够准确获取电机的静态实时电阻。
请参阅图1,图1是本发明提供的获取电机静态阻抗的方法的第一实施例的流程示意图。本发明提供的获取电机静态阻抗的方法包括如下步骤:
S101:获取目标帧的目标电压和目标电流,根据目标电压和目标电流计算目标帧的目标阻抗。
在一个具体的实施场景中,当电机处于工作状态时,电机的电压信号和电流信号处于持续的可获取状态。分帧采集电机两端的电压和电流,获取每一帧的电压和电流,将当前帧作为目标帧,获取电机在目标帧内的目标电压和目标电流。根据电阻=电压/电流的公式,可以计算出目标电压和目标电流对应的目标阻抗。
进一步地,采样周期小于一帧的时长,则在每一帧中均可以采样获取多个目标电压和多个目标电流,根据多个目标电压和多个目标电流可以计算出目标帧内的多个采样阻抗的第一均值,将该第一均值作为目标帧的目标阻抗。
例如,可以将多个目标电压和多目标电流一一对应,分别计算出多个采样阻抗,计算该多个采样阻抗的平均值,即为第一均值,将该第一均值作为目标帧的目标阻抗。或者可以计算多个目标电压的电压平均值和多个目标电流的电流平均值,根据电压平均值和电流平均值计算采样阻抗的平均值,即为第一均值,将该第一均值作为目标帧的目标阻抗。
在一个实施场景中,根据以下公式计算目标阻抗:
Ze =
sqrt(sum(u2)/sum(i2))
其中,Ze为目标阻抗,u为目标电压,i为目标电流。
根据上述公式可知,分别计算目标帧内的多个目标电压的平方和以及多个目标电流的平方和,将这两个平方和相除后开平方,获取第一均值,将该第一均值作为目标帧的目标阻抗。通过这种方式可以有效去除多个目标电压或多个目标电流中的误差。
S102:将目标帧为初始帧时的目标阻抗为作为初始阻抗,获取电机的静态电阻,根据初始帧的初始阻抗和静态电阻计算出电机的偏置电阻。
在一个具体的实施场景中,当目标帧为初始帧时,该目标阻抗为初始阻抗。获取电机的静态电阻,该静态电阻为电机相关的值,可通过测量相关参数获取,例如计算电机内所有电阻的阻值之和获取,在本实施场景中,可以预先获取。初始阻抗减去静态电阻,可以获取电机的偏置电阻。在理想状态下,初始阻抗与静态电阻相等,但是在实际使用情况中,由于摩擦、误差等各种问题,使得初始阻抗比静态电阻更大,且偏置电阻为与电机相关的值,在电机使用过程中不发生变化。
S103:当目标帧不为初始帧时,根据目标阻抗和偏置电阻计算电机在目标帧内的实时静态阻抗。
在一个具体的实施场景中,当目标帧不为初始帧时,根据目标阻抗和偏置电阻计算电机在目标帧内的实时静态阻抗,用目标帧的目标阻抗减去偏置电阻,即可获取电机在目标帧的实时静态阻抗。
通过上述描述可知,在本实施例中,通过根据初始帧的初始阻抗和电机的静态电阻计算出电机的偏置电阻,根据对每一帧内的目标电压和目标电流进行计算,获取每一帧的实时目标阻抗,将目标阻抗与偏置电阻相减,获取电机在每一帧的实时静态阻抗,可以有效提升获取的静态阻抗的准确率。
请参阅图2,图2是本发明提供的获取电机静态阻抗的方法的第二实施例的流程示意图。本发明提供的获取电机静态阻抗的方法包括如下步骤:
S201:获取目标帧的目标电压和目标电流,根据目标电压和目标电流计算目标帧的目标阻抗。
在一个具体的实施场景中,步骤S201与本发明提供的获取电机静态阻抗的方法的第一实施例中的步骤S101基本一致,此处不再进行赘述。
S202:判断目标帧是否为初始帧。若是,执行步骤S203。若否,执行步骤S204。
在一个具体的实施场景中,判断目标帧是否为初始帧,例如可以从获取目标帧的时间,或者获取的次数判断目标帧是否为初始帧。
S203:将目标阻抗作为初始阻抗,获取电机的静态电阻,根据初始帧的初始阻抗和静态电阻计算出电机的偏置电阻。
在一个具体的实施场景中,步骤S203与本发明提供的获取电机静态阻抗的方法的第一实施例中的步骤S102基本一致,此处不再进行赘述。
S204:获取目标帧的相邻帧的相邻阻抗,计算目标阻抗与相邻阻抗的第二均值,将第二均值作为新的目标阻抗。
在一个具体的实施场景中,获取目标帧的相邻帧,该相邻帧可以是目标帧的前一帧和/或后一帧,计算目标阻抗和相邻帧的相邻阻抗的第二均值,将第二均值作为目标帧的目标阻抗。将第二均值作为目标帧的目标阻抗,可以有效避免采集时的误差,从而引起计算出的实时静态阻抗的波动。
进一步地,根据以下公式计算目标阻抗:
Z(n)=(Ze(n-1)+
Ze(n)+ Ze(n+1))/3
其中,Z(n)为第二均值,即新的目标阻抗,Ze(n)为目标帧的目标阻抗,Ze(n-1)为目标帧的前一帧的目标阻抗,Ze(n+1)为目标帧的后一帧的目标阻抗。
S205:根据目标阻抗和偏置电阻计算电机在目标帧内的实时静态阻抗。
在一个具体的实施场景中,步骤S205与本发明提供的获取电机静态阻抗的方法的第一实施例中的步骤S103基本一致,此处不再进行赘述。
请结合参阅图3,图3是本发明提供的获取电机静态阻抗效果示意图。根据图3可知,经过步骤S204后,第二均值的曲线比原始曲线要更为平滑,将第二均值的曲线减去偏置电阻,可以获取实时静态阻抗的曲线。
通过上述描述可知,在本实施例中,通过计算目标阻抗与相邻阻抗的第二均值,将第二均值作为新的目标阻抗,可以有效避免采集时的误差,从而引起计算出的实时静态阻抗的波动,进一步提升计算的准确率。
请参阅图4,图4是本发明提供的获取电机静态阻抗的方法的第三实施例的流程示意图。本发明提供的获取电机静态阻抗的方法包括如下步骤:
S401:获取目标帧的目标电压和目标电流,根据目标电压和目标电流计算目标帧的目标阻抗。
S402:当目标帧为初始帧时,目标阻抗为初始阻抗,获取电机的静态电阻,根据初始帧的初始阻抗和静态电阻计算出电机的偏置电阻。
S403:当目标帧不为初始帧时,根据目标阻抗和偏置电阻计算电机在目标帧内的实时静态阻抗。
在一个具体的实施场景中,步骤S401-S403与本发明提供的获取电机静态阻抗的方法的第一实施例中的步骤S101-S103基本一致,此处不再进行赘述。
S404:记录每个目标帧的目标电阻或实时静态阻抗,判断目标电阻或实时静态阻抗是否处于增大趋势。若是,执行步骤S405。
在一个具体的实施场景中,记录电机在每个目标帧的目标电阻或实时静态阻抗,判断目标电阻或实时静态阻抗是否处于增大趋势,具体地,可以把每个目标帧的目标电阻或者实时静态电阻与前一帧的目标电阻和实时静态电阻相减,判断获取的差值是否为正数。
S405:发出预警信息。
在一个具体的实施场景中,当目标电阻或静态电阻持续增大时,可以判断出电机内部温度持续上升,那么向用户发出预警信息,例如可以向用户使用的移动终端发送预警信息,或者可以通过声光报警,以提示用户电机工作出现异常时刻,达到电机实时保护的目的。
通过上述描述可知,在本实施例中通过记录每个目标帧的目标电阻或实时静态阻抗,判断目标电阻或实时静态阻抗是否处于增大趋势,当目标电阻或静态电阻持续增大时,可以判断出电机内部温度持续上升,向用户发出预警信息,可以有效提升电机使用的安全性。
请参阅图5,图5是本发明提供的电机监控系统的一实施例的结构示意图。电机监控系统10包括获取模块11、计算模块12、实时模块13。
获取模块11用于获取目标帧的目标电压和目标电流,根据目标电压和目标电流计算目标帧的目标阻抗。计算模块12用于当目标帧为初始帧时,目标阻抗为初始阻抗,获取电机的静态电阻,根据初始帧的初始阻抗和静态电阻计算出电机的偏置电阻。实时模块13用于当目标帧不为初始帧时,根据目标阻抗和偏置电阻计算电机在目标帧内的实时静态阻抗。
获取模块11还用于获取目标帧内的多个目标电压和多个目标电流,根据多个目标电压和多个目标电流计算目标帧内的多个采样阻抗的第一均值,将第一均值作为目标帧的目标阻抗。
获取模块11还用于根据以下公式计算目标阻抗:
Ze =
sqrt(sum(u2)/sum(i2))
其中,Ze为目标阻抗,u为目标电压,i为目标电流。
获取模块11还用于获取目标帧的相邻帧的相邻阻抗,计算目标阻抗与相邻阻抗的第二均值,将第二均值作为新的目标阻抗。
获取模块11还用于判断目标帧是否为初始帧,若目标帧不为初始帧,则执行获取目标帧的相邻帧的相邻阻抗的步骤。
获取模块11还用于根据以下公式计算目标阻抗:
Z(n)=(Ze(n-1)+
Ze(n)+ Ze(n+1))/3
其中,Z(n)为第二均值,Ze(n)为目标阻抗,Ze(n-1)为目标帧的前一帧的目标阻抗,Ze(n+1)为目标帧的后一帧的目标阻抗。
实时模块13还用于记录每个目标帧的目标电阻或实时静态阻抗,判断目标电阻或实时静态阻抗是否处于增大趋势;若目标电阻或实时静态阻抗处于增大趋势,则发出预警信息。
通过上述描述可知,本实施例中电机监控系统通过根据初始帧的初始阻抗和电机的静态电阻计算出电机的偏置电阻,根据对每一帧内的目标电压和目标电流进行计算,获取每一帧的实时目标阻抗,将目标阻抗与偏置电阻相减,获取电机在每一帧的实时静态阻抗,通过计算目标阻抗与相邻阻抗的第二均值,将第二均值作为新的目标阻抗,可以有效避免采集时的误差,从而引起计算出的实时静态阻抗的波动,进一步提升计算的准确率。
请参阅图6,图6是本发明提供的电机监控设备的一实施例的结构示意图。电机监控设备20包括处理器21、存储器22。处理器21耦接存储器22。存储器22中存储有计算机程序,处理器21在工作时执行该计算机程序以实现如图1、图2和图4所示的方法。详细的方法可参见上述,在此不再赘述。
通过上述描述可知,本实施例中电机监控设备通过根据初始帧的初始阻抗和电机的静态电阻计算出电机的偏置电阻,根据对每一帧内的目标电压和目标电流进行计算,获取每一帧的实时目标阻抗,将目标阻抗与偏置电阻相减,获取电机在每一帧的实时静态阻抗,通过计算目标阻抗与相邻阻抗的第二均值,将第二均值作为新的目标阻抗,可以有效避免采集时的误差,从而引起计算出的实时静态阻抗的波动,进一步提升计算的准确率。
请参阅图7,图7是本发明提供的可读存储介质的一实施例的结构示意图。可读存储介质30中存储有至少一个计算机程序31,计算机程序31用于被处理器执行以实现如图1、图2、图4所示的方法,详细的方法可参见上述,在此不再赘述。在一个实施例中,可读存储介质30可以是终端中的存储芯片、硬盘或者是移动硬盘或者优盘、光盘等其他可读写存储的工具,还可以是服务器等等。
通过上述描述可知,本实施例中的可读存储介质中的计算机程序可以用于根据初始帧的初始阻抗和电机的静态电阻计算出电机的偏置电阻,根据对每一帧内的目标电压和目标电流进行计算,获取每一帧的实时目标阻抗,将目标阻抗与偏置电阻相减,获取电机在每一帧的实时静态阻抗,通过计算目标阻抗与相邻阻抗的第二均值,将第二均值作为新的目标阻抗,可以有效避免采集时的误差,从而引起计算出的实时静态阻抗的波动,进一步提升计算的准确率。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)
DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
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。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
- 一种获取电机静态阻抗的方法,其特征在于,包括:获取目标帧的目标电压和目标电流,根据所述目标电压和所述目标电流计算所述目标帧的目标阻抗;当所述目标帧不为初始帧时,根据所述目标阻抗和偏置电阻计算所述电机在所述目标帧内的实时静态阻抗,其中,所述偏置电阻是根据所述电机的静态电阻和所述电机的初始阻抗获取的。
- 根据权利要求1所述的获取电机静态阻抗的方法,其特征在于,所述获取目标帧的目标电压和目标电流,根据所述目标电压和所述目标电流计算所述目标帧的目标阻抗的步骤,包括:获取所述目标帧内的多个目标电压和多个目标电流,根据所述多个目标电压和所述多个目标电流计算所述目标帧内的多个采样阻抗的第一均值,将所述第一均值作为所述目标帧的目标阻抗。
- 根据权利要求2所述的获取电机静态阻抗的方法,其特征在于,所述根据所述多个目标电压和所述多个目标电流计算所述目标帧内的多个采样阻抗的均值的步骤,包括:根据以下公式计算所述目标阻抗:Ze = sqrt(sum(u2)/sum(i2))其中,Ze为所述目标阻抗,u为所述目标电压,i为所述目标电流。
- 根据权利要求1所述的获取电机静态阻抗的方法,其特征在于,所述根据所述目标电压和所述目标电流计算所述目标帧的目标阻抗的步骤之后,包括:获取所述目标帧的相邻帧的相邻阻抗,计算所述目标阻抗与所述相邻阻抗的第二均值,将所述第二均值作为新的所述目标阻抗。
- 根据权利要求4所述的获取电机静态阻抗的方法,其特征在于,所述获取所述目标帧的相邻帧的相邻阻抗的步骤之前,包括:判断所述目标帧是否为所述初始帧,若所述目标帧不为所述初始帧,则执行所述获取所述目标帧的相邻帧的相邻阻抗的步骤。
- 根据权利要求1所述的获取电机静态阻抗的方法,其特征在于,所述根据所述目标阻抗和偏置电阻计算所述电机在所述目标帧内的实时静态阻抗步骤之前,包括:将所述目标帧为初始帧时的所述目标阻抗作为所述初始阻抗,获取所述电机的静态电阻,根据所述初始帧的初始阻抗和所述静态电阻计算出所述电机的偏置电阻。
- 根据权利要求1所述的获取电机静态阻抗的方法,其特征在于,所述根据所述目标阻抗和所述偏置电阻计算所述电机在所述目标帧内的实时静态阻抗的步骤之后,包括:记录每个所述目标帧的所述目标电阻或所述实时静态阻抗,判断所述目标电阻或所述实时静态阻抗是否处于增大趋势;若所述目标电阻或所述实时静态阻抗处于增大趋势,则发出预警信息。
- 一种电机监控系统,其特征在于,包括:获取模块,用于获取目标帧的目标电压和目标电流,根据所述目标电压和所述目标电流计算所述目标帧的目标阻抗;实时模块,用于当所述目标帧不为初始帧时,根据所述目标阻抗和偏置电阻计算所述电机在所述目标帧内的实时静态阻抗,其中,所述偏置电阻是根据所述电机的静态电阻和所述电机的初始阻抗获取的。
- 一种电机监控设备,其特征在于,包括:处理器和存储器,所述处理器耦接所述存储器,所述存储器中存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序以实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
- 一种存储介质,其特征在于,存储有计算机程序,所述计算机程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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