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缺相检测方法、装置、存储介质和缺相检测电路

文献发布时间:2023-06-19 18:37:28


缺相检测方法、装置、存储介质和缺相检测电路

技术领域

本发明涉及电机技术领域,具体而言,涉及一种缺相检测方法、装置、存储介质和缺相检测电路。

背景技术

在相关技术中,在电机长时间运行,或在电机处于过载状态时,电机内部的线路和端子会不可避免的产生老化,电机的相线也可能出现烧毁等问题。

当出现线路、端子老化,或相线烧毁等故障时,可能会导致电机缺相,而如果电机在缺相的情况下运转,则会导致电机运转失稳、绕组电流增大等问题,严重还会加剧电机损坏,引发漏电、起火等风险。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此,本发明的第一方面提出一种缺相检测方法。

本发明的第二方面提出一种缺相检测装置。

本发明的第三方面提出一种缺相检测装置。

本发明的第四方面提出一种可读存储介质。

本发明的第五方面提出一种计算机程序产品。

本发明的第六方面提出一种缺相检测电路。

有鉴于此,本发明的第一方面提供了一种缺相检测方法,应用于电机,电机包括三相绕组,缺相检测方法包括:

向三相绕组中的至少两相绕组施加预设电流;采集至少两相绕组的检测电流值;根据检测电流值和预设电流的电流值确定电机的缺相状态。

在该技术方案中,电机可以是BLDC(Brushless Direct Current Motor,无刷直流电机),由于BLDC电机的无刷结构,因此运转时的摩擦力大大减小,运行更加顺畅,运行噪音也相对更低。

但随着BLDC电机运行时间增加,电机的线路和端子,尤其是电机各相绕组的相线可能会由于老化、高温过载等因素导致损坏,最终导致电机缺相。其中,电机缺相指的是电机的三相绕组中,存在至少一项绕组由于线缆损毁、接头老化等原因,导致该相绕组断路的情况。如果电机在缺相的情况下启动,会导致电机运行失稳,还会导致断路的绕组之外的正常绕组的电流增加,会进一步加剧电机损坏的情况,严重时还可能会引发漏电、起火等风险。

针对这种情况,本申请实施例提出一种电机的缺相检测方法。具体地,在电机上电运转之前,向电机的任两相绕组中,施加给定的预设电流,并在施加预设电流后,检测该两相绕组上的检测电流值。

如果电机的相绕组正常未断路,则应当可以在被施加电流的相绕组线路上,检测到与施加的预设电流的电流值相同或相近的电流值。而如果检测到的电流值与施加的预设电流不匹配,则说明电机的相绕组线路可能出现断路的故障,从而完成缺相检测。

本申请实施例在电机运转前,通过向电机的相绕组中注入给定的电流,并在相绕组电流稳定后,检测线绕组线路上的电流值,并根据检测到的电流值和注入电流的给定电流值是否相匹配,来确定电机的缺相状态,从而实现了准确的缺相检测,且检测方法简单,能够有效避免因缺相运行导致的电机故障,提高电机运行的可靠性和安全性。

另外,本发明提供的上述技术方案中的缺相检测方法还可以具有如下附加技术特征:

在上述技术方案中,三相绕组包括第一相绕组和第二相绕组,预设电流包括第一电流和第二电流;向三相绕组中的至少两相绕组施加预设电流,包括:向第一相绕组施加第一电流,并向第二相绕组施加第二电流,其中,第一电流的电流方向和第二电流的电流方向相反。

在该技术方案中,电机的三相绕组,可以记为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组。能够理解的是,上述第一相绕组、第二相绕组和第三相绕仅用于区分电机的三相绕组,并非特指电机的三相绕组中的某个绕组。

在缺相检测时,首先选取第一相绕组和第二相绕组,并向第一相绕组主,注入第一电流,同时向第二相绕组中注入第二电流。其中,第一电流与第二电流反向,举例来说,记第一电流为Is的情况下,第二电流则可以记为-Is。

在向第一相绕组中注入第一电流Is,并向第二相绕组中注入第二电流-Is后,在第一相绕组和第二相绕组的回路中,应当能够检测到与Is相近的电流值,如果检测不到,或者检测到的电流值与Is差距较大,则可以说明第一相绕组和第二相绕组中的至少一个相绕组出现了断路,此时判断电机缺相。

同理,在向第一相绕组和第二相绕组注入电流,并检测缺相后,可以继续向第三相绕组和第二相绕组中注入电流,并按照相同的逻辑进行缺相检测,如果检测到的电流值与注入的电流值差距较大,则判断出第二相绕组和第三相绕组中的至少一个出现了断路,因此仅通过2次检测操作即可对全部的三个相绕组是否断路进行有效的检测。

本申请实施例通过向电机的三相绕组中的两相绕组注入给定电流,通过检测注入电流后,电机相绕组上的电流值来判断选择的两相绕组是否存在断路情况,进而实现了快速、简便的缺相检测,提高电机的运行可靠性和安全性。

在上述任一技术方案中,在向三相绕组中的至少两相绕组施加预设电流之后,缺相检测方法还包括:开启计时;在计时时长达到预设时长的情况下,执行采集至少两相绕组的检测电流值的步骤。

在该技术方案中,在电机启动前,对电机进行缺相检测。具体地,在进行缺相检测时,向电机的三相绕组中,任意两相绕组,如第一相绕组和第二相绕组中注入给定的预设电流,并检测此时第一相绕组和第二相绕组上的电流值,根据检测到的电流值和给定的预设电流的电流值,来对电机是否缺相进行判断。

其中,在相第一相绕组和第二相绕组中施加预设电流后,系统延时一段预设时长后,再去在执行检测第一相绕组和第二相绕组上的检测电流值。具体地,由于缺相检测在电机启动之前,缺相检测过程中,需要保证电机不会启动,因此向相绕组中施加的电流的电流值较低,为了使相绕组中的电流稳定,等到一个预设时长,能够使相绕组中的电流充分上升且稳定,从而保证缺相检测的准确性和可靠性。

在一些可行的实施方式中,预设时长可选为5ms至20ms,示例性地,预设时长为10ms。

本申请实施例在向电机的相绕组中施加预设电流后,等待并计时预设时长后,再去检测被施加预设电流的相绕组中的电流值,从而给相绕组中的电流以充分的电流值上升时间,避免因电流值增长滞后导致的误识别,提高缺相检测的准确度。

在上述任一技术方案中,第一电流和第二电流的电流值均为目标电流值;

采集至少两相绕组的检测电流值,包括:采集第一相绕组的第一检测电流值,并采集第二相绕组的第二检测电流值;

根据检测电流值和预设电流的电流值确定电机的缺相状态,包括:根据第一检测电流值、第二检测电流值和目标电流值,确定电机的缺相状态。

在该技术方案中,在电机启动前,对电机进行缺相检测。具体地,在进行缺相检测时,向电机的三相绕组中,任意两相绕组,如第一相绕组和第二相绕组中注入给定的预设电流,其中,第一电流与第二电流的电流值相等,均为目标电流值,且电流方向反向,举例来说,记第一电流为Is的情况下,第二电流则可以记为-Is。

实例性地,预设电流的电流值,也即第一电流和第二电流的电流值可以设置为0.1A至0.5A,示例性地,预设电流的电流值可以设置为0.2A。

在向电机的第一相绕组中注入第一电流Is,相第二相绕组中注入第二电流-Is后,分别检测第一相绕组上的第一检测电流Iss1和第二相绕组上的第二检测电流Iss2。

根据检测到的第一检测电流值Iss1、第二检测电流值Iss2和预设电流的电流值Is来对电机的缺相状态进行检测。

本申请实施例通过向电机的三相绕组中的两相绕组施加给定的预设电流,并分别检测这两相绕组的检测电流,基于检测电流值和施加的预设电流值来检测电机缺相,能够提高电机的运行可靠性。

在上述任一技术方案中,根据第一检测电流值、第二检测电流值和目标电流值,确定电机的缺相状态,包括:

根据目标电流值和预设比值的乘积,确定目标阈值;在第一检测电流值小于等于目标阈值,和/或第二检测电流值小于等于目标阈值的情况下,确定第一相绕组和第二相绕组中的至少一相绕组断路。

在该技术方案中,在进行缺相检测时,分别向电机的第一相绕组和第二相绕组中,注入电流值为目标电流值的第一电流和第二电流,并检测第一相绕组上的第一检测电流,和第二相绕组上的第二检测电流。

计算目标电流值与预设比例的乘积,从而计算得到目标阈值,其中,预设比例的取值范围是40%至60%,示例性地,预设比例为50%。

以目标电流值为Is,第一检测电流值为Iss1,第二检测电流值为Iss2,预设比例为50%为例,目标阈值为0.5×Is。如果确定出满足Iss1≤0.5×Is,或者Iss2≤0.5×Is,则确定第一相绕组和第二相绕组中,至少有一项绕组存在断路。

在对第一相绕组和第二相绕组进行判断后,如果第一相绕组和第二相绕组不存在断路,则可以再次向第一相绕组和第三相绕组中施加预设电流,或者向第二相绕组和第三相绕组中施加预设电流,并按照相同的逻辑判断是否存在缺相,由于已经确定第一项绕组和第二相绕组不存在断路,因此第二次判断后,只要满足检测电流小于目标阈值,则可以确定第三相绕组存在缺相。

本申请实施例仅需两次判断即可对电机是否缺相进行完整、准确的检测,从而保证电机运行的可靠性和安全性。

在上述任一技术方案中,目标电流值小于电机的启动电流。

在该技术方案中,在电机启动前,对电机是否缺相进行检测,从而保证电机不会以缺相的状态运转。在缺相检测的过程中,向电机的线绕组中施加电流值为目标电流值的预设电流,为了避免电机启动,预设电流的电流值,也即目标电流值小于电机的启动电流,从而保证电机在缺相检测完成前不会启动,保证电机运行的可靠性和安全性。

本发明第二方面提供了一种缺相检测装置,缺相检测装置应用于电机,电机包括三相绕组,缺相检测装置包括:电流施加模块,用于向三相绕组中的至少两相绕组施加预设电流;采集模块,用于采集至少两相绕组的检测电流值;确定模块,用于根据检测电流值和预设电流的电流值确定电机的缺相状态。

在该技术方案中,电机可以是BLDC,由于BLDC电机的无刷结构,因此运转时的摩擦力大大减小,运行更加顺畅,运行噪音也相对更低。

但随着BLDC电机运行时间增加,电机的线路和端子,尤其是电机各相绕组的相线可能会由于老化、高温过载等因素导致损坏,最终导致电机缺相。其中,电机缺相指的是电机的三相绕组中,存在至少一项绕组由于线缆损毁、接头老化等原因,导致该相绕组断路的情况。如果电机在缺相的情况下启动,会导致电机运行失稳,还会导致断路的绕组之外的正常绕组的电流增加,会进一步加剧电机损坏的情况,严重时还可能会引发漏电、起火等风险。

针对这种情况,本申请实施例提出一种电机的缺相检测方法。具体地,在电机上电运转之前,向电机的任两相绕组中,施加给定的预设电流,并在施加预设电流后,检测该两相绕组上的检测电流值。

如果电机的相绕组正常未断路,则应当可以在被施加电流的相绕组线路上,检测到与施加的预设电流的电流值相同或相近的电流值。而如果检测到的电流值与施加的预设电流不匹配,则说明电机的相绕组线路可能出现断路的故障,从而完成缺相检测。

本申请实施例在电机运转前,通过向电机的相绕组中注入给定的电流,并在相绕组电流稳定后,检测线绕组线路上的电流值,并根据检测到的电流值和注入电流的给定电流值是否相匹配,来确定电机的缺相状态,从而实现了准确的缺相检测,且检测方法简单,能够有效避免因缺相运行导致的电机故障,提高电机运行的可靠性和安全性。

本发明第三方面提供了一种缺相检测装置,包括:存储器,用于存储程序或指令;处理器,用于执行该程序或指令时实现如上述任一技术方案中提供的缺相检测方法的步骤,因此,该缺相检测装置也包括如上述任一技术方案中提供的缺相检测方法的全部有益效果,为避免重复,在此不再赘述。

本发明第四方面提供了一种可读存储介质,其上存储有程序或指令,该程序或指令被处理器执行时实现如上述任一技术方案中提供的缺相检测方法的步骤,因此,该可读存储介质也包括如上述任一技术方案中提供的缺相检测方法的全部有益效果,为避免重复,在此不再赘述。

本发明第五方面提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品被存储在存储介质中,该计算机程序产品被至少一个处理器执行时实现如上述任一技术方案中提供的缺相检测方法的步骤,因此,该计算机程序产品也包括如上述任一技术方案中提供的缺相检测方法的全部有益效果,为避免重复,在此不再赘述。

本发明第六方面提供了一种缺相检测电路,包括如上述任一技术方案中提供的缺相检测装置;和/或如上述任一技术方案中提供的可读存储介质;和/或如上述任一技术方案中提供的计算机程序产品,因此,该检测电路也包括如上述任一技术方案中提供的缺相检测装置,和/或如上述任一技术方案中提供的可读存储介质,和/或如上述任一技术方案中提供的计算机程序产品的全部有益效果,为避免重复,在此不再赘述。

在上述技术方案中,缺相检测电路还包括:电源;供电电路,与电源和电机的相绕组电连接;检测电阻,设于供电电路上,用于检测相绕组的检测电流值。

在该技术方案中,检测电路包括电源,电源通过供电电路与电机的相绕组相连接,从而向电机供电以供电机运转。在供电电路上设置有检测电阻,在进行缺相检测时,通过供电电路向电机的相绕组上施加预设电流,预设电流在经过检测电阻时,会在检测电阻两端形成电位差,通过检测电阻的阻值和电位差,即可计算得到相绕组上的检测电流值,从而实现对电机缺相状态的检测。

在上述任一技术方案中,检测电阻包括第一检测电阻、第二检测电阻和第三检测电阻;供电电路包括:第一供电电路,与电机的第一相绕组电连接,第一检测电阻设于第一供电电路;第二供电电路,与电机的第二相绕组电连接,第二检测电阻设于第二供电电路;第三供电电路,与电机的第三相绕组电连接,第三检测电阻设于第三供电电路。

在该技术方案中,电机包括三相绕组,具体为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组。与之对应的,供电电路包括第一供电电路、第二供电电路和第三供电电路,第一供电电路连接电源和第一相绕组,第二供电电路连接电源和第二相绕组,第三供电电路连接电源和第三相绕组。

第一供电电路上设置有第一检测电阻,第一检测电阻用于检测第一相绕组上的第一检测电流。第二供电电路上设置有第二检测电阻,第二检测电阻用于检测第二相绕组上的第二检测电流。第三供电电路上设置有第三检测电阻,第三检测电阻用于检测第三相绕组上的检测电流。

本申请通过分别在三相绕组的供电电路上设置检测电阻,实现了对每相绕组上电流的精确获取,能够保证缺相检测的可靠性和准确性。

在上述任一技术方案中,供电电路包括:第一开关管,第一开关管的第一端与电源的正极电连接,第一开关管的第二端与相绕组电连接;第二开关管,第二开关管的第一端与相绕组电连接,第二开关管的第二端与电源的负极电连接,检测电阻串联在第二开关管和电源之间。

在该技术方案中,供电电路上设置有第一开关管和第二开关管。第一开关管与电源的正极相连接,具体为高电位的开关管。第二开关管与电源的负极相连接,具体为低电位的开关管。相绕组连接至第一开关管和第二开关管的公共端,采样电阻设置在第二开关管与电源之间,从而对相电阻上的检测电流进行检测。

在上述任一技术方案中,缺相检测电路还包括第四检测电阻,第四检测电阻的第一端与电源电连接,第四检测电阻的第二端与供电电路相连接。

在该技术方案中,缺相检测电路上还设置有第四检测电阻,具体地,第四检测电阻与供电电源和供电电路相连接,具体设置在供电母线上,用于检测母线电压,从而对电机的运转进行闭环控制。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1示出了根据本发明实施例的缺相检测方法的流程图;

图2示出了根据本发明实施例的缺相检测装置的结构框图之一;

图3示出了根据本发明实施例的缺相检测装置的结构框图之二;

图4示出了根据本发明实施例的缺相检测电路的电路图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1至图4描述根据本发明一些实施例所述缺相检测方法、装置、存储介质和缺相检测电路。

在本发明的一些实施例中,提供了一种缺相检测方法,应用于电机,电机包括三相绕组,图1示出了根据本发明实施例的缺相检测方法的流程图,如图1所示,缺相检测方法包括:

步骤102,向三相绕组中的至少两相绕组施加预设电流;

步骤104,采集至少两相绕组的检测电流值;

步骤106,根据检测电流值和预设电流的电流值确定电机的缺相状态。

在本申请实施例中,电机可以是BLDC,由于BLDC电机的无刷结构,因此运转时的摩擦力大大减小,运行更加顺畅,运行噪音也相对更低。

但随着BLDC电机运行时间增加,电机的线路和端子,尤其是电机各相绕组的相线可能会由于老化、高温过载等因素导致损坏,最终导致电机缺相。其中,电机缺相指的是电机的三相绕组中,存在至少一项绕组由于线缆损毁、接头老化等原因,导致该相绕组断路的情况。如果电机在缺相的情况下启动,会导致电机运行失稳,还会导致断路的绕组之外的正常绕组的电流增加,会进一步加剧电机损坏的情况,严重时还可能会引发漏电、起火等风险。

针对这种情况,本申请实施例提出一种电机的缺相检测方法。具体地,在电机上电运转之前,向电机的任两相绕组中,施加给定的预设电流,并在施加预设电流后,检测该两相绕组上的检测电流值。

如果电机的相绕组正常未断路,则应当可以在被施加电流的相绕组线路上,检测到与施加的预设电流的电流值相同或相近的电流值。而如果检测到的电流值与施加的预设电流不匹配,则说明电机的相绕组线路可能出现断路的故障,从而完成缺相检测。

本申请实施例在电机运转前,通过向电机的相绕组中注入给定的电流,并在相绕组电流稳定后,检测线绕组线路上的电流值,并根据检测到的电流值和注入电流的给定电流值是否相匹配,来确定电机的缺相状态,从而实现了准确的缺相检测,且检测方法简单,能够有效避免因缺相运行导致的电机故障,提高电机运行的可靠性和安全性。

在上述任一实施例的基础上,三相绕组包括第一相绕组和第二相绕组,预设电流包括第一电流和第二电流;

向三相绕组中的至少两相绕组施加预设电流,包括:向第一相绕组施加第一电流,并向第二相绕组施加第二电流,其中,第一电流的电流方向和第二电流的电流方向相反。

在本申请实施例中,电机的三相绕组,可以记为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组。能够理解的是,上述第一相绕组、第二相绕组和第三相绕仅用于区分电机的三相绕组,并非特指电机的三相绕组中的某个绕组。

在缺相检测时,首先选取第一相绕组和第二相绕组,并向第一相绕组主,注入第一电流,同时向第二相绕组中注入第二电流。其中,第一电流与第二电流反向,举例来说,记第一电流为Is的情况下,第二电流则可以记为-Is。

在向第一相绕组中注入第一电流Is,并向第二相绕组中注入第二电流-Is后,在第一相绕组和第二相绕组的回路中,应当能够检测到与Is相近的电流值,如果检测不到,或者检测到的电流值与Is差距较大,则可以说明第一相绕组和第二相绕组中的至少一个相绕组出现了断路,此时判断电机缺相。

同理,在向第一相绕组和第二相绕组注入电流,并检测缺相后,可以继续向第三相绕组和第二相绕组中注入电流,并按照相同的逻辑进行缺相检测,如果检测到的电流值与注入的电流值差距较大,则判断出第二相绕组和第三相绕组中的至少一个出现了断路,因此仅通过2次检测操作即可对全部的三个相绕组是否断路进行有效的检测。

本申请实施例通过向电机的三相绕组中的两相绕组注入给定电流,通过检测注入电流后,电机相绕组上的电流值来判断选择的两相绕组是否存在断路情况,进而实现了快速、简便的缺相检测,提高电机的运行可靠性和安全性。

在上述任一实施例的基础上,在向三相绕组中的至少两相绕组施加预设电流之后,缺相检测方法还包括:开启计时;在计时时长达到预设时长的情况下,执行采集至少两相绕组的检测电流值的步骤。

在本申请实施例中,在电机启动前,对电机进行缺相检测。具体地,在进行缺相检测时,向电机的三相绕组中,任意两相绕组,如第一相绕组和第二相绕组中注入给定的预设电流,并检测此时第一相绕组和第二相绕组上的电流值,根据检测到的电流值和给定的预设电流的电流值,来对电机是否缺相进行判断。

其中,在相第一相绕组和第二相绕组中施加预设电流后,系统延时一段预设时长后,再去在执行检测第一相绕组和第二相绕组上的检测电流值。具体地,由于缺相检测在电机启动之前,缺相检测过程中,需要保证电机不会启动,因此向相绕组中施加的电流的电流值较低,为了使相绕组中的电流稳定,等到一个预设时长,能够使相绕组中的电流充分上升且稳定,从而保证缺相检测的准确性和可靠性。

在一些可行的实施方式中,预设时长可选为5ms至20ms,示例性地,预设时长为10ms。

本申请实施例在向电机的相绕组中施加预设电流后,等待并计时预设时长后,再去检测被施加预设电流的相绕组中的电流值,从而给相绕组中的电流以充分的电流值上升时间,避免因电流值增长滞后导致的误识别,提高缺相检测的准确度。

在上述任一实施例的基础上,第一电流和第二电流的电流值均为目标电流值;

采集至少两相绕组的检测电流值,包括:采集第一相绕组的第一检测电流值,并采集第二相绕组的第二检测电流值;

根据检测电流值和预设电流的电流值确定电机的缺相状态,包括:根据第一检测电流值、第二检测电流值和目标电流值,确定电机的缺相状态。

在本申请实施例中,在电机启动前,对电机进行缺相检测。具体地,在进行缺相检测时,向电机的三相绕组中,任意两相绕组,如第一相绕组和第二相绕组中注入给定的预设电流,其中,第一电流与第二电流的电流值相等,均为目标电流值,且电流方向反向,举例来说,记第一电流为Is的情况下,第二电流则可以记为-Is。

实例性地,预设电流的电流值,也即第一电流和第二电流的电流值可以设置为0.1A至0.5A,示例性地,预设电流的电流值可以设置为0.2A。

在向电机的第一相绕组中注入第一电流Is,相第二相绕组中注入第二电流-Is后,分别检测第一相绕组上的第一检测电流Iss1和第二相绕组上的第二检测电流Iss2。

根据检测到的第一检测电流值Iss1、第二检测电流值Iss2和预设电流的电流值Is来对电机的缺相状态进行检测。

具体地,记第一相绕组为U相,第二相绕组为V相,第三相绕组为W相,则缺相检测的对照表如表1所示:

表1

在表1中,数字“0”表示该相的检测电流小于或等于目标阈值,数字“1”表示该相的检测电流大于目标阈值,符号“-”表示任意结果。

本申请实施例通过向电机的三相绕组中的两相绕组施加给定的预设电流,并分别检测这两相绕组的检测电流,基于检测电流值和施加的预设电流值来检测电机缺相,能够提高电机的运行可靠性。

在上述任一实施例的基础上,根据第一检测电流值、第二检测电流值和目标电流值,确定电机的缺相状态,包括:

根据目标电流值和预设比值的乘积,确定目标阈值;在第一检测电流值小于等于目标阈值,和/或第二检测电流值小于等于目标阈值的情况下,确定第一相绕组和第二相绕组中的至少一相绕组断路。

在本申请实施例中,在进行缺相检测时,分别向电机的第一相绕组和第二相绕组中,注入电流值为目标电流值的第一电流和第二电流,并检测第一相绕组上的第一检测电流,和第二相绕组上的第二检测电流。

计算目标电流值与预设比例的乘积,从而计算得到目标阈值,其中,预设比例的取值范围是40%至60%,示例性地,预设比例为50%。

以目标电流值为Is,第一检测电流值为Iss1,第二检测电流值为Iss2,预设比例为50%为例,目标阈值为0.5×Is。如果确定出满足Iss1≤0.5×Is,或者Iss2≤0.5×Is,则确定第一相绕组和第二相绕组中,至少有一项绕组存在断路。

在对第一相绕组和第二相绕组进行判断后,如果第一相绕组和第二相绕组不存在断路,则可以再次向第一相绕组和第三相绕组中施加预设电流,或者向第二相绕组和第三相绕组中施加预设电流,并按照相同的逻辑判断是否存在缺相,由于已经确定第一项绕组和第二相绕组不存在断路,因此第二次判断后,只要满足检测电流小于目标阈值,则可以确定第三相绕组存在缺相。

本申请实施例仅需两次判断即可对电机是否缺相进行完整、准确的检测,从而保证电机运行的可靠性和安全性。

在上述任一实施例的基础上,目标电流值小于电机的启动电流。

在本申请实施例中,在电机启动前,对电机是否缺相进行检测,从而保证电机不会以缺相的状态运转。在缺相检测的过程中,向电机的线绕组中施加电流值为目标电流值的预设电流,为了避免电机启动,预设电流的电流值,也即目标电流值小于电机的启动电流,从而保证电机在缺相检测完成前不会启动,保证电机运行的可靠性和安全性。

在本发明的一些实施例中,提供了一种缺相检测装置,缺相检测装置应用于电机,电机包括三相绕组,图2示出了根据本发明实施例的缺相检测装置的结构框图之一,如图2所示,缺相检测装置200包括:

电流施加模块202,用于向三相绕组中的至少两相绕组施加预设电流;

采集模块204,用于采集至少两相绕组的检测电流值;

确定模块206,用于根据检测电流值和预设电流的电流值确定电机的缺相状态。

在本申请实施例中,电机可以是BLDC,由于BLDC电机的无刷结构,因此运转时的摩擦力大大减小,运行更加顺畅,运行噪音也相对更低。

但随着BLDC电机运行时间增加,电机的线路和端子,尤其是电机各相绕组的相线可能会由于老化、高温过载等因素导致损坏,最终导致电机缺相。其中,电机缺相指的是电机的三相绕组中,存在至少一项绕组由于线缆损毁、接头老化等原因,导致该相绕组断路的情况。如果电机在缺相的情况下启动,会导致电机运行失稳,还会导致断路的绕组之外的正常绕组的电流增加,会进一步加剧电机损坏的情况,严重时还可能会引发漏电、起火等风险。

针对这种情况,本申请实施例提出一种电机的缺相检测方法。具体地,在电机上电运转之前,向电机的任两相绕组中,施加给定的预设电流,并在施加预设电流后,检测该两相绕组上的检测电流值。

如果电机的相绕组正常未断路,则应当可以在被施加电流的相绕组线路上,检测到与施加的预设电流的电流值相同或相近的电流值。而如果检测到的电流值与施加的预设电流不匹配,则说明电机的相绕组线路可能出现断路的故障,从而完成缺相检测。

本申请实施例在电机运转前,通过向电机的相绕组中注入给定的电流,并在相绕组电流稳定后,检测线绕组线路上的电流值,并根据检测到的电流值和注入电流的给定电流值是否相匹配,来确定电机的缺相状态,从而实现了准确的缺相检测,且检测方法简单,能够有效避免因缺相运行导致的电机故障,提高电机运行的可靠性和安全性。

在上述任一实施例的基础上,三相绕组包括第一相绕组和第二相绕组,预设电流包括第一电流和第二电流;

电流施加模块,具体用于:向第一相绕组施加第一电流,并向第二相绕组施加第二电流,其中,第一电流的电流方向和第二电流的电流方向相反。

在本申请实施例中,电机的三相绕组,可以记为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组。能够理解的是,上述第一相绕组、第二相绕组和第三相绕仅用于区分电机的三相绕组,并非特指电机的三相绕组中的某个绕组。

在缺相检测时,首先选取第一相绕组和第二相绕组,并向第一相绕组主,注入第一电流,同时向第二相绕组中注入第二电流。其中,第一电流与第二电流反向,举例来说,记第一电流为Is的情况下,第二电流则可以记为-Is。

在向第一相绕组中注入第一电流Is,并向第二相绕组中注入第二电流-Is后,在第一相绕组和第二相绕组的回路中,应当能够检测到与Is相近的电流值,如果检测不到,或者检测到的电流值与Is差距较大,则可以说明第一相绕组和第二相绕组中的至少一个相绕组出现了断路,此时判断电机缺相。

同理,在向第一相绕组和第二相绕组注入电流,并检测缺相后,可以继续向第三相绕组和第二相绕组中注入电流,并按照相同的逻辑进行缺相检测,如果检测到的电流值与注入的电流值差距较大,则判断出第二相绕组和第三相绕组中的至少一个出现了断路,因此仅通过2次检测操作即可对全部的三个相绕组是否断路进行有效的检测。

本申请实施例通过向电机的三相绕组中的两相绕组注入给定电流,通过检测注入电流后,电机相绕组上的电流值来判断选择的两相绕组是否存在断路情况,进而实现了快速、简便的缺相检测,提高电机的运行可靠性和安全性。

在上述任一实施例的基础上,缺相检测装置还包括:

计时模块,用于开启计时;

采集模块,具体用于在计时时长达到预设时长的情况下,执行采集至少两相绕组的检测电流值的步骤。

在本申请实施例中,在电机启动前,对电机进行缺相检测。具体地,在进行缺相检测时,向电机的三相绕组中,任意两相绕组,如第一相绕组和第二相绕组中注入给定的预设电流,并检测此时第一相绕组和第二相绕组上的电流值,根据检测到的电流值和给定的预设电流的电流值,来对电机是否缺相进行判断。

其中,在相第一相绕组和第二相绕组中施加预设电流后,系统延时一段预设时长后,再去在执行检测第一相绕组和第二相绕组上的检测电流值。具体地,由于缺相检测在电机启动之前,缺相检测过程中,需要保证电机不会启动,因此向相绕组中施加的电流的电流值较低,为了使相绕组中的电流稳定,等到一个预设时长,能够使相绕组中的电流充分上升且稳定,从而保证缺相检测的准确性和可靠性。

在一些可行的实施方式中,预设时长可选为5ms至20ms,示例性地,预设时长为10ms。

本申请实施例在向电机的相绕组中施加预设电流后,等待并计时预设时长后,再去检测被施加预设电流的相绕组中的电流值,从而给相绕组中的电流以充分的电流值上升时间,避免因电流值增长滞后导致的误识别,提高缺相检测的准确度。

在上述任一实施例的基础上,第一电流和第二电流的电流值均为目标电流值;

采集模块,具体用于:采集第一相绕组的第一检测电流值,并采集第二相绕组的第二检测电流值;

根据检测电流值和预设电流的电流值确定电机的缺相状态,包括:根据第一检测电流值、第二检测电流值和目标电流值,确定电机的缺相状态。

在本申请实施例中,在电机启动前,对电机进行缺相检测。具体地,在进行缺相检测时,向电机的三相绕组中,任意两相绕组,如第一相绕组和第二相绕组中注入给定的预设电流,其中,第一电流与第二电流的电流值相等,均为目标电流值,且电流方向反向,举例来说,记第一电流为Is的情况下,第二电流则可以记为-Is。

实例性地,预设电流的电流值,也即第一电流和第二电流的电流值可以设置为0.1A至0.5A,示例性地,预设电流的电流值可以设置为0.2A。

在向电机的第一相绕组中注入第一电流Is,相第二相绕组中注入第二电流-Is后,分别检测第一相绕组上的第一检测电流Iss1和第二相绕组上的第二检测电流Iss2。

根据检测到的第一检测电流值Iss1、第二检测电流值Iss2和预设电流的电流值Is来对电机的缺相状态进行检测。

本申请实施例通过向电机的三相绕组中的两相绕组施加给定的预设电流,并分别检测这两相绕组的检测电流,基于检测电流值和施加的预设电流值来检测电机缺相,能够提高电机的运行可靠性。

在上述任一实施例的基础上,确定模块,具体用于:根据目标电流值和预设比值的乘积,确定目标阈值;在第一检测电流值小于等于目标阈值,和/或第二检测电流值小于等于目标阈值的情况下,确定第一相绕组和第二相绕组中的至少一相绕组断路。

在本申请实施例中,在进行缺相检测时,分别向电机的第一相绕组和第二相绕组中,注入电流值为目标电流值的第一电流和第二电流,并检测第一相绕组上的第一检测电流,和第二相绕组上的第二检测电流。

计算目标电流值与预设比例的乘积,从而计算得到目标阈值,其中,预设比例的取值范围是40%至60%,示例性地,预设比例为50%。

以目标电流值为Is,第一检测电流值为Iss1,第二检测电流值为Iss2,预设比例为50%为例,目标阈值为0.5×Is。如果确定出满足Iss1≤0.5×Is,或者Iss2≤0.5×Is,则确定第一相绕组和第二相绕组中,至少有一项绕组存在断路。

在对第一相绕组和第二相绕组进行判断后,如果第一相绕组和第二相绕组不存在断路,则可以再次向第一相绕组和第三相绕组中施加预设电流,或者向第二相绕组和第三相绕组中施加预设电流,并按照相同的逻辑判断是否存在缺相,由于已经确定第一项绕组和第二相绕组不存在断路,因此第二次判断后,只要满足检测电流小于目标阈值,则可以确定第三相绕组存在缺相。

本申请实施例仅需两次判断即可对电机是否缺相进行完整、准确的检测,从而保证电机运行的可靠性和安全性。

在上述任一实施例的基础上,目标电流值小于电机的启动电流。

在本申请实施例中,在电机启动前,对电机是否缺相进行检测,从而保证电机不会以缺相的状态运转。在缺相检测的过程中,向电机的线绕组中施加电流值为目标电流值的预设电流,为了避免电机启动,预设电流的电流值,也即目标电流值小于电机的启动电流,从而保证电机在缺相检测完成前不会启动,保证电机运行的可靠性和安全性。

在本发明的一些实施例中,提供了一种缺相检测装置,图3示出了根据本发明实施例的缺相检测装置的结构框图之二,如图3所示,缺相检测装置300包括:存储器302,用于存储程序或指令;处理器304,用于执行该程序或指令时实现如上述任一实施例中提供的缺相检测方法的步骤,因此,该缺相检测装置也包括如上述任一实施例中提供的缺相检测方法的全部有益效果,为避免重复,在此不再赘述。

在本发明的一些实施例中,提供了一种可读存储介质,其上存储有程序或指令,该程序或指令被处理器执行时实现如上述任一实施例中提供的缺相检测方法的步骤,因此,该可读存储介质也包括如上述任一实施例中提供的缺相检测方法的全部有益效果,为避免重复,在此不再赘述。

在本发明的一些实施例中,提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品被存储在存储介质中,该计算机程序产品被至少一个处理器执行时实现如上述任一实施例中提供的缺相检测方法的步骤,因此,该计算机程序产品也包括如上述任一实施例中提供的缺相检测方法的全部有益效果,为避免重复,在此不再赘述。

在本发明的一些实施例中,提供了一种缺相检测电路,包括如上述任一实施例中提供的缺相检测装置;和/或如上述任一实施例中提供的可读存储介质;和/或如上述任一实施例中提供的计算机程序产品,因此,该检测电路也包括如上述任一实施例中提供的缺相检测装置,和/或如上述任一实施例中提供的可读存储介质,和/或如上述任一实施例中提供的计算机程序产品的全部有益效果,为避免重复,在此不再赘述。

在上述任一实施例的基础上,图4示出了根据本发明实施例的缺相检测电路的电路图,如图4所示,缺相检测电路400还包括:电源Vdc;供电电路,与电源Vdc和电机的相绕组电连接;检测电阻,设于供电电路上,用于检测相绕组的检测电流值。

在本申请实施例中,检测电路包括电源Vdc,电源Vdc通过供电电路与电机的相绕组相连接,从而向电机供电以供电机运转。在供电电路上设置有检测电阻,在进行缺相检测时,通过供电电路向电机的相绕组上施加预设电流,预设电流在经过检测电阻时,会在检测电阻两端形成电位差,通过检测电阻的阻值和电位差,即可计算得到相绕组上的检测电流值,从而实现对电机缺相状态的检测。

在上述任一实施例的基础上,检测电阻包括第一检测电阻R1、第二检测电阻R2和第三检测电阻R3;供电电路包括:第一供电电路,与电机的第一相绕组电连接,第一检测电阻R1设于第一供电电路;第二供电电路,与电机的第二相绕组电连接,第二检测电阻R2设于第二供电电路;第三供电电路,与电机的第三相绕组电连接,第三检测电阻R3设于第三供电电路。

在本申请实施例中,电机包括三相绕组,具体为第一相绕组、第二相绕组和第三相绕组。与之对应的,供电电路包括第一供电电路、第二供电电路和第三供电电路,第一供电电路连接电源Vdc和第一相绕组,第二供电电路连接电源Vdc和第二相绕组,第三供电电路连接电源Vdc和第三相绕组。

第一供电电路上设置有第一检测电阻R1,第一检测电阻R1用于检测第一相绕组上的第一检测电流。第二供电电路上设置有第二检测电阻R2,第二检测电阻R2用于检测第二相绕组上的第二检测电流。第三供电电路上设置有第三检测电阻R3,第三检测电阻R3用于检测第三相绕组上的检测电流。

本申请通过分别在三相绕组的供电电路上设置检测电阻,实现了对每相绕组上电流的精确获取,能够保证缺相检测的可靠性和准确性。

在上述任一实施例的基础上,供电电路包括:第一开关管Q1,第一开关管Q1的第一端与电源Vdc的正极电连接,第一开关管Q1的第二端与相绕组电连接;第二开关管Q2,第二开关管Q2的第一端与相绕组电连接,第二开关管Q2的第二端与电源Vdc的负极电连接,检测电阻串联在第二开关管Q2和电源Vdc之间。

在本申请实施例中,供电电路上设置有第一开关管Q1和第二开关管Q2。第一开关管Q1与电源Vdc的正极相连接,具体为高电位的开关管。第二开关管Q2与电源Vdc的负极相连接,具体为低电位的开关管。相绕组连接至第一开关管Q1和第二开关管Q2的公共端,采样电阻设置在第二开关管Q2与电源Vdc之间,从而对相电阻上的检测电流进行检测。

在上述任一实施例的基础上,缺相检测电路400还包括第四检测电阻R4,第四检测电阻R4的第一端与电源Vdc电连接,第四检测电阻R4的第二端与供电电路相连接。

在本申请实施例中,缺相检测电路400上还设置有第四检测电阻R4,具体地,第四检测电阻R4与供电电源Vdc和供电电路相连接,具体设置在供电母线上,用于检测母线电压,从而对电机的运转进行闭环控制。

本发明的描述中,术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制;术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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06120115636833