一种基于电流峭度的电机启动堵转检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电流峭度的电机启动堵转检测方法，本发明专利技术通过检测电机软启动特定时间窗口内电流峭度，并与正常软启动电流峭度进行分析，实现对电机是否存在堵转故障进行精准检测。本发明专利技术提出的电机启动堵转检测方法将电机运行工况发生改变时的正常软启动电流峭度作为基准值，能有效提高该算法适应不同工况环境以及抑制电机老化导致参数漂移及快速检测堵转的能力。检测堵转的能力。检测堵转的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电流峭度的电机启动堵转检测方法


[0001]本专利技术涉及电机
，特别涉及一种基于电流峭度的电机启动堵转检测方法。

技术介绍

[0002]电机作为动力来源，被广泛使用在各行各业，如各种机床、电动汽车、高铁机车、工厂动力设备、给排水设备、电梯、电风扇、空调等等。由于电机应用的工况条件复杂以及保护措施不完善，经常遇到电机转子被堵转的情况，例如电机转子上传动机构被抱死或者变速齿轮因异物或故障导致堵转、电梯传动链条被卡死、传送装置的皮带卡住、水泵流体介质结冰或者泥沙堵转等等。一旦发生堵转，电机的电流急剧上升，其远大于额定工作电流，甚至能达到额定电流的十几倍。巨大的电流导致电机功耗急剧增加，电机内部的温度快速上升，电机线圈绝缘漆损坏，导致电机内部短路，进一步增大的电机的电流，严重时甚至会引起火灾。目前，现有文献中给出的堵转检测技术普遍采用检测电机转速、电机反电动势、电机内部温度以及电机电流等方案。采用电机转速和电机内部温度来检测堵转方案，需要在电机的内部或者转轴上增加检测元件，导致电机结构复杂，进而影响整个电机的设计和制造工艺，增加成本和复杂性。采用反电动势方案检测堵转，一方面需要准确可靠的数学模型通过反电动势计算出转速；另一方面，当转速较低时，反电动势的值较小，采样得到的数据信噪比不高，容易受到噪声的干扰，需要复杂的信号处理方法，导致软件算法复杂，成本高。采用电流检测堵转，由于获取数据方面，无需改变结构而广泛使用。但现有方案往往只是检测电流的峰值大小来判断是否发生堵转，通过与出厂前测试获得的电机堵转电流参考值进行比较，进而判断水泵是否发生启动堵转。该方案主要存在以下问题：其一，电机老化及工作环境的差异等原因导致堵转电流漂移；其二，仅依靠启动电流峰值单点参数判断，会导致的误判及失效，降低判断的可靠性、鲁棒性和抑制干扰的能力。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种基于电流峭度的电机启动堵转检测方法。本专利技术具有判断准确，结构简单，成本低廉的优点。
[0004]本专利技术的技术方案：一种基于电流峭度的电机启动堵转检测方法，包括如下步骤：
[0005]步骤一、在电机正常软启动时，以采样周期T
s
为间隔对电机电流有效值进行采样，并计算采样数据的峭度和平均值
[0006]步骤二、在电机启动转堵检测时，同样以采样周期T
s
为间隔对电机电流有效值I
soft
(t)进行采样，并计算采样数据的峭度I
r
和平均值
[0007]步骤三、判断是否小于等于阈值β，若不是则认定电机正常软启动，若是
则进入步骤d；
[0008]步骤四、计算判断ψ是否小于等于阈值θ，若是则认定电机电机启动转堵故障。
[0009]上述的基于电流峭度的电机启动堵转检测方法，步骤一中的采样过程是确定电机电流有效值的最大值出现时刻获取时间内的电流有效值的数据，组成数组
[0010]前述的基于电流峭度的电机启动堵转检测方法，步骤二中的采样过程是确定电机电流有效值I
soft
(t)的最大值出现时刻获取时间内电流有效值I
soft
(t)的数据，组成数组
[0011]前述的基于电流峭度的电机启动堵转检测方法，在电机正常软启动时，先判断电机运行工况是否发生改变，确认电机没有处于堵转及其他过载等非正常情况之后，再执行采样工作，控制器将软启动阻抗接入电机电源线，电机开始软启动。
[0012]前述的基于电流峭度的电机启动堵转检测方法，在电机启动转堵检测时，先将软启动阻抗接入电机电源线，保证堵转时电流始终处于安全范围。
[0013]前述的基于电流峭度的电机启动堵转检测方法，步骤四中，判断ψ是否大于等于阈值θ，若不是，则电机处于正常软启动状态，判断软启动定时是否结束，如果是，则控制器短路电机电源线上软启动阻抗，水泵进入正常工作程序；否则，等待。
[0014]与现有技术相比，本专利技术通过检测电机软启动特定时间窗口内电流峭度，并与正常软启动电流峭度进行分析，实现对电机是否存在堵转故障进行精准检测。本专利技术提出的电机启动堵转检测方法将电机运行工况发生改变时的正常软启动电流峭度作为基准值，能有效提高该算法适应不同工况环境以及抑制电机老化导致参数漂移及快速检测堵转的能力。本专利技术的硬件结构简单，只采样分析电流数据，成本低。此外本专利技术增加软启动阻抗有效限制启动电流，保证堵转时电流始终处于安全范围，保证电机安全可靠；本专利技术获取软启动电流窗口时间内电流峭度作为判别依据，算法简单的同时能有效降低误判，提高诊断的可靠性、鲁棒性和抑制干扰的能力。本专利技术获取工况发生改变(如工作环境改变、电机发生老化等)时的电机软启动电流峭度作为堵转检测的基准参考，能自适应电机工况及参数变化导致的堵转电流漂移。
附图说明
[0015]图1是为电机软启动电路原理图；
[0016]图2是为正常软启动电流和转速时间变化曲线图；
[0017]图3是堵转故障时软启动电流和转速时间变化曲线图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依
据。
[0019]实施例：一种基于电流峭度的电机启动堵转检测方法，包括电机正常软启动电流峭度获取算法和电机启动堵转检测算法两部分，电机正常软启动电流峭度获取算法包括如下步骤：
[0020](1)判断电机运行工况是否发生改变(例如工作环境改变以及电机运行时间过长导致老化等)？如果是，则进入步骤(2)；否则，无需设置新的软启动电流参数，程序退出；
[0021](2)确认电机当前没有处于堵转及其他过载等非正常情况之后，手动按下正常软启动电流峭度获取模式按键，执行软启动电流峭度获取程序，进入步骤(3)；
[0022](3)控制器将软启动阻抗接入电机电源线，电机开始软启动。同时以采样周期T
s
为间隔开始对电机电流有效值进行采样；
[0023](4)确定的最大值出现时刻
[0024](5)获取时间内的电流有效值数据，组成数组计算其中：为的峭度；为平均值，满足：
[0025](6)将保存到内存中，作为电机启动堵转识别算法的参考值。
[0026](7)指示已成功更新软启动电流峭度并断开电源，电机停机；
[0027](8)程序退出；
[0028]电机启动堵转识别算法，包括如下步骤：
[0029](1)进入电机启动堵转识别程序；
[0030](2)软启动阻抗接入电机电源线，电机开始软启动。同时以采样周期T
s
为间隔开始对电机电流有效值I
soft
(t)进行采样；
[0031](3)获取I
soft
(t)的最大值及出现时刻
[0032](4)获取时间内的电流有效值数据，组成数组计算数组平均值和峭度
[0033](5)判断(其中β为设定阈值，例如：0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电流峭度的电机启动堵转检测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、在电机正常软启动时，以采样周期T
s
为间隔对电机电流有效值进行采样，并计算采样数据的峭度和平均值步骤二、在电机启动转堵检测时，同样以采样周期T
s
为间隔对电机电流有效值I
soft
(t)进行采样，并计算采样数据的峭度I
r
和平均值步骤三、判断是否小于等于阈值β，若不是则认定电机正常软启动，若是则进入步骤d；步骤四、计算判断ψ是否小于等于阈值θ，若是则认定电机电机启动转堵故障。2.根据权利要求1所述的基于电流峭度的电机启动堵转检测方法，其特征在于：步骤一中的采样过程是确定电机电流有效值的最大值出现时刻获取时间内的电流有效值的数据，组成数组3.根据权利要求1所述的基于电流峭度的电机启动堵转检测方法，其特征在于：步骤二中的采样过...

【专利技术属性】
技术研发人员：李峰平，彭志辉，黄继宝，冮建华，黄波，杨凯博，
申请(专利权)人：爱科赛智能科技浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：