一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)，屬于電氣【技術(shù)領(lǐng)域】，能夠降低電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)工藝復(fù)雜程度和生產(chǎn)成本。該電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法，包括：獲取電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，其中，所述運(yùn)行參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩、繞組電壓和繞組電流；獲取電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度；根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)、所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和所述當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
【專利說(shuō)明】一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，涉及一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]由于受到安裝空間和重量的限制，牽引電動(dòng)機(jī)通常采用較高的電磁負(fù)荷。牽引電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的損耗較高，發(fā)熱比較嚴(yán)重，直接影響電動(dòng)機(jī)的絕緣材料壽命和運(yùn)行可靠性。另外，溫升是電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)及運(yùn)行中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，標(biāo)志著電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱程度，在運(yùn)行中，如電動(dòng)機(jī)溫升突然增大，說(shuō)明電動(dòng)機(jī)有故障，或冷卻系統(tǒng)故障或負(fù)荷太重。因此在牽引電動(dòng)機(jī)工作的過(guò)程中時(shí)，必須實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)其溫升或溫度，以確保能夠及時(shí)對(duì)其采取過(guò)溫保護(hù)措施，從而保證牽引電動(dòng)機(jī)可長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]其中，因電動(dòng)機(jī)繞組為電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中內(nèi)溫升最顯著的結(jié)構(gòu)。因此，尤其需要在線監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)繞組的溫升。
[0004]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)繞組溫升的增大了電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)工藝的復(fù)雜程度和生產(chǎn)成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法和系統(tǒng)，能夠降低電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)工藝復(fù)雜程度和生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明提供一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法，包括:
[0007]獲取電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，其中，所述運(yùn)行參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、繞組電壓、繞組電流；
[0008]獲取電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度；
[0009]根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)、所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和所述當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
[0010]其中，所述運(yùn)行參數(shù)還包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0011]其中，上述的方法還包括:確定所述運(yùn)行參數(shù)、所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0012]其中，上述的方法還包括:判斷所述當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升是否滿足預(yù)設(shè)的溫升閾值；
[0013]當(dāng)判斷到所述當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升大于或等于所述溫升閾值，輸出報(bào)警信號(hào)。
[0014]本發(fā)明帶來(lái)了以下有益效果:在本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案中，提供了一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法，該方法通過(guò)獲取電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度等物理量，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的這些物理量與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可得到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升。無(wú)需在電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程中埋置溫度傳感器，能夠在實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)的同時(shí)，降低電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)工藝復(fù)雜程度，提高了電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)效率，進(jìn)而降低電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)成本。
[0015]本發(fā)明第二方面提供了一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:
[0016]第一獲取模塊，用于獲取電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，其中，所述運(yùn)行參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、繞組電壓、繞組電流；
[0017]第二獲取模塊，用于獲取電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度；
[0018]處理模塊，用于根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)、所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和所述當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
[0019]所述運(yùn)行參數(shù)還包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0020]處理模塊還用于判斷所述當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升是否滿足預(yù)設(shè)的溫升閾值。
[0021]報(bào)警模塊，用于當(dāng)處理模塊判斷到所述當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升大于或等于預(yù)設(shè)的所述溫升閾值時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)。
[0022]存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)的溫升閾值或預(yù)設(shè)的溫度閾值。
[0023]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要的附圖做簡(jiǎn)單的介紹:
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法的流程示意圖一；
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法的流程示意圖二 ；
[0027]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對(duì)本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來(lái)解決技術(shù)問(wèn)題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過(guò)程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說(shuō)明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個(gè)實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個(gè)特征可以相互結(jié)合，所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0029]由于電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，繞組通電后會(huì)產(chǎn)生銅損，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)溫度升高。因此，本實(shí)施例中首先提供了一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法，如圖1所示，該方法包括:
[0030]步驟S101、獲取電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，其中，運(yùn)行參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、繞組電壓、繞組電流。
[0031]運(yùn)行參數(shù)還包括電動(dòng)機(jī)當(dāng)前的轉(zhuǎn)速。其中，電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)均是可實(shí)時(shí)在線測(cè)量得到的。
[0032]步驟S102、獲取電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度。
[0033]由于在電動(dòng)機(jī)每天剛開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)過(guò)了一晚上或長(zhǎng)時(shí)間的冷卻，其溫度與當(dāng)時(shí)其所在環(huán)境的溫度相等或接近。在有的地方，一天內(nèi)的電動(dòng)機(jī)所處的環(huán)境溫度不會(huì)發(fā)生大變化。因此，可以考慮將每天電動(dòng)機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)獲取到的電動(dòng)機(jī)溫度表征為當(dāng)前環(huán)境溫度，此時(shí)，可通過(guò)獲取電動(dòng)機(jī)的繞組的電阻值換算得到當(dāng)前環(huán)境溫度。
[0034]其中，環(huán)境溫度指的是電動(dòng)機(jī)的繞組周圍的冷卻介質(zhì)的溫度。若是利用周圍的空氣散熱，則環(huán)境溫度指的周圍的氣溫；若是利用水或油等液體散熱，則環(huán)境溫度指的用于散熱的液體溫度。
[0035]另外，一般說(shuō)來(lái)，在不考慮散熱的前提下，當(dāng)電動(dòng)機(jī)為達(dá)到熱平衡時(shí)，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)越長(zhǎng)，電動(dòng)機(jī)繞組的溫升越高。因此，要在線監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)繞組溫升，也應(yīng)當(dāng)將電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)考慮進(jìn)去。
[0036]步驟S103、根據(jù)運(yùn)行參數(shù)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
[0037]由于電動(dòng)機(jī)的使用場(chǎng)所與其所處環(huán)境溫度的不同，常采用“溫升”來(lái)表明電動(dòng)機(jī)絕緣材料實(shí)際耐熱程度的強(qiáng)弱。所謂溫升，是指電氣設(shè)備(包括電動(dòng)機(jī))高出環(huán)境的溫度。電動(dòng)機(jī)的額定溫升，是指在設(shè)計(jì)規(guī)定的環(huán)境溫度下，電動(dòng)機(jī)繞組的最高允許溫升，它取決于繞組的絕緣等級(jí)。每種絕緣材料只能承受一定的溫升，超過(guò)自身允許的溫升限度，就會(huì)加速絕緣的老化，縮短電動(dòng)機(jī)使用壽命，而且還可能因絕緣損壞引發(fā)各種事故。因此，電動(dòng)機(jī)過(guò)熱故障的檢查、檢測(cè)和防護(hù)，對(duì)于降低事故率和減少事故損失及提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益是非常重要的。
[0038]在本發(fā)明實(shí)施例中，在獲取到運(yùn)行參數(shù)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度之后，即可根據(jù)預(yù)設(shè)的各物理量與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
[0039]而現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用在繞組內(nèi)埋置溫度傳感器的方法，通過(guò)采集溫度傳感器的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)獲得電動(dòng)機(jī)當(dāng)前溫度，并將溫度信號(hào)送入自動(dòng)測(cè)量?jī)x表，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)繞組的溫升的在線監(jiān)測(cè)。但溫度傳感器的埋置和固定需要在電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行，如此增加了電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)工藝復(fù)雜程度和電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)成本。
[0040]在本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案中，提供了一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法，該方法通過(guò)獲取電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度等物理量，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的這些物理量與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可得到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升。無(wú)需在電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程中埋置溫度傳感器，能夠在實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)的同時(shí)，降低電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)工藝復(fù)雜程度，提高了電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)效率，進(jìn)而降低電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)成本。
[0041]一般的，電動(dòng)機(jī)可根據(jù)其散熱方式分為風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)、水冷電動(dòng)機(jī)、油冷電動(dòng)機(jī)等。其中，風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)又包括強(qiáng)制風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)、自扇風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)和自然冷卻電動(dòng)機(jī)。強(qiáng)制風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)即通過(guò)設(shè)置一風(fēng)機(jī)等冷卻裝置，利用驅(qū)動(dòng)該冷卻裝置產(chǎn)生的冷卻氣流，通過(guò)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的冷卻風(fēng)道對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻；自扇風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)即為將用于散熱的風(fēng)扇與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子同軸設(shè)置，在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的過(guò)程中風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，將電動(dòng)機(jī)外部空氣吸入或抽入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部為電動(dòng)機(jī)散熱；自然冷卻電動(dòng)機(jī)則僅依靠車輛行駛過(guò)程中產(chǎn)生的走行風(fēng)，或利用空氣密度隨溫度變化而產(chǎn)生的流體循環(huán)過(guò)程，將電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量帶走。由此可知，對(duì)于自扇風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)而言，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)其散熱效果是至關(guān)重要的。因此，在本發(fā)明實(shí)施例中，運(yùn)行參數(shù)還包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。即還需要通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
[0042]需要說(shuō)明的是，雖然電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)于自扇風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)的散熱效果是至關(guān)重要的，但是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部流體的攪動(dòng)不同，因而各個(gè)部分的表面散熱系數(shù)也會(huì)略有不同，因此電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也同樣影響著別的種類的電動(dòng)機(jī)的散熱效果。因此，對(duì)于水冷電動(dòng)機(jī)、油冷電動(dòng)機(jī)等其他種類的電動(dòng)機(jī)，在利用本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)繞組溫升時(shí)，也應(yīng)當(dāng)將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速考慮進(jìn)去，以便得到更理想、更精確的電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
[0043]為了在線獲得電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、繞組電壓、繞組電流、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等物理量，可分別通過(guò)設(shè)置在電動(dòng)機(jī)內(nèi)的扭矩測(cè)量裝置、電壓傳感器、電流傳感器、速度或位移傳感器等裝置測(cè)得，也可通過(guò)其他別的方式測(cè)得，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不進(jìn)行限制。
[0044]顯然，本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法需要建立在已經(jīng)確定運(yùn)行參數(shù)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系的基礎(chǔ)上。
[0045]為了確定運(yùn)行參數(shù)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在本發(fā)明實(shí)施例中，可通過(guò)采取“控制變量法”的方式來(lái)確定運(yùn)行參數(shù)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度等物理量對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組溫升的影響，根據(jù)各物理量對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組溫升的影響，繪制溫升曲線、冷卻曲線等，進(jìn)而根據(jù)這些曲線推導(dǎo)各物理量與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0046]具體的，以確定運(yùn)轉(zhuǎn)參量中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為例對(duì)“控制變量法”進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:在某一當(dāng)前環(huán)境溫度下，保持某一電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、繞組電壓、繞組電流等物理量的值固定不變。在同一電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)下，調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小，得到每一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的大小對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)繞組溫升情況，基于該情況描點(diǎn)、繪制對(duì)應(yīng)的溫升曲線。得到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的溫升曲線后，可根據(jù)該溫升曲線利用數(shù)學(xué)工具構(gòu)建電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系O
[0047]則，可利用類似的方法，分別確定電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、繞組電壓、繞組電流、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度等物理量與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系。將這些對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行疊力口，可得到各對(duì)應(yīng)關(guān)系的集合的表達(dá)形式為:Λ Θ =f(t,n, T, U, I, τ)。其中，Λ θ表征電動(dòng)機(jī)繞組溫升，t表征電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)，η表征電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，T表征電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，U表征電動(dòng)機(jī)的繞組電壓，I表征電動(dòng)機(jī)的繞組電流，τ表征電動(dòng)機(jī)的當(dāng)前環(huán)境溫度。
[0048]另外，可令電動(dòng)機(jī)到達(dá)某一電動(dòng)機(jī)繞組溫升后，中斷該電動(dòng)機(jī)的工作，則可獲取到在某一環(huán)境溫度、某一電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等情況下，電動(dòng)機(jī)繞組溫升隨著時(shí)間的推移而降低的冷卻曲線。該冷卻曲線也有利于構(gòu)建較為精準(zhǔn)的各物理量與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0049]在構(gòu)建好各物理量與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系之后，為了檢驗(yàn)所獲得的對(duì)應(yīng)關(guān)系是否符合實(shí)際情況，需要將該對(duì)應(yīng)關(guān)系實(shí)際運(yùn)用于某一電動(dòng)機(jī)上。并且該電動(dòng)機(jī)的繞組內(nèi)設(shè)置溫度傳感器，相關(guān)工作人員需要比對(duì)從該溫度傳感器獲取到的電動(dòng)機(jī)繞組溫升和根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算得到的電動(dòng)機(jī)繞組溫升之間的差距，進(jìn)而根據(jù)差距調(diào)整各對(duì)應(yīng)關(guān)系中的參數(shù)，以保證根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系計(jì)算得到的電動(dòng)機(jī)繞組溫升符合實(shí)際情況。
[0050]由于不同規(guī)格的電動(dòng)機(jī)的溫升曲線、冷卻曲線等表征電動(dòng)機(jī)發(fā)熱、散熱情況的曲線可能不一樣。因此，需要針對(duì)每一不同規(guī)則的電動(dòng)機(jī)研究其的溫升關(guān)系式Λ Θ =f(t, η, Τ, U, I, τ )，之后將研究出來(lái)并得到實(shí)際檢驗(yàn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系導(dǎo)入電動(dòng)機(jī)中，以便于在線監(jiān)測(cè)該電動(dòng)機(jī)的繞組溫升。
[0051]一般的，電動(dòng)機(jī)繞組過(guò)熱故障的原因可能有如下幾個(gè):(I)電動(dòng)機(jī)過(guò)載運(yùn)行。如:定、轉(zhuǎn)子之間摩擦(俗稱掃膛)、裝配不合格、被驅(qū)動(dòng)的機(jī)械部分有摩擦或犯卡等過(guò)載故障。
(2)電動(dòng)機(jī)缺相運(yùn)行。(3)三相電壓及三相電流的不平衡程度超出規(guī)定的允許范圍。⑷電源電壓過(guò)高或過(guò)低，超出電動(dòng)機(jī)額定電壓的允許變動(dòng)范圍(即±10%)。(5)電動(dòng)機(jī)繞組接線錯(cuò)誤。如:定子繞組某相端接頭接反。(6)電動(dòng)機(jī)繞組存在故障。如:繞組匝間或?qū)娱g短路、繞組接地。(7)定子鐵芯硅鋼片之間絕緣損壞，以致定子鐵芯短路，引起定子鐵芯渦流增大，造成電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。(8)啟動(dòng)頻繁。(9)電動(dòng)機(jī)周圍環(huán)境溫度過(guò)高，散熱不良、冷卻效果差。
[0052]綜上所述，及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)和診斷電動(dòng)機(jī)過(guò)熱故障，對(duì)于迅速排除因過(guò)熱引起的故障是非常重要的。因此，在電動(dòng)機(jī)的日常運(yùn)轉(zhuǎn)中，必須密切監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的溫升，特別是繞組的溫升，以期減少事故損失，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。
[0053]因此，在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖2所示，該方法還包括:
[0054]步驟S201、判斷當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升是否滿足預(yù)設(shè)的溫升閾值。
[0055]步驟S202、當(dāng)判斷到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升大于或等于溫升閾值，輸出報(bào)警信號(hào)。
[0056]其中，可以響鈴、指示燈亮起等方式向工作人員輸出報(bào)警信號(hào)，以使得工作人員可以及時(shí)注意到繞組的溫升過(guò)高，工作人員可根據(jù)報(bào)警信號(hào)及時(shí)調(diào)整控制策略，例如通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電動(dòng)機(jī)的繞組電壓和繞組電流等方法降低繞組的溫升，排除險(xiǎn)情，保證電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和列車的正常運(yùn)行。
[0057]則本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法基于對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)和獲取，通過(guò)大量試驗(yàn)構(gòu)建出電動(dòng)機(jī)繞組溫升模型，可實(shí)時(shí)獲得電動(dòng)機(jī)當(dāng)前繞組溫升并進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以防止工作人員無(wú)法及時(shí)了解到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升仍然滿足預(yù)設(shè)的溫升閾值、而當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫度已經(jīng)過(guò)高的情況，從而可保證電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0058]進(jìn)一步的，本實(shí)施例還提供了一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為基于前文的電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法構(gòu)建的，如圖3所示，該系統(tǒng)包括:
[0059]第一獲取模塊，用于獲取電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，其中，運(yùn)行參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、繞組電壓、繞組電流。
[0060]第二獲取模塊，用于獲取電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度。
[0061]處理模塊，用于根據(jù)運(yùn)行參數(shù)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
[0062]對(duì)于自扇風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)而言，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)其散熱效果是至關(guān)重要的。進(jìn)一步的，第一獲取模塊所獲取到的運(yùn)行參數(shù)還包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。即處理模塊還需要結(jié)合電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
[0063]需要說(shuō)明的是，雖然電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)于自扇風(fēng)冷電動(dòng)機(jī)的散熱效果是至關(guān)重要的，但是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同時(shí)，對(duì)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部流體的攪動(dòng)不同，因而各個(gè)部分的表面散熱系數(shù)也會(huì)略有不同，因此電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也同樣影響著別的種類的電動(dòng)機(jī)的散熱效果。因此，對(duì)于水冷電動(dòng)機(jī)、油冷電動(dòng)機(jī)等其他種類的電動(dòng)機(jī)，在利用本發(fā)明實(shí)施例所提供的方法監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)繞組溫升時(shí)，也應(yīng)當(dāng)將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速考慮進(jìn)去，以便得到更理想、更精確的電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
[0064]其中，第一獲取模塊可包括轉(zhuǎn)矩傳感器、電壓傳感器、電流傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器，以使得第一獲取模塊可及時(shí)獲取到電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、繞組電壓、繞組電流、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等運(yùn)行參數(shù)。顯然，第一獲取模塊還可包括其他可用于獲取上述運(yùn)行參數(shù)的硬件設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也可通過(guò)位置傳感器獲得，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不進(jìn)行限制。
[0065]具體的，第一獲取模塊中的轉(zhuǎn)矩傳感器、電壓傳感器、電流傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號(hào)均為模擬信號(hào)。而處理模塊的輸入輸出接口通常為二進(jìn)制接口，即只能識(shí)別二進(jìn)制信號(hào)。因此，為了保證第一獲取模塊和處理模塊之間的正常通信，一般的，第一獲取模塊中還包括模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,簡(jiǎn)稱ADC),可將連續(xù)變量的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字信號(hào)的器件。
[0066]在溫度變化不大的地方，當(dāng)前環(huán)境溫度可通過(guò)電動(dòng)機(jī)低速起動(dòng)時(shí)能夠監(jiān)測(cè)到的電動(dòng)機(jī)繞組電阻值進(jìn)行換算，并將該當(dāng)前環(huán)境溫度存儲(chǔ)在該系統(tǒng)的第二獲取模塊內(nèi)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)足夠長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)，即電動(dòng)機(jī)各部分溫度與周圍環(huán)境溫度相同或接近時(shí)，此時(shí)獲取的電動(dòng)機(jī)繞組電阻值有效。
[0067]進(jìn)一步的，在本發(fā)明實(shí)施例中，處理模塊還用于判斷當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升是否滿足預(yù)設(shè)的溫升閾值。
[0068]當(dāng)當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升大于或等于預(yù)設(shè)的所述溫升閾值時(shí)，為了使得工作人員能夠注意到這一情況，本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)中，還包括報(bào)警模塊，用于當(dāng)處理模塊判斷到所述當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升大于或等于預(yù)設(shè)的所述溫升閾值時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)。以便于工作人員根據(jù)報(bào)警信號(hào)及時(shí)調(diào)整控制策略，例如通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、電動(dòng)機(jī)的繞組電壓和繞組電流等方法降低繞組的溫升，排除險(xiǎn)情，保證電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和列車的正常運(yùn)行。
[0069]其中，報(bào)警模塊可為與處理模塊相連的響鈴、指示燈等可供提供報(bào)警信號(hào)以引起工作人員注意的設(shè)備，受控于處理模塊。例如，當(dāng)處理模塊用于當(dāng)處理模塊判斷到所述當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升大于或等于預(yù)設(shè)的所述溫升閾值時(shí)，向報(bào)警模塊輸出指示信號(hào)，指示報(bào)警模塊輸出報(bào)警信號(hào)。
[0070]存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)的溫升閾值，同時(shí)該存儲(chǔ)模塊還用于存儲(chǔ)運(yùn)行參數(shù)、電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系。工作人員在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行之前，將根據(jù)電動(dòng)機(jī)的屬性、種類研究得到的對(duì)應(yīng)關(guān)系存儲(chǔ)入該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的存儲(chǔ)模塊中，當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，處理模塊可調(diào)用位于存儲(chǔ)模塊內(nèi)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而根據(jù)在線監(jiān)測(cè)各運(yùn)算參數(shù)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)繞組的溫升或溫度。
[0071]具體的，處理模塊可為具有較強(qiáng)運(yùn)算能力的微型計(jì)算機(jī)，例如可為單片機(jī)(Single-Chip Microcomputer)、可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,簡(jiǎn)稱PLC)等。其中，存儲(chǔ)模塊可位于處理模塊內(nèi)部，也可位于處理模塊外部，為與處理模塊相連的存儲(chǔ)設(shè)備。本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不進(jìn)行限定。
[0072]雖然本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】?jī)?nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所公開(kāi)的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括: 獲取電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，其中，所述運(yùn)行參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、繞組電壓、繞組電流； 獲取電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度； 根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)、所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和所述當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述運(yùn)行參數(shù)還包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括: 確定所述運(yùn)行參數(shù)、所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系O
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，還包括: 判斷所述當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升是否滿足預(yù)設(shè)的溫升閾值； 當(dāng)判斷到所述當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升大于或等于所述溫升閾值，輸出報(bào)警信號(hào)。
5.一種電動(dòng)機(jī)繞組溫升的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 第一獲取模塊，用于獲取電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，其中，所述運(yùn)行參數(shù)包括電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、繞組電壓、繞組電流； 第二獲取模塊，用于獲取電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和當(dāng)前環(huán)境溫度； 處理模塊，用于根據(jù)所述運(yùn)行參數(shù)、所述電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)長(zhǎng)和所述當(dāng)前環(huán)境溫度與電動(dòng)機(jī)繞組溫升的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于， 所述運(yùn)行參數(shù)還包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于， 處理模塊還用于判斷所述當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升是否滿足預(yù)設(shè)的溫升閾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于， 報(bào)警模塊，用于當(dāng)處理模塊判斷到所述當(dāng)前電動(dòng)機(jī)繞組溫升大于或等于預(yù)設(shè)的所述溫升閾值時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)的溫升閾值或預(yù)設(shè)的溫度閾值。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104330663SQ201410573014
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】馮江華, 楊金霞, 李華湘, 陳致初, 盛振強(qiáng), 史俊旭, 孟繁東, 趙安然, 鄒煜林, 井?？? 申請(qǐng)人:南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司