本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種無刷直流電機(jī)的故障檢測方法及裝置。

背景技術(shù)：

無刷直流電機(jī)中的定子用于在通電后產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，而產(chǎn)生勵(lì)磁磁場，并對(duì)處在其中的通電導(dǎo)體產(chǎn)生力的作用。在無刷直流電機(jī)生產(chǎn)過程中，將定子裝入電機(jī)時(shí)，有可能因?yàn)檎`操作等原因?qū)е卵b入電機(jī)中的定子繞組與其不匹配。當(dāng)裝入電機(jī)中的定子繞組與其不匹配時(shí)，將會(huì)影響電機(jī)的工作效率。

目前，一般是在對(duì)無刷直流電機(jī)進(jìn)行總裝工序后，再對(duì)已經(jīng)完成總裝工序的無刷直流電機(jī)進(jìn)行總裝測試，然而一般僅僅對(duì)電機(jī)進(jìn)行過流、過壓以及過熱等故障檢測，并未檢測無刷直流電機(jī)是否用錯(cuò)定子，導(dǎo)致使用的電機(jī)工作效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種直流無刷電機(jī)的故障檢測方法，旨在無刷直流電機(jī)總裝測試時(shí)，實(shí)現(xiàn)檢測出無刷直流電機(jī)的定子繞組與其不匹配的故障。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種無刷直流電機(jī)的故障檢測方法，所述無刷直流電機(jī)包括三相定子繞組及逆變器，該故障檢測方法包括以下步驟：

在接收到故障測試指令時(shí)，控制所述逆變器驅(qū)動(dòng)所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)導(dǎo)通，并控制所述逆變器驅(qū)動(dòng)所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)導(dǎo)通；

獲取所述無刷直流電機(jī)的母線電壓值以及所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的穩(wěn)態(tài)電流值；

根據(jù)所述母線電壓值和所述穩(wěn)態(tài)電流值，計(jì)算出所述無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻；

根據(jù)所述相電阻及穩(wěn)態(tài)電流下降的時(shí)間，獲取所述無刷直流電機(jī)的三相定組子繞組的相電感；

當(dāng)所述無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻及相電感未成功匹配到預(yù)設(shè)的閾值檔時(shí)，則確定所述無刷直流電機(jī)的定子不匹配，并輸出對(duì)應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。

優(yōu)選地，所述獲取所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的穩(wěn)態(tài)電流值的步驟包括：

輸出預(yù)設(shè)周期的第一脈沖信號(hào)，控制所述逆變器驅(qū)動(dòng)所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)導(dǎo)通，并控制所述逆變器驅(qū)動(dòng)所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)導(dǎo)通；

檢測所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的電流值在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)是否變化；

若是，則將所述第一脈沖信號(hào)的當(dāng)前周期調(diào)整為第二周期，并返回執(zhí)行所述檢測所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的電流值在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)是否變化的步驟；所述第二周期大于所述當(dāng)前周期；

若否，則獲取當(dāng)前所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的工作電流值；當(dāng)前所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的工作電流值為所述穩(wěn)態(tài)電流值。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述母線電壓值和所述穩(wěn)態(tài)電流值，計(jì)算出所述無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻包括：

根據(jù)第一預(yù)設(shè)公式R＝α*U_dc/I，計(jì)算出所述相電阻；其中，α代表所述第一脈沖信號(hào)的占空比，U_dc代表所述母線電壓值，I代表所述穩(wěn)態(tài)電流值。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述相電阻及穩(wěn)態(tài)電流的下降時(shí)間，獲取所述無刷直流電機(jī)的三相定組子繞組的相電感的步驟包括：

停止輸出第一脈沖信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的所述三相定子繞組中的上橋臂開關(guān)關(guān)斷，并計(jì)時(shí)；

在所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的當(dāng)前工作電流值衰減至所述穩(wěn)態(tài)電壓值的0.368倍時(shí)，獲取所述計(jì)時(shí)值；

根據(jù)第二預(yù)設(shè)公式L＝R*τ，計(jì)算出所述相電感；其中，τ為所述計(jì)時(shí)值，R為所述相電阻。

本發(fā)明還提出一種無刷直流電機(jī)的故障檢測裝置，所述無刷直流電機(jī)包括三相定子繞組及逆變器，該故障檢測裝置包括：

控制模塊，用于在接收到故障測試指令時(shí)，控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)導(dǎo)通；

獲取模塊，用于獲取所述無刷直流電機(jī)的母線電壓值以及所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的穩(wěn)態(tài)電流值；

相電阻計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述母線電壓值和所述穩(wěn)態(tài)電流值，計(jì)算出所述無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻；

相電感計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述相電阻及穩(wěn)態(tài)電流的下降時(shí)間，獲取所述無刷直流電機(jī)的三相定組子繞組的相電感；

故障確定模塊，用于當(dāng)所述無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻及相電感未成功匹配到預(yù)設(shè)的閾值檔時(shí)，則確定所述無刷直流電機(jī)的定子不匹配，并輸出對(duì)應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。

優(yōu)選地，所述獲取模塊包括：

第一控制單元，用于輸出預(yù)設(shè)周期的第一脈沖信號(hào)，控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)導(dǎo)通；

檢測判斷單元，用于檢測所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的電流值在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)是否變化；

周期調(diào)整單元，用于在所述檢測判斷單元的判斷結(jié)果為是時(shí)，則將所述第一脈沖信號(hào)的當(dāng)前周期調(diào)整為第二周期；所述第二周期大于所述當(dāng)前周期；

循環(huán)控制單元，用于依次控制所述檢測判斷單元和周期調(diào)整單元進(jìn)行循環(huán)操作，直至檢測到所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的電流值在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)沒有變化；

第一獲取單元，用于獲取當(dāng)前所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的工作電流值；當(dāng)前所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的工作電流值為所述穩(wěn)態(tài)電流值。

優(yōu)選地，所述相電阻計(jì)算模塊具體用于：根據(jù)第一預(yù)設(shè)公式R＝α*U_dc/I，計(jì)算出所述相電阻；其中，α代表所述第一脈沖信號(hào)的占空比，U_dc代表所述母線電壓值，I代表所述穩(wěn)態(tài)電流值。

優(yōu)選地，所述相電感計(jì)算模塊包括：

第二控制單元，用于停止輸出第一脈沖信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的所述三相定子繞組中的上橋臂開關(guān)關(guān)斷，并計(jì)時(shí)；

第二獲取單元，用于在所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的當(dāng)前工作電流值衰減至所述穩(wěn)態(tài)電壓值的0.368倍時(shí)，獲取所述計(jì)時(shí)值；

相電感計(jì)算單元，用于根據(jù)第二預(yù)設(shè)公式L＝R*τ，計(jì)算出所述相電感；其中，τ為所述計(jì)時(shí)值，R為所述相電阻。

本發(fā)明通過獲取到的無刷直流電機(jī)的母線電壓值以及所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的穩(wěn)態(tài)電流值來計(jì)算無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻，再通過該相電阻及穩(wěn)態(tài)電流下降時(shí)間來計(jì)算出相電感，最后將計(jì)算出的相電阻與相電感與預(yù)設(shè)相電感和預(yù)設(shè)相電感進(jìn)行比對(duì)，如果未成功匹配到預(yù)設(shè)的閾值檔時(shí)，便可獲知該無刷直流電機(jī)的定子與該電機(jī)不匹配，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，以便測試工作人員對(duì)該無刷直流電機(jī)進(jìn)行更換，從而解決了在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器裝入電機(jī)本體(總裝工序)后，再對(duì)已經(jīng)完成總裝工序的無刷直流電機(jī)進(jìn)行總裝測試時(shí)，難以檢測出因無刷直流電機(jī)的定子與該電機(jī)不匹配的問題，提高了電機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖示出的結(jié)構(gòu)獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明無刷直流電機(jī)的故障檢測方法一實(shí)施例的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明無刷直流電機(jī)的故障檢測方法另一實(shí)施例的流程示意圖；

圖3為圖1中步驟20的細(xì)化流程示意圖；

圖4為圖1中步驟40的細(xì)化流程示意圖；

圖5為本發(fā)明無刷直流電機(jī)的故障檢測裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為圖5中獲取模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖7為圖5中相電感計(jì)算模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖8為本發(fā)明無刷直流電機(jī)中逆變器與定子繞組的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明無刷直流電機(jī)中逆變器與定子繞組的電路結(jié)構(gòu)等效拓?fù)涫疽鈭D；

圖10為本發(fā)明無刷直流電機(jī)中三相定子繞組的電流時(shí)間示意圖。

本發(fā)明的目的、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)，將結(jié)合實(shí)施例，并參照附圖作進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明，本發(fā)明實(shí)施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、后……)僅用于解釋在某一特定姿態(tài)(如附圖所示)下各部件之間的相對(duì)位置關(guān)系、運(yùn)動(dòng)情況等，如果該特定姿態(tài)發(fā)生改變時(shí)，則該方向性指示也相應(yīng)地隨之改變。

另外，在本發(fā)明中涉及“第一”、“第二”等的描述僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。另外，各個(gè)實(shí)施例之間的技術(shù)方案可以相互結(jié)合，但是必須是以本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)為基礎(chǔ)，當(dāng)技術(shù)方案的結(jié)合出現(xiàn)相互矛盾或無法實(shí)現(xiàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種技術(shù)方案的結(jié)合不存在，也不在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。

參照?qǐng)D8，本發(fā)明的無刷直流電機(jī)包括三相定子繞組及逆變器，該逆變器具有對(duì)應(yīng)每一相定子繞組的上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)和下橋臂開關(guān)(S4/S5/S6)，各相定子繞組的上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)和下橋臂開關(guān)(S4/S5/S6)可通過輸入開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以控制相應(yīng)相的定子繞組通電而形成工作回路，從而使無刷直流電機(jī)工作。具體地，三相定子繞組分別為U相定子繞組、V相定子繞組及W相定子繞組，其中，U相定子繞組對(duì)應(yīng)逆變器的上橋臂開關(guān)S1和下橋臂開關(guān)S4，U相定子繞組對(duì)應(yīng)逆變器的上橋臂開關(guān)S2和下橋臂開關(guān)S5，U相定子繞組對(duì)應(yīng)逆變器的上橋臂開關(guān)S3和下橋臂開關(guān)S6。

基于上述無刷直流電機(jī)，本發(fā)明提出一種無刷直流電機(jī)的故障檢測方法。

參照?qǐng)D1，圖1為本發(fā)明無刷直流電機(jī)的故障檢測方法一實(shí)施例的流程示意圖，該方法包括以下步驟：

步驟S10、在接收到故障測試指令時(shí)，控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)導(dǎo)通。

當(dāng)接收到故障測試指令時(shí)，控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)(S4/S5/S6)導(dǎo)通，使電流從上橋臂流入定子繞組后，分別從另外兩相定子繞組流出而形成兩個(gè)并聯(lián)的電流回路。

步驟S20、獲取所述無刷直流電機(jī)的母線電壓值以及所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的穩(wěn)態(tài)電流值。

具體地，無刷直流電機(jī)的直流母線電壓值為已知參數(shù)，當(dāng)然也可以通過采樣直流母線的電壓獲得。當(dāng)控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)(S4/S5/S6)導(dǎo)通時(shí)，定子繞組與逆變器形成了兩個(gè)并聯(lián)回路，此時(shí)獲取到的并聯(lián)回路工作在穩(wěn)態(tài)時(shí)的工作電流值即為穩(wěn)態(tài)電流值。

步驟S30、根據(jù)所述母線電壓值和所述穩(wěn)態(tài)電流值，計(jì)算出所述無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻；

當(dāng)電機(jī)定子繞組的實(shí)際線圈匝數(shù)與該電機(jī)定子繞組所需的線圈匝數(shù)不同時(shí)，將會(huì)影響電機(jī)的工作效率。具體地，當(dāng)定子繞組的線圈匝數(shù)小于所需的線圈匝數(shù)時(shí)，該無刷直流電機(jī)的電抗將會(huì)降低，導(dǎo)致流經(jīng)定子繞組的電流增大，但磁通密度已經(jīng)達(dá)到飽和，定子中的磁力降低，且轉(zhuǎn)矩也減少了，而使得無刷直流電機(jī)自生的能耗加大而使的輸出功率降低。

當(dāng)定子繞組的線圈匝數(shù)大于所需的線圈匝數(shù)時(shí)，該無刷直流電機(jī)的電抗將會(huì)降低增大，導(dǎo)致流經(jīng)定子繞組的電流減少，同樣會(huì)導(dǎo)致無刷直流電機(jī)的功率降低。

而定子繞組的線圈匝數(shù)與定子繞組的相電阻是成正比的，即匝數(shù)越多，相電阻越大，這樣檢測定子繞組的相電阻，即可知道該無刷直流電機(jī)的定子是否匹配。

步驟S40、根據(jù)所述相電阻及穩(wěn)態(tài)電流的下降時(shí)間，獲取所述無刷直流電機(jī)的三相定組子繞組的相電感；

如果電機(jī)中的定子繞組的鐵芯與所需的線圈匝數(shù)不匹配，將導(dǎo)致定子鐵芯兩端，的齒導(dǎo)磁短路，產(chǎn)生磁發(fā)熱和磁振動(dòng)等現(xiàn)象，導(dǎo)致定子鐵芯和繞組溫度過高，使得無刷直流電機(jī)的工作效率降低。而定子繞組中的電感值比較大，定子繞組的鐵芯與電感成平方的關(guān)系，這樣通過測量定子繞組上電感值的大小，即可進(jìn)一步確定定子繞組與所需的線圈匝數(shù)是否匹配。

步驟S50、當(dāng)所述無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻及相電感未成功匹配到預(yù)設(shè)的閾值檔時(shí)，則確定所述無刷直流電機(jī)的定子不匹配，并輸出對(duì)應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。

其中，預(yù)設(shè)電機(jī)中定子繞組任意一相相電阻為R_S，任意一相相電感為L_S。當(dāng)控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)導(dǎo)通，本實(shí)施例中，當(dāng)控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)(S4/S5/S6)導(dǎo)通時(shí)，定子繞組與逆變器形成了兩個(gè)并聯(lián)回路，此時(shí)定子繞組的等效電阻R₀可根據(jù)獲得，等效電感L₀可根據(jù)獲得，將等效電阻值R₀與等效電感值分別設(shè)置為設(shè)定為預(yù)設(shè)電阻值及預(yù)設(shè)電感值L₀。將計(jì)算所得相電阻與預(yù)設(shè)電阻值進(jìn)行比較，同時(shí)將計(jì)算所得相電感與預(yù)設(shè)電感值進(jìn)行比較，如果比較值超出允許的誤差范圍，即表示無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻及相電感未成功匹配到預(yù)設(shè)的閾值檔，則確定所述無刷直流電機(jī)的定子不匹配。

本發(fā)明方法通過控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)(S4/S5/S6)導(dǎo)通，使電流從上橋臂流入定子繞組后，分別從另外兩相定子繞組流出而形成兩個(gè)并聯(lián)的電流回路，然后，通過獲取到的無刷直流電機(jī)的母線電壓值以及所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的穩(wěn)態(tài)電流值來計(jì)算無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻，再通過該相電阻及穩(wěn)態(tài)電流的下降時(shí)間來計(jì)算相電感，最后將計(jì)算出的相電阻與相電感與預(yù)設(shè)相電感和預(yù)設(shè)相電感進(jìn)行比對(duì)，如果未成功匹配到預(yù)設(shè)的閾值檔時(shí)，便可獲知該無刷直流電機(jī)的定子與該電機(jī)不匹配，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，以便測試工作人員對(duì)該無刷直流電機(jī)進(jìn)行更換，從而實(shí)現(xiàn)了在總裝測試時(shí)檢測出無刷直流電機(jī)的定子繞組與其不匹配的故障，提高了電機(jī)的工作效率，進(jìn)而提高了電機(jī)的生產(chǎn)質(zhì)量。

參照?qǐng)D3，在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟20包括：

步驟S21、輸出預(yù)設(shè)周期的第一脈沖信號(hào)，控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)(S4/S5/S6)導(dǎo)通；

其中，第一脈沖信號(hào)可由無刷直流電機(jī)預(yù)先設(shè)置，該第一脈沖信號(hào)可以為一個(gè)脈沖信號(hào)，也可為一系列的脈沖信號(hào)，該第一脈沖信號(hào)的占空比固定，周期可調(diào)，以便獲得穩(wěn)態(tài)電流值。

步驟S22、檢測所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的工作電流值在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)是否變化；若是，則執(zhí)行步驟S23，若否，則執(zhí)行步驟S24。

具體地，當(dāng)檢測到當(dāng)前另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的工作電流值在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)不再變化時(shí)，讀取當(dāng)前的工作電流值，此時(shí)的工作電流值便是所需的穩(wěn)態(tài)電流值。

步驟S23、將所述第一脈沖信號(hào)的當(dāng)前周期調(diào)整為第二周期，并返回執(zhí)行所述檢測所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的電流值在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)是否變化的步驟S22；所述第二周期大于所述當(dāng)前周期。

在逆變器開始上電工作時(shí)，由于電流處于上升時(shí)期，電流還未處于穩(wěn)態(tài)，故需要通過調(diào)節(jié)第一脈沖信號(hào)的周期，該周期由小開始逐漸增大，從而得到穩(wěn)態(tài)時(shí)的電流。

步驟S24、獲取當(dāng)前所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的工作電流值；當(dāng)前所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的工作電流值為所述穩(wěn)態(tài)電流值。

經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)時(shí)間t為3τ～5τ時(shí)，便可認(rèn)為流經(jīng)三相定子繞組的電流達(dá)到穩(wěn)定，其中τ為定子繞組與逆變器組成的電流回路的時(shí)間常數(shù)。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟S30包括：

步驟S31、根據(jù)第一預(yù)設(shè)公式R＝α*U_dc/I，計(jì)算出所述相電阻；其中，α代表所述第一脈沖信號(hào)的占空比，U_dc代表所述母線電壓值，I代表所述穩(wěn)態(tài)電流值。

參照?qǐng)D9，圖9為無刷直流電機(jī)的三相定子繞組與對(duì)應(yīng)的橋臂開關(guān)組成的電路等效拓?fù)鋱D，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，此時(shí)電路的動(dòng)態(tài)過程等效為一階RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)，其中，S等效為逆變器的所有上橋臂開關(guān)及下橋臂開關(guān)，U_S代表定子繞組的端電壓，R代表定子繞組的相電阻，L代表定子繞組的相電感，i代表電流回路中的電流，根據(jù)基爾霍夫電壓定律：

U_R+U_L＝U_S(1)

可得：

$i\left(t\right)=\frac{U_S}{R}*(1-e^{\frac{-t}{\mathrm{\τ}}})---\left(2\right)$

式(1)中，U_R為相電阻R兩端的電壓，U_L為相電感L兩端的電壓，U_S為定子繞組的端電壓。

式(2)中，i(t)為當(dāng)前回路中的定子繞組中的電流值，τ為回路的時(shí)間常數(shù)。

本實(shí)施例中，無刷直流電機(jī)的直流母線電壓值為已知參數(shù)，再參照?qǐng)D10，圖10中，I_U代表U相電流變化曲線圖，I_V代表V相電流變化曲線圖，經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)得知，只有當(dāng)時(shí)間t趨于無限時(shí)，當(dāng)前電流i(t)才穩(wěn)定，而在實(shí)際工程應(yīng)用中，當(dāng)t為3τ～5τ時(shí)，即可認(rèn)為電流已經(jīng)穩(wěn)定，從而可以獲取穩(wěn)態(tài)電流值。

根據(jù)穩(wěn)態(tài)電流值及母線電壓值，便可計(jì)算出相電阻：R＝U_S/I(3)式(3)中，I為穩(wěn)態(tài)電流值。

而定子繞組的端電壓與無刷直流母線電壓U_dc存在U_S＝α*U_dc的關(guān)系，因此，根據(jù)公式：R＝α*U_dc/I便可求得相電阻。

參照?qǐng)D4，在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述步驟S40包括：

步驟S41、停止輸出第一脈沖信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的所述三相定子繞組中的上橋臂開關(guān)關(guān)斷(S1/S2/S3)，并計(jì)時(shí)；

具體地，當(dāng)上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)關(guān)斷時(shí)，回路中的電流開始衰減，從電流衰減那一時(shí)刻開始計(jì)時(shí)。

步驟S42、在所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的當(dāng)前工作電流值衰減至所述穩(wěn)態(tài)電壓值的0.368倍時(shí)，獲取所述計(jì)時(shí)值；

經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)得知，當(dāng)前電流i(t)在開關(guān)S關(guān)斷后開始衰減，由于電流開始衰減時(shí)的電流值為穩(wěn)態(tài)時(shí)電流值I，當(dāng)衰減時(shí)間t剛好等于回路時(shí)間常數(shù)τ時(shí)，此時(shí)根據(jù)可以得到i(t)＝I*e^-1，即i(t)＝I*0.368。

步驟S43、根據(jù)第二預(yù)設(shè)公式L＝R*τ，計(jì)算出所述相電感；其中，τ為所述計(jì)時(shí)值，R為所述相電阻。

由于相電感與相電阻之間成正比關(guān)系，而時(shí)間常數(shù)τ由計(jì)時(shí)值可知，故根據(jù)電阻值便可得到相電感，因此在當(dāng)前電流衰減至穩(wěn)態(tài)電流值的0.368倍時(shí)，可以根據(jù)公式：τ＝L/R(7)，便可求得相電感L。

基于上述無刷直流電機(jī)，參照?qǐng)D5，本發(fā)明還提出一種無刷直流電機(jī)的故障檢測裝置，該故障檢測裝置包括：

控制模塊10，用于在接收到故障測試指令時(shí)，控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)(S4/S5/S6)導(dǎo)通；

本發(fā)明實(shí)施例中，控制模塊10可以采用分立元件組成的電路來實(shí)施，也可以采用集成芯片來實(shí)施，本實(shí)施例中，控制模塊10優(yōu)選采用無刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制芯片來實(shí)施。

獲取模塊20，用于獲取所述無刷直流電機(jī)的母線電壓值以及所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的穩(wěn)態(tài)電流值；

具體地，參照?qǐng)D8，在本實(shí)施例中，獲取模塊20包括第一采樣電阻R1及第二采樣電阻R2，其中，在控制模塊10控制U相的上橋臂開關(guān)S1導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的控制V相下橋臂開關(guān)S5及W相下橋臂開關(guān)S6導(dǎo)通的情況下，第一采樣電阻R1設(shè)置于V相下橋臂開關(guān)S5的輸出端與無刷直流電機(jī)的負(fù)電壓端之間；第二采樣電阻R2設(shè)置于W相下橋臂開關(guān)S6的輸出端與無刷直流電機(jī)的負(fù)電壓端之間。

相電阻計(jì)算模塊30，用于根據(jù)所述母線電壓值和所述穩(wěn)態(tài)電流值，計(jì)算出所述無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻；

相電感計(jì)算模塊40，用于根據(jù)所述相電阻及穩(wěn)態(tài)電流的下降時(shí)間，獲取所述無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電感；

故障確定模塊50，用于當(dāng)所述無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻及相電感未成功匹配到預(yù)設(shè)的閾值檔時(shí)，則確定所述無刷直流電機(jī)的定子不匹配，并輸出對(duì)應(yīng)的報(bào)警信號(hào)。

需要說明的是，故障確定模塊50可以為檢測表，檢測表中存儲(chǔ)有定子繞組的，若檢測表中未存在相電阻和相電感值相同或相似預(yù)設(shè)電阻值及預(yù)設(shè)電感值，則確定所述無刷直流電機(jī)的定子與該電機(jī)不匹配。故障確定模塊30還可以為比較器，若定子繞組的相電阻和相電感分別與預(yù)設(shè)電阻值及預(yù)設(shè)電感值比對(duì)，比對(duì)值未在允許范圍內(nèi)，則確定所述無刷直流電機(jī)缺相。

本發(fā)明裝置通過獲取模塊20來獲取到的無刷直流電機(jī)的母線電壓值以及所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的穩(wěn)態(tài)電流值以使相電阻計(jì)算單元30計(jì)算出無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻，再通過相電感計(jì)算單元40來計(jì)算出相電感，最后通過故障確定模塊50將計(jì)算出的相電阻與相電感與預(yù)設(shè)相電感和預(yù)設(shè)相電感進(jìn)行比對(duì)，如果未成功匹配到預(yù)設(shè)的閾值檔時(shí)，便可獲知該無刷直流電機(jī)的定子與該電機(jī)不匹配，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，以便測試工作人員對(duì)該無刷直流電機(jī)進(jìn)行更換，從而解決了在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器裝入電機(jī)本體(總裝工序)后，再對(duì)已經(jīng)完成總裝工序的無刷直流電機(jī)進(jìn)行總裝測試時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在總裝測試時(shí)檢測出無刷直流電機(jī)的定子繞組與其不匹配的故障。

參照?qǐng)D6，在一優(yōu)選實(shí)施例中，所述獲取模塊20進(jìn)一步包括第一控制單元21，用于輸出預(yù)設(shè)周期的第一脈沖信號(hào)，控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)(S4/S5/S6)導(dǎo)通。

具體地，第一控制模塊21可以是PWM控制器、脈沖發(fā)生器等，此處不做限制。第一控制單元通過輸出第一脈沖信號(hào)來控制逆變器中對(duì)應(yīng)的上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)以及下橋臂開關(guān)(S4/S5/S6)的導(dǎo)通/關(guān)斷，來控制無刷直流電機(jī)工作。

檢測判斷單元22，用于檢測所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的電流值在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)是否變化。

具體地，檢測判斷單元22通過將當(dāng)前的電流值與第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)任意時(shí)刻的的電流值進(jìn)行比較，檢測當(dāng)前的電流值變化范圍的大小，從而判斷電流值在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)是否變化。

周期調(diào)整單元23，用于在所述檢測判斷單元的判斷結(jié)果為是時(shí)，則將所述第一脈沖信號(hào)的當(dāng)前周期調(diào)整為第二周期；所述第二周期大于所述當(dāng)前周期。

具體地，周期調(diào)整單元23基于第一脈沖信號(hào)占空比不變的條件下，將第一脈沖信號(hào)的周期增大，以獲取穩(wěn)定的電流值。

循環(huán)控制單元24，用于依次控制所述檢測判斷單元22和周期調(diào)整單元23進(jìn)行循環(huán)操作，直至檢測到所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的電流值在第一預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)沒有變化。

具體地，循環(huán)控制單元24通過不斷檢測當(dāng)前時(shí)刻的電流值以及調(diào)整第一脈沖信號(hào)的周期，直至當(dāng)前電流值沒有變化，或者變化微弱幾乎可以忽略不計(jì)的時(shí)，停止循環(huán)操作。

第一獲取單元25，用于獲取當(dāng)前所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的工作電流值；當(dāng)前所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的工作電流值為所述穩(wěn)態(tài)電流值。

具體地，第一獲取單元25在循環(huán)控制單元停止循環(huán)后，讀取當(dāng)前所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的工作電流值，此時(shí)的工作電流值便是穩(wěn)態(tài)電流值。

進(jìn)一步地，相電阻計(jì)算模塊30具體用于根據(jù)第一預(yù)設(shè)公式R＝α*U_dc/I，計(jì)算出所述相電阻；其中，α代表所述第一脈沖信號(hào)的占空比，U_dc代表所述母線電壓值，I代表所述穩(wěn)態(tài)電流值。

參照?qǐng)D7，基于上述實(shí)施例，所述相電感計(jì)算模塊40包括：

第二控制單元41，用于停止輸出第一脈沖信號(hào)，控制對(duì)應(yīng)的所述三相定子繞組中的上橋臂開關(guān)關(guān)斷，并計(jì)時(shí)；

優(yōu)選地，第二控制模塊41可以是PWM控制器、脈沖發(fā)生器等，此處不做限制。

第二獲取單元42用于在所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的當(dāng)前工作電流值衰減至所述穩(wěn)態(tài)電壓值的0.368倍時(shí)，獲取所述計(jì)時(shí)值；

相電感計(jì)算單元43，用于根據(jù)第二預(yù)設(shè)公式L＝R*τ，計(jì)算出所述相電感；其中，τ為所述計(jì)時(shí)值，R為所述相電阻。

綜上，本發(fā)明裝置通過控制模塊10控制所述三相定子繞組中任意一相定子繞組的上橋臂開關(guān)(S1/S2/S3)導(dǎo)通，并控制所述三相定子繞組中另外兩相定子繞組的下橋臂開關(guān)(S4/S5/S6)導(dǎo)通，使電流從上橋臂流入定子繞組后，分別從另外兩相定子繞組流出而形成兩個(gè)并聯(lián)的電流回路。然后通過獲取模塊20來獲取到的無刷直流電機(jī)的母線電壓值以及所述另外兩相定子繞組中任一項(xiàng)的穩(wěn)態(tài)電流值以使相電阻計(jì)算單元30計(jì)算出無刷直流電機(jī)的三相定子繞組的相電阻，再通過相電感計(jì)算單元40來計(jì)算出相電感，最后通過故障確定模塊50將計(jì)算出的相電阻與相電感與預(yù)設(shè)相電感和預(yù)設(shè)相電感進(jìn)行比對(duì)，如果未成功匹配到預(yù)設(shè)的閾值檔時(shí)，便可獲知該無刷直流電機(jī)的定子與該電機(jī)不匹配，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，以便測試工作人員對(duì)該無刷直流電機(jī)進(jìn)行更換，從而解決了在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器裝入電機(jī)本體(總裝工序)后，再對(duì)已經(jīng)完成總裝工序的無刷直流電機(jī)進(jìn)行總裝測試時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在總裝測試時(shí)檢測出無刷直流電機(jī)的定子繞組與其不匹配的故障。

上述本發(fā)明實(shí)施例序號(hào)僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到上述實(shí)施例裝置可借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實(shí)施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)(如ROM/RAM、磁碟、光盤)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)終端設(shè)備(可以是手機(jī)，計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述的裝置。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思下，利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接/間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。