一种电机温度的获取方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种电机温度的获取方法、装置及系统，电机在工作过程中由于摩擦会不断升高温度，同时会不断与周围环境进行热交互释放温度，本方法时刻模拟电机在真实环境中的温度变化情况，以计算每个时刻的绕组温度，本发明并没有利用温度传感器直接采集电机的绕组温度，而是通过时刻模拟有刷电机真实的升温过程和降温过程，来获取有刷电机的绕组温度。与现有技术相比，不会由于其他因素的干扰而影响测量准确性，所以本发明能够精确地、实时地获取电机绕组还不同时刻的绕组温度，以便对电机的工作状态进行控制，使有刷电机工作在合理的温度范围内。
【专利说明】-种电机温度的获取方法、装置及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及自动化领域，尤其涉及一种电机温度的获取方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] 随着电机技术的广泛应用，旋转有刷直流电机（W下简称有刷电机）W其结构简 单，体积较小，控制策略简单的优势被广泛应用于各个领域，由于有刷电机的铜耗较大，所 W在工作过程中会不断发热，当有刷电机上的热量超过一定程度时会损坏有刷电机，所W 现有技术中一般采用温度传感器来采集有刷电机的温度，W便根据温度对有刷电机进行控 制。
[0003] 有刷电机中固定的部分叫做定子、旋转的部分称为转子，在转子上面设有绕组，一 般情况下温度传感器应该设置在绕组上，由于转子在有刷电机工作过程中不断转动，所W 接触式温度传感器很难安装在绕组上，若采用非接触式传感器，则测量时容易受到外界光 学因素的干扰，导致测量结果偏差较大。
[0004] 因此现在需要一种新的方法来准确测量有刷电机的绕组温度，W便对电机的工作 状态进行控制，使有刷电机工作在合理的温度范围内。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种电机温度的获取方法、装置及系统，准确测量有刷电机的绕组 温度，W便对电机的工作状态进行控制，使有刷电机工作在合理的温度范围内。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供W下技术手段：
[0007] -种电机温度的获取方法，包括：
[0008] 获取前一时刻的绕组温度、当前时刻的电机转速、当前时刻的供电电压和当前时 刻的环境温度；
[0009] 依据所述电机转速和所述供电电压在预设升温二维表中获得升温系数，将所述电 机转速、所述供电电压和所述升温系数代入预设升温公式得到升温温度；
[0010] 依据所述前一时刻的绕组温度与当前环境温度差值在预设降温表中获得降温系 数，将所述前一时刻的绕组温度、环境温度和降温系数代入预设降温公式得到降温温度；
[0011] 依据所述前一时刻的绕组温度、所述升温温度和所述降温温度，计算得到当前时 刻的绕组温度。
[0012] 优选的，所述依据所述前一时刻的绕组温度、所述升温温度和所述降温温度，计算 得到当前时刻的绕组温度包括：
[0013] 将所述前一时刻的绕组温度加上所述升温温度减去所述降温温度后的温度作为 当前时刻的绕组温度。
[0014] 优选的，所述依据所述前一时刻的绕组温度、所述升温温度和所述降温温度计算 得到当前时刻的绕组温度包括：
[0015] 获取当前时刻的电机状态；
[0016] 依据电机状态所述判断电机是否处于运行状态；
[0017] 当所述电机处于运行状态，将所述前一时刻的绕组温度与所述升温温度的和值作 为当自U时刻的绕组温度；
[0018] 当所述电机处于停机状态，将所述前一时刻的绕组温度与所述降温温度的差值作 为当前时刻的绕组温度。
[001引 优选的，
[0020] 所述预设升温公式为TL 07,仿)二k ' U -f''叫 '份' ，其中，TiM化U)为绕 组温度，Kt为转矩系数，《为角速度，Chwithg为升温系数；
[0021] 所述预设降温公式为Tdee(Ty) = (Ty-Te) .。。。1化,，其中，Tdee(Tw)为降温温度， Th为前一时刻的绕组温度，T。为当前时刻的环境温度，C。。。。。,为降温系数。
[002引优选的，还包括：
[0023] 获取电机的电机型号；
[0024] 在预设数据库中查找与所述电机型号对应的所述预设升温二维表和所述预设降 温表，所述预设数据库中预先存储有与多个电机型号对应的升温二维表和降温表。
[0025] 优选的，在计算得到当前时刻的绕组温度之后还包括；当所述当前时刻的绕组温 度大于进入热保护阔值时，控制所述电机进入停机状态。
[0026] 优选的，在所述电机进入停机状态之后还包括；当所述当前时刻的绕组温度小于 退出热保护阔值时，控制所述电机进入运行状态，其中所述退出热保护阔值小于或等于所 述进入热保护阔值。
[0027] -种电机温度的获取装置，包括：
[0028] 获取单元，用于获取前一时刻的绕组温度、当前时刻的电机转速、当前时刻的供电 电压和当前时刻的环境温度；
[0029] 升温单元，用于依据所述电机转速和所述供电电压在预设升温二维表中获得升温 系数，将所述电机转速、所述供电电压和所述升温系数代入预设升温公式得到升温温度；
[0030] 降温单元，用于依据所述前一时刻的绕组温度与当前环境温度差值在预设降温表 中获得降温系数，将所述前一时刻的绕组温度、环境温度和降温系数代入预设降温公式得 到降温温度；
[0031] 计算单元，用于依据所述前一时刻的绕组温度、所述升温温度和所述降温温度，计 算得到当前时刻的绕组温度。
[0032] 优选的，所述计算单元包括：
[0033] 第一计算单元，用于将所述前一时刻的绕组温度加上所述升温温度减去所述降温 温度后的温度作为当自U时刻的绕组温度；
[0034] 第二计算单元，用于获取当前时刻的电机状态；依据电机状态所述判断电机是否 处于运行状态；当所述电机处于运行状态，将所述前一时刻的绕组温度与所述升温温度的 和值作为当前时刻的绕组温度；当所述电机处于停机状态，将所述前一时刻的绕组温度与 所述降温温度的差值作为当前时刻的绕组温度。
[003引优选的，还包括：
[0036] 进入保护单元，用于当所述当前时刻的绕组温度大于进入热保护阔值时，控制所 述电机进入停机状态；
[0037] 退出保护单元，用于当所述当前时刻的绕组温度小于退出热保护阔值时，控制所 述电机进入运行状态，其中所述退出热保护阔值小于或等于所述进入热保护阔值。
[0038] -种电机温度的获取系统，包括：
[0039] 电机和所述电机相连的处理器；
[0040] 所述处理器获取绕组温度的具体过程包括：获取前一时刻的绕组温度、当前时刻 的电机转速、当前时刻的供电电压和当前时刻的环境温度；依据所述电机转速和所述供电 电压在预设升温二维表中获得升温系数，将所述电机转速、所述供电电压和所述升温系数 代入预设升温公式得到升温温度；依据所述前一时刻的绕组温度与当前环境温度差值在预 设降温表中获得降温系数，将所述前一时刻的绕组温度、环境温度和降温系数代入预设降 温公式得到降温温度；依据所述前一时刻的绕组温度、所述升温温度和所述降温温度，计算 得到当前时刻的绕组温度。
[0041] 本发明提供了一种电机温度的获取方法，电机在工作过程中由于摩擦会不断升高 温度，同时会不断与周围环境进行热交互释放温度，本方法时刻模拟电机在真实环境中的 温度变化情况，W计算每个时刻的绕组温度，W其中一个计算过程为例，计算有刷电机在当 前时刻内的升温温度和降温温度，并在前一时刻的绕组温度基础上，依据升温温度和降温 温度得到当自U时刻的绕组温度。
[0042] 本发明并没有利用温度传感器直接采集电机的绕组温度，而是通过时刻模拟有刷 电机真实的升温过程和降温过程，来获取有刷电机的绕组温度。与现有技术相比，不会由于 其他因素的干扰而影响测量准确性，所W本发明能够精确地、实时地获取电机绕组在不同 时刻的绕组温度，W便对电机的工作状态进行控制，使有刷电机工作在合理的温度范围内。
【专利附图】
【附图说明】
[0043] 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W 根据该些附图获得其他的附图。
[0044] 图1为本发明实施例公开的一种电机温度的获取方法的流程图；
[0045] 图2为本发明实施例公开的又一种电机温度的获取方法的流程图；
[0046] 图3为本发明实施例公开的又一种电机温度的获取方法的流程图；
[0047] 图4为本发明实施例公开的一种电机温度的获取装置的结构示意图；
[0048] 图5为本发明实施例公开的又一种电机温度的获取装置的结构示意图；
[0049] 图6为本发明实施例公开的又一种电机温度的获取装置的结构示意图；
[0050] 图7为本发明实施例公开的一种电机温度的获取系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0051] 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做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。
[005引如图1所示，本发明提供了一种电机温度的获取方法，包括：
[0053] 在介绍本发明具体实现过程之前首先介绍电机的温度是如何计算的。 tlT T T
[0054] 电机的发热公式一为^心^~^+ ^ '二梦, ........（ 1 )，
[0055] 其中，Qu为电机无功功率（W)，T为电机绕组温度rc)，Tg为外部环境温度rc)， ^为电机绕组温度变化率CC /s)，Rt为电机热阻CC /W)，M为电机质量化g)，C为构造 Clt 电机材料的比热容（JAgC)。
[0056] 将公式（1)经过公式变换和离散化处理可W得到公式二
[0057]
【权利要求】
1. 一种电机温度的获取方法，其特征在于，包括： 获取前一时刻的绕组温度、当前时刻的电机转速、当前时刻的供电电压和当前时刻的 环温度； 依据所述电机转速和所述供电电压在预设升温二维表中获得升温系数，将所述电机转 速、所述供电电压和所述升温系数代入预设升温公式得到升温温度； 依据所述前一时刻的绕组温度与当前环境温度差值在预设降温表中获得降温系数，将 所述前一时刻的绕组温度、环境温度和降温系数代入预设降温公式得到降温温度； 依据所述前一时刻的绕组温度、所述升温温度和所述降温温度，计算得到当前时刻的 绕组温度。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述前一时刻的绕组温度、所述升 温温度和所述降温温度，计算得到当前时刻的绕组温度包括： 将所述前一时刻的绕组温度加上所述升温温度减去所述降温温度后的温度作为当前 时刻的绕组温度。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述前一时刻的绕组温度、所述升 温温度和所述降温温度计算得到当前时刻的绕组温度包括： 获取当前时刻的电机状态； 依据所述电机状态判断电机是否处于运行状态； 当所述电机处于运行状态，将所述前一时刻的绕组温度与所述升温温度的和值作为当 前时刻的绕组温度； 当所述电机处于停机状态，将所述前一时刻的绕组温度与所述降温温度的差值作为当 前时刻的绕组温度。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，
，其中，Tim(U，《)为绕组温 度，Kt为转矩系数，w为角速度，Ctealting为升温系数； 所述预设降温公式为T^OV1) = (H) Atraling，其中，Tde。(IV1)为降温温度，IV1为 前一时刻的绕组温度，Te为当前时刻的环境温度，C_ling为降温系数。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括： 获取电机的电机型号； 在预设数据库中查找与所述电机型号对应的所述预设升温二维表和所述预设降温表， 所述预设数据库中预先存储有与多个电机型号对应的升温二维表和降温表。
6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在计算得到当前时刻的绕组温度之后还包 括：当所述当前时刻的绕组温度大于进入热保护阈值时，控制所述电机进入停机状态； 在所述电机进入停机状态之后还包括：当所述当前时刻的绕组温度小于退出热保护阈 值时，控制所述电机进入运行状态，其中所述退出热保护阈值小于或等于所述进入热保护 阈值。
7. -种电机温度的获取装置，其特征在于，包括： 获取单元，用于获取前一时刻的绕组温度、当前时刻的电机转速、当前时刻的供电电压 和当前时刻的环境温度； 升温单元，用于依据所述电机转速和所述供电电压在预设升温二维表中获得升温系 数，将所述电机转速、所述供电电压和所述升温系数代入预设升温公式得到升温温度； 降温单元，用于依据所述前一时刻的绕组温度与当前环境温度差值在预设降温表中获 得降温系数，将所述前一时刻的绕组温度、环境温度和降温系数代入预设降温公式得到降 温温度； 计算单元，用于依据所述前一时刻的绕组温度、所述升温温度和所述降温温度，计算得 到当前时刻的绕组温度。
8. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算单元包括： 第一计算单元，用于将所述前一时刻的绕组温度加上所述升温温度减去所述降温温度 后的温度作为当前时刻的绕组温度； 第二计算单元，用于获取当前时刻的电机状态；依据电机状态所述判断电机是否处于 运行状态；当所述电机处于运行状态，将所述前一时刻的绕组温度与所述升温温度的和值 作为当前时刻的绕组温度；当所述电机处于停机状态，将所述前一时刻的绕组温度与所述 降温温度的差值作为当前时刻的绕组温度。
9. 如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括： 进入保护单元，用于当所述当前时刻的绕组温度大于进入热保护阈值时，控制所述电 机进入停机状态； 退出保护单元，用于当所述当前时刻的绕组温度小于退出热保护阈值时，控制所述电 机进入运行状态，其中所述退出热保护阈值小于或等于所述进入热保护阈值。
10. -种电机温度的获取系统，其特征在于，包括： 电机和所述电机相连的处理器； 所述处理器获取绕组温度的具体过程包括：获取前一时刻的绕组温度、当前时刻的电 机转速、当前时刻的供电电压和当前时刻的环境温度；依据所述电机转速和所述供电电压 在预设升温二维表中获得升温系数，将所述电机转速、所述供电电压和所述升温系数代入 预设升温公式得到升温温度；依据所述前一时刻的绕组温度与当前环境温度差值在预设降 温表中获得降温系数，将所述前一时刻的绕组温度、环境温度和降温系数代入预设降温公 式得到降温温度；依据所述前一时刻的绕组温度、所述升温温度和所述降温温度，计算得到 当前时刻的绕组温度。
【文档编号】H02P21/14GK104362928SQ201410709588
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月27日 优先权日:2014年11月27日
【发明者】余枫 申请人:北京经纬恒润科技有限公司