CN110954846B - 一种霍尔电流传感器断线检测方法、计算机可读存储介质及智能设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种霍尔电流传感器断线检测方法、计算机可读存储介质及智能设备，通过检测电机三相输入电流值并进行低通滤波处理，同步检测定子电流值,依据三相输入电流值与定子电流值计算分析,判断是否存在传感器断线情况。本发明通过将霍尔电流传感器采集的三相电流值进行低通滤波，去除掉其中高频毛刺或者谐波造成的电流突变，低通滤波后三相电流矢量和趋近于0，利用处理后的三相输入电流值计算并与电子电流值比较可以准确判断传感器的断线情况。
Description
技术领域
本发明涉及传感器检测技术领域，具体涉及一种霍尔电流传感器断线检测方法、计算机可读存储介质及智能设备。
背景技术
在工业控制和设备运行安全保护等实际应用中，电流的测量一直是备受关注的重要课题，电流测量装置本身的安全、准确、稳定和可靠是监控***正常运行的基本保证。
霍尔电流传感器因其功耗低，被测电流类型无限制，通过电磁隔离的形式输出电压或电流信号，并且输出信号的精度较高、响应速度较快、温漂小，所以在电动汽车领域、交流变频调速领域以及电力电子领域等等应用广泛。
在电动汽车领域，电机的控制算法如FOC算法、SVPWM算法以及无位置传
感器算法等等均依靠电流传感器精准采集电机的U、V、W三相电流值来进行控制。所以在车辆运行中，电流传感器是否断线的正确检测直接影响到电机能否被精准控制，从而影响到车辆的运行安全；若采取的断线检测方法不当发生误保护也同样会影响到车辆的正常运行。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种霍尔电流传感器的断线检测及抑制误保护的方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种霍尔电流传感器断线检测方法，通过检测电机三相输入电流值并进行低通滤波处理，同步检测定子电流值,依据三相输入电流值与定子电流值计算分析,判断是否存在传感器断线情况。通过将霍尔电流传感器采集的三相电流值进行低通滤波，去除掉其中高频毛刺或者谐波造成的电流突变，低通滤波后三相电流矢量和趋近于0，利用处理后的三相输入电流值计算并与电子电流值比较可以准确判断传感器的断线情况。
进一步的，所述检测电机三相输入电流值具体包括一相电流值,两相电流值/>,三相电流值/>。通过采集电机的三相电流是最直接快速的方法，利用检测到的三相电流进行后续的计算与分析，最后经过比较获得准确的传感器断线判断结果。
进一步的，所述检测定子电流值具体包括定子直轴电流值，和定子交轴电流值/>。利用电子直轴电流值和交轴电流值计算出定子电流合成空间矢量值即给定输入电流值，用于后续的计算与判断。
进一步的，所述依据三相输入电流值计算分析具体为：分别计算三相输入电流之和的绝对值，三相输入电流绝对值之和/>。对三相电流进行不同的绝对值计算，用于不同的断线情况判断，获得更为准确的判断结果。
进一步的，所述依据定子电流值计算分析具体为：计算定子电流值，并依据电子电流值设定判断值/>，其中K为预设固定值,K约为50A，为预设比例值。针对定子电流值的大小设定判断值，当定子电流值很小，即设定判断值为K，当定子电流值较大时，则设定判断值为定子电流值乘于一定比例系数，用于与三相电流值绝对值进行比较判断断线情况。
进一步的，所述判断是否存在传感器断线情况具体为：当的取值为K ，將/>和K进行比较，若/> ＞K,且重复出现/>次，则判断电流传感器存在一相或两相断线情况，其中/>为预设常量值,3≤/>≤10。当一相或两相电流传感器断线时，检测得到的一相或两相电流矢量几乎为0，从而造成三相电流矢量和值偏大；连续测试/>次的目的在于防止因偶然性误差造成的误保护。
进一步的，所述判断是否存在传感器断线情况具体为：当的取值为/>，若/>＞/>，且重复出现/>次及以上，则判断电流传感器存在一相或两相断线情况。对于定子电流值/>数值的变化，/>数值大小也随之变化，起到防止误保护的作用。
进一步的，所述判断是否存在传感器断线情况具体为：若同时满足 < />，/> >，且累积出现/>次及以上，则判断电流传感器存三相均断线情况，其中/>、/>和/>均为预设常量值,3≤/>≤10，且/>＞/>。当实际定子电流值较大时，设定其大于/>，三相电流绝对值之和也较大，若三相电流传感器均正常运行，则三相电流传感器检测得到的电流绝对值之和也较大，而实际得到的三相电流绝对值之和却很小，故存在三相电流传感器均断线情况。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现以上任一项所述的霍尔电流传感器断线检测方法。
一种智能设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实现以上任一项所述的霍尔电流传感器断线检测方法。
本发明提供的一种霍尔电流传感器断线检测方法、计算机可读存储介质及智能设备的有益效果在于：解决了电机U、V、W三相电流传感器发生一相/两相甚至三相均断线的检测方法，能够正确检测出电流传感器是单/双相断线或者三相均断线的情况；解决了可能因为断线检测方法不当或电流误差范围值设置不当而造成电流传感器断线误保护问题；解决了实际工况中常因高频毛刺抑或谐波等干扰产生的电流突变使得有效电流采集不精准，通过将电流采样值进行低通滤波，解决了过流误保护的问题。
附图说明
图1为本发明流程示意图。
具体实施方式
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、完整的描述，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。本领域普通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，均属于本发明的保护范围。
实施例1：一种霍尔电流传感器断线检测方法。
一种霍尔电流传感器断线检测方法，具体步骤如下：
电机运行时，理想状态下三相电流矢量和为0，由于实际工况中环境干扰等问题，三相电流矢量和并不为0。将霍尔电流传感器采集的三相电流值进行低通滤波，去除掉其中高频毛刺或者谐波造成的电流突变，低通滤波后三相电流矢量和趋近于0。在多种工况下反复测试可得低通滤波后，其三相电流和不大于经验值K。将低通滤波后的电流采样值进行如下操作：
依据检测到电机三相电流值、/>、/>计算/>和/>，计算/>，其中/>、/>分别为定子直轴、交轴电流值，/>为定子电流合成空间矢量值即给定输入电流值，依据给定输入电流值设定/>，其中K为某一固定常量值，也是/>可以取得的最小值；/>∈（0,1）为某一固定比例常量值；K 、/>均为实际测试得到的经验值，/>、/>、/>、/>均为某一固定常量值，均为实际测试得到的经验值。
当不给定电流或给定电流/>很小时，此时/>的的取值为K（K为某一较小的固定常量值），将三相电流矢量和的数值/>与K进行比较，若/> ＞ K，且重复出现/>次，则电流传感器存在一相或两相断线情况 。原因是当一相或两相电流传感器断线时，检测得到的一相或两相电流矢量几乎为0，从而造成三相电流矢量和值偏大；连续测试/>次的目的在于防止因偶然性误差造成的误保护。
当给定电流较大时，此时/>的的取值为/>。若/>＞/>，且重复出现/>次及以上，则电流传感器存在一相或两相断线情况。对于给定电流/>数值的变化，/>的数值大小也随之变化，起到防止误保护的作用。
将三相电流绝对值之和与/>（/>值较小）进行比较，若/> ＜/>，则认为每一相电流值均很小，近乎为0；然后将给定电流值/>与/>（/> ＞/>）比较，若/> > />，则认为实际给定了相应电流值来驱动电机；最后进行满足以上两种判断情况次数的检测，若累计出现/>次及以上，则三相电流传感器均断线。
判断三相电流传感器断线情况不能使用与/>进行比较，因为当三相电流处于平衡状态时，其矢量和趋近于0，其值也为0，这并不能得到每一相电流值均很小的结论，而使用/>与/>进行比较，可以得此结论；当实际给定电流值较大时，设定其大于/>，三相电流绝对值之和也较大，若三相电流传感器均正常运行，则三相电流传感器检测得到的电流绝对值之和也较大，而实际得到的三相电流绝对值之和却很小，故存在三相电流传感器均断线情况。
实施例2：一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器调用时实现实施例1所述的霍尔电流传感器断线检测方法。
实施例3：一种智能设备。
一种智能设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理器调用时实现实施例1所述的霍尔电流传感器断线检测方法。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例和附图所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。
Claims (3)
1.一种霍尔电流传感器断线检测方法，其特征在于，通过检测电机三相输入电流值并进行低通滤波处理，同步检测定子电流值，依据三相输入电流值与定子电流值计算分析，判断是否存在传感器断线情况；
所述检测电机三相输入电流值具体包括一相电流值Iu，两相电流值Iv，三相电流值Iw；
将三相电流绝对值之和I2与Ir1进行比较，若I2＜Ir1，则认为每一相电流值均很小，近乎为0；然后将给定电流值Is与Ir2比较，其中Ir2＞Ir1，若Is>Ir2，则认为实际给定了相应电流值来驱动电机；最后进行满足以上两种判断情况次数的检测，若累计出现N2次及以上，则三相电流传感器均断线，N2，Ir1和Ir2为固定常量值；
所述检测定子电流值具体包括定子直轴电流值Id，和定子交轴电流值Iq；
所述依据三相输入电流值计算分析具体为：分别计算三相输入电流之和的绝对值I1＝|Iu+Iv+Iw|，三相输入电流绝对值之和I2＝|Iu|+|Iv|+|Iw|；
所述依据定子电流值计算分析具体为：计算定子电流值并依据定子电流值设定判断值/>其中K为预设固定值，K1为预设比例值；
所述判断是否存在传感器断线情况具体为：当Is'的取值为K，將I1和K进行比较，若I1＞K，且重复出现N1次，则判断电流传感器存在一相或两相断线情况，其中N1为预设常量值；
所述判断是否存在传感器断线情况具体为：当Is'的取值为K1*Is，若I1＞K1*Is，且重复出现N1次及以上，则判断电流传感器存在一相或两相断线情况。
2.一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器调用时实现权利要求1所述的霍尔电流传感器断线检测方法。
3.一种智能设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被所述处理器调用时实现权利要求1所述的霍尔电流传感器断线检测方法。
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