CN111366844A - 车辆、电机驱动控制***、电机的缺相检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种车辆、电机驱动控制***、电机的缺相检测方法及装置，方法包括以下步骤：获取电机的转速，并获取电机的当前扭矩；当所述电机的转速处于高转速区间且所述电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩时，获取所述电机的三相相电流，并根据所述电机的当前扭矩和所述电机的三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障,从而通过电机的扭矩和电流检测缺相，能够准确检测电机是否存在各种缺相故障，例如多相缺相故障，有效保护电机，防止电机损坏。而且，通过软件方式检测缺陷，不用额外增加缺相保护电路，节省了检测成本。

Description

车辆、电机驱动控制***、电机的缺相检测方法及装置

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机的缺相检测方法、一种电机的缺相检测装置、一种电机驱动控制***以及一种车辆。

背景技术

三相电机单相或多相缺相时，电子电流急剧增大，磁场严重不均匀，导致电机抖动不正常、电机转动无力、电机带载性能下降且噪声大。严重情况会导致电机短路，烧毁电机。

相关技术提出了一种通过检三相电流不平衡的方法来检测电机缺相的方法。但是，本申请发明人发现相关技术存在的问题在于，如果发生多相缺相时，例如三相都没有电流，则无法检测出来是否缺相。而且，相关技术通过外加缺相保护电路来检测缺相，成本比较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种电机的缺相检测方法，能够准确检测电机是否存在各种缺相故障，例如多相缺相故障。

本发明的第二个目的在于提出一种电机的缺相检测装置。

本发明的第三个目的在于提出一种电机驱动控制***。

本发明的第四个目的在于提出一种车辆。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的一种电机的缺相检测方法，包括以下步骤：获取所述电机的转速，并获取所述电机的当前扭矩；当所述电机的转速处于高转速区间且所述电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩时，获取所述电机的三相相电流，并根据所述电机的当前扭矩和所述电机的三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障。

根据本发明的实施例提出的电机的缺相检测方法，当电机的转速处于高转速区间且电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩时，获取电机的三相相电流，并根据电机的当前扭矩和电机的三相相电流判断电机是否发生缺相故障。由此，通过电机的扭矩和电流检测缺相，能够准确检测电机是否存在各种缺相故障，例如多相缺相故障，有效保护电机，防止电机损坏。而且，本发明实施例的方法通过软件方式检测缺相，不用额外增加缺相保护电路，节省了检测成本。

根据本发明的一个实施例，根据所述电机的当前扭矩和所述电机的三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障，包括：根据所述电机的当前扭矩确定相应的缺相检测电流；如果所述电机的三相的相电流均小于相应的缺相检测电流，则判断所述电机发生缺相故障。

根据本发明的一个实施例，所述的电机的缺相检测方法，还包括：如果所述电机的转速处于低转速区间，则获取所述电机的三相相电压和三相相电流；根据所述电机的三相相电压和三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述电机的三相相电压和三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障，包括：如果所述电机的任一相的相电压大于预设电压阈值且相电流小于预设电流阈值，则判断所述电机的任一相发生缺相故障。

根据本发明的一个实施例，当所述电机的转速大于预设转速时，确定所述电机的转速处于高转速区间；当所述电机的转速小于等于所述预设转速时，确定所述电机的转速处于低转速区间。

为达到上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种电机的缺相检测装置包括：第一获取模块，用于获取所述电机的转速；第二获取模块，用于获取所述电机的当前扭矩；第三获取模块，用于获取所述电机的三相相电流；控制模块，用于在所述电机的转速处于高转速区间且所述电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩时，获取所述电机的三相相电流，并根据所述电机的当前扭矩和所述电机的三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障。

根据本发明的实施例提出的电机的缺相检测装置，控制模块在电机的转速处于高转速区间且电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩时，获取电机的三相相电流，并根据电机的当前扭矩和电机的三相相电流判断电机是否发生缺相故障。由此，通过电机的扭矩和电流检测缺相，能够准确检测电机是否存在各种缺相故障，例如多相缺相故障，有效保护电机，防止电机损坏。而且，本发明实施例的装置通过软件方式检测缺陷，不用额外增加缺相保护电路，节省了检测成本。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于，根据所述电机的当前扭矩确定相应的缺相检测电流，并在所述电机的三相的相电流均小于相应的缺相检测电流时，判断所述电机发生缺相故障。

根据本发明的一个实施例，所述的电机的缺相检测装置，还包括：第四获取模块，获取所述电机的三相相电压；所述控制模块用于在所述电机的转速处于低转速区间时，根据所述电机的三相相电压和三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于，在所述电机的任一相的相电压大于预设电压阈值且相电流小于预设电流阈值时，判断所述电机的任一相发生缺相故障。

根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于在所述电机的转速大于预设转速时，确定所述电机的转速处于高转速区间，以及在所述电机的转速小于等于所述预设转速时，确定所述电机的转速处于低转速区间。

为达上述目的，本发明第三方面的实施例提出了一种电机驱动控制***，包括所述的电机的缺相检测装置。

为达上述目的，本发明第四方面的实施例提出了一种车辆，包括所述的电机驱动控制***。

本发明的附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的电机的缺相检测方法的流程图；

图2为根据本发明一个实施例的通过电机扭矩、三相相电流判断缺相故障方法的流程图；

图3为根据本发明一个实施例的电机的缺相检测方法的流程图；

图4为根据本发明一个实施例的电机缺相检测装置的方框示意图；

图5为根据本发明又一个实施例的电机的缺相检测装置的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面先对相关技术中的电机的缺相检测方法进行简单描述。

缺相是指电机控制器的三相电路中，有一相或多相不能正常工作。其中，三相电机可由于接触不良、保险丝熔断等原因出现缺相故障，如果电机缺相运行，则可能导致电机抖动不正常、转动无力、带载性能下降且噪声大，严重时甚至会导致电机短路、发生烧毁。

为此，相关技术提出了一种通过检测三相电流不平衡来检测电机缺相的方法。但是，本申请发明人发现相关技术存在的问题在于，无法准确检测出多相缺相故障，例如三相都没有电流，则无法检测出来是否缺相。

另外，相关技术还需通过外加接触器和热继电器进行缺相保护，接触器可以保护其中两相在缺相时自行断开，热继电器可以在过流时切断接触器对电路进行保护。但是，额外的添加保护电路，无疑增加了检测成本。

基于此，本发明实施例提出了一种电机驱动控制***、电机的缺相检测方法及装置。

下面参考附图描述本发明实施例的电机的缺相检测方法以及电机的缺相检测装置。

图1为根据本发明实施例的电机的缺相检测方法的流程图。在本发明实施例中，在电机高度运行时，获取电机的扭矩和电流，然后通过扭矩和电流的对比判定电机在运行时的缺相故障，从而，准确检测出电机存在的各种缺相故障，例如多相缺相故障。

具体地，如图1所示，该电机的缺相检测方法包括以下步骤：

S101：获取电机的转速，并获取电机的当前扭矩。

其中，电机的当前扭矩可以为整车控制器发给电机控制器的执行扭矩。例如，可根据车辆所需的驱动力计算电机的执行扭矩，该电机的执行扭矩可直接作为本实施例中的电机的当前扭矩。

S103：当电机的转速处于高转速区间且电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩时，获取电机的三相相电流，并根据电机的当前扭矩和电机的三相相电流判断电机是否发生缺相故障。

具体地，当电机的转速大于预设转速时，确定电机的转速处于高转速区间。

其中，作为一个示例，可通过霍尔传感器获取电机当前的三相相电流。。

在本发明一些实施例中，车辆中的电机控制器内实时获取并存储电机的扭矩以及电机的三相相电流，因此，在进行缺相检测时，可通过与电机控制器通信直接获取电机的扭矩和电机的三相相电流。

根据本发明的一个具体实施例，如图2所示，根据电机的当前扭矩和电机的三相相电流判断电机是否发生缺相故障，包括：

S201：根据电机的当前扭矩确定相应的缺相检测电流。

可理解，车辆在运行时任意确定的执行扭矩都对应着特定的电流值。例如，可预先建立用于执行扭矩与电流值之间的对应关系的预设关系，在获取电机的当前扭矩之后，根据电机的当前扭矩，通过该预设关系，可得到相应的缺相检测电流，该缺相检测电流即为当前扭矩对应的特定电流值。又如，可设定多个扭矩区间，每个扭矩区间对应一个缺相检测电流，在获取电机的当前扭矩之后，可根据电机的当前扭矩所属的扭矩区间确定相应的缺相检测电流，该缺相检测电流即为当前扭矩对应的特定电流值。

S203，如果电机的三相的相电流均小于相应的缺相检测电流，则判断电机发生缺相故障。

可理解，电机在正常运行情况下，任意确定的执行扭矩都对应着特定的电流值，可设定每个扭矩值对应的电流值I，同时根据每个扭矩值对应的电流值I设定每个扭矩值的缺相检测电流I0,当电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩时，正常情况下，三相相电流应大于当前扭矩对应的电流值I，而在缺相情况下，三相相电流应均接近于0，因此，通过电机的扭矩和相电流的比对能够给判定电机在高速运行时是否出现多相缺相。

其中，缺相检测电流I0可以取为电流值I，也可以取小于电流值I的电流值。

具体地，当发生两相或者多相缺相故障时，三相相电流有效值应接近于0。程序里设定缺相检测扭矩与缺相检测电流，当电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩时，如果三相相电流有效值均小于当前扭矩对应的缺相检测电流，则被判定为多相缺相故障。

由此，通过电机的扭矩和电流检测缺相，能够准确检测电机在高速运行时是否出现多相缺相，有效保护电机，防止电机损坏。而且，本发明实施例的方法通过软件方式检测缺相，不用额外增加缺相保护电路，节省了检测成本。

另外，根据本发明的另一个实施例，根据电机的当前扭矩和电机的三相相电流判断电机是否发生缺相故障，可包括：

当电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩且三相相电流均小于预先设定的缺相检测电流时，判断电机发生缺相故障。

也就是说，电机在正常运行情况下，任意确定的执行扭矩都对应着特定的电流值。可以设定缺相检测扭矩，该缺相检测扭矩对应的电流值为I，同时设定缺相检测电流I0。当电机的扭矩大于缺相检测扭矩时，正常情况下，此时的三相电流应大于I，而在缺相情况下，三相电流应均接近于0，因此，当电机的扭矩大于缺相检测扭矩且电机的三相相电流小于缺相检测电流时，判定发生多相缺相故障，从而，能够检测运行状态下出现的多相缺相的故障。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，当电机处于低速时，电机的缺相检测方法包括以下步骤：

S301，当电机的转速处于低转速区间时，获取电机的三相相电压和三相相电流。

具体地，当电机的转速小于等于预设转速时，确定电机的转速处于低转速区间。

S303，根据电机的三相相电压和三相相电流判断电机是否发生缺相故障。

在本发明的一个实施例中，根据电机的三相相电压和三相相电流判断电机是否发生缺相故障包括：

如果电机的任一相的相电压大于预设电压阈值且相电流小于预设电流阈值，则判断电机的任一相发生缺相故障。

例如，以U相为例，如果U相相电压大于预设电压阈值且U相相电流小于预设电流阈值，则U相发生缺相故障。

由此，能够准确判定具体哪相缺相，同样无需额外增加硬件保护电路，大大节省了检测成本。

进一步地，在本发明的一些实施例中，在检测到电机发生缺相故障后，电机控制器执行关波动作，从而防止对电机控制器带来的损害。

可理解，在本发明实施例中，电机的缺相检测方法具体可包括：首先判断电机的转速所处的区间，如果电机的转速处于低转速区间，则通过采样到的三相相电压与三相相电流判断缺相故障，即若该相电压大于预设电压阈值且该相相电流小于预设电流阈值，则判定该相缺相；如果电机的转速处于高转速区间，则通过电机的执行扭矩和采样到的三相相电流有效值来检测电机缺相。

采用本发明实施例的电机的缺相检测方法，可以解决车辆在高速时出现的两相或三相缺相故障的问题，当电机转速处于高速区间时，通过程序设定相应的检测扭矩值以及缺相检测电流并进行电机的扭矩与电流的对比，以判定电机在高速运行时的多相缺相故障，从而，能够准确检测电机运行的缺相，同时无需额外增加硬件保护电路，大大节省了检测成本。另外，当电机转速处于低速区间时，通过电机的三相相电压和三相相电流判断电机是否发生缺相故障，从而能够准确判定具体哪相缺相，同样无需额外增加硬件保护电路，大大节省了检测成本。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种电机缺相检测装置。

图4为根据本发明一个实施例的电机缺相检测装置的方框示意图，如图4所示，一种电机的缺相检测装置400，包括第一获取模块4011、第二获取模块4012、第二获取模块4013和控制模块403。

其中，第一获取模块4011用于获取电机的转速；第二获取模块4012用于获取电机的当前扭矩；第三获取模块4013用于获取电机的三相相电流；控制模块403用于在电机的转速处于高转速区间且电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩时，获取电机的三相相电流，并根据电机的当前扭矩和电机的三相相电流判断电机是否发生缺相故障。

根据本发明的一个实施例，控制模块403还用于，根据电机的当前扭矩确定相应的缺相检测电流，并在电机的三相的相电流均小于相应的缺相检测电流时，判断所述电机发生缺相故障。

根据本发明的一个实施例，如图5所示，电机的缺相检测装置500还包括：第四获取模块4014，获取电机的三相相电压；控制模块403用于在电机的转速处于低转速区间时，根据电机的三相相电压和三相相电流判断电机是否发生缺相故障。

根据本发明的一个实施例，控制模块403还用于，在电机的任一相的相电压大于预设电压阈值且相电流小于预设电流阈值时，判断电机的任一相发生缺相故障。

根据本发明的一个实施例，控制模块403还用于在电机的转速大于预设转速时，确定电机的转速处于高转速区间，以及在电机的转速小于等于预设转速时，确定电机的转速处于低转速区间。

需要说明的是，前述对电机的缺相检测方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电机的缺相检测装置，此处不再赘述。

因此，采用本发明实施例的电机的缺相检测装置，可以解决车辆在高速时出现的两相或三相缺相故障的问题，当电机转速处于高速区间时，通过程序设定相应的检测扭矩值以及缺相检测电流并进行电机的扭矩与电流的对比，以判定电机在高速运行时的多相缺相故障，从而，能够准确检测电机运行的缺相，同时无需额外增加硬件保护电路，大大节省了检测成本。另外，当电机转速处于低速区间时，通过电机的三相相电压和三相相电流判断电机是否发生缺相故障，从而能够准确判定具体哪相缺相，同样无需额外增加硬件保护电路，大大节省了检测成本。

基于上述实施例，本发明实施例还提出了一种电机驱动控制***，包括以上实施例的电机的缺相检测装置。

基于上述实施例，本发明实施例还提出了一种车辆，包括以上实施例的电机驱动控制***。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行***、装置或设备(如基于计算机的***、包括处理器的***或其他可以从指令执行***、装置或设备取指令并执行指令的***)使用，或结合这些指令执行***、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行***、装置或设备或结合这些指令执行***、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行***执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种电机的缺相检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取所述电机的转速，并获取所述电机的当前扭矩；

当所述电机的转速处于高转速区间且所述电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩时，获取所述电机的三相相电流，并根据所述电机的当前扭矩和所述电机的三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障。

2.根据权利要求1所述的电机的缺相检测方法，其特征在于，所述根据所述电机的当前扭矩和所述电机的三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障，包括：

根据所述电机的当前扭矩确定相应的缺相检测电流；

如果所述电机的三相的相电流均小于相应的缺相检测电流，则判断所述电机发生缺相故障。

3.根据权利要求1所述的电机的缺相检测方法，其特征在于，还包括：

当所述电机的转速处于低转速区间时，获取所述电机的三相相电压和三相相电流；

根据所述电机的三相相电压和三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障。

4.根据权利要求3所述的电机的缺相检测方法，其特征在于，所述根据所述电机的三相相电压和三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障，包括：

如果所述电机的任一相的相电压大于预设电压阈值且相电流小于预设电流阈值，则判断所述电机的任一相发生缺相故障。

5.根据权利要求3所述的电机的缺相检测方法，其特征在于，

当所述电机的转速大于预设转速时，确定所述电机的转速处于高转速区间；

当所述电机的转速小于等于所述预设转速时，确定所述电机的转速处于低转速区间。

6.一种电机的缺相检测装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取所述电机的转速；

第二获取模块，用于获取所述电机的当前扭矩；

第三获取模块，用于获取所述电机的三相相电流；

控制模块，用于在所述电机的转速处于高转速区间且所述电机的当前扭矩大于缺相检测扭矩时，获取所述电机的三相相电流，并根据所述电机的当前扭矩和所述电机的三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障。

7.根据权利要求6所述的电机的缺相检测装置，其特征在于，所述控制模块还用于，根据所述电机的当前扭矩确定相应的缺相检测电流，并在所述电机的三相的相电流均小于相应的缺相检测电流时，判断所述电机发生缺相故障。

8.根据权利要求6所述的电机的缺相检测装置，其特征在于，还包括：

第四获取模块，获取所述电机的三相相电压；

所述控制模块用于在所述电机的转速处于低转速区间时，根据所述电机的三相相电压和三相相电流判断所述电机是否发生缺相故障。

9.根据权利要求8所述的电机的缺相检测装置，其特征在于，所述控制模块还用于，在所述电机的任一相的相电压大于预设电压阈值且相电流小于预设电流阈值时，判断所述电机的任一相发生缺相故障。

10.根据权利要求8所述的电机的缺相检测装置，其特征在于，所述控制模块还用于在所述电机的转速大于预设转速时，确定所述电机的转速处于高转速区间，以及在所述电机的转速小于等于所述预设转速时，确定所述电机的转速处于低转速区间。

11.一种电机驱动控制***，其特征在于，包括根据权利要求6-10中任一项所述的电机的缺相检测装置。

12.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求11所述的电机驱动控制***。

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