[发明专利]利用电机系统参数监测负载变化与系统异常的自主感知系统

说明书

本发明提出了一种利用电机系统参数监测负载变化与系统异常的自主感知系统，包括：电机系统参数检测传感模块、电机系统信息处理分析模块、电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块、电气传动运动系统异常特征库模块、运动系统异常显示与报警单元五个模块。电机系统参数包括电机驱动器的直流电压、直流电流、逆变器散热器温度、电机三相电压、电机三相电流、电机输出转速转矩等，通过采集和分析电机系统参数可以检测负载受到的冲击状况、系统传动环节发生的机械故障与传动打滑及系统负载变化导致的系统运行异常以及系统稳定性等，使得系统能够实时监测自身的健康状态和运行状态，保障系统运行的安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种电机自主感知系统，特别是一种利用电机系统参数监测负载变化与系统异常的自主感知系统。

背景技术

随着经济和科技的迅速发展，工业技术的快速提升，电机系统在工业、家用电器、航空航天、交通运输、油田等领域应用广泛。一般认为，电机系统是利用电能的执行装置，即将电能转化成其他形式的能量，其稳定运行是决定装备正常工作的必要条件。目前对于系统的检测主要有两种方式，其一是人工主动检测，通过对系统进行定期检修、维护和更换部件等操作，保证系统的运行质量，这种方法会大幅提高系统检测的成本；其二是故障驱动检测，当装备故障停止运行或者系统生产的产品不合格时，对系统进行全面的检查和维修，这种方式不能及时发现系统的异常，还可能造成巨大的经济损失，如井底大型水轮机故障，就会造成局部地区供电不足。以上两种方式均不能实时感知和监测系统及其部件的运行状态，不能以状态驱动监测的方式来对进行系统维护，无法保证系统运行的可靠性和安全性。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术的不足，提出一种利用电机系统参数监测负载变化与系统异常的自主感知系统，使得智能装备系统的健康状态和运行状态能够被实时和准确的检测，保障系统运行的稳定性和安全性。

为达到上述目的，本发明的构思如下：

本发明提出的电机系统既是电力驱动的执行部件，也是系统的传感器。利用电机系统的电参数信息，可以获得与电机系统连接的负载运动参数与特性，利用获得的运动参数，与系统外部检测单元结合，形成运动信息的互认，可以提高和保证系统运行的安全性；通过对运动参数的进一步处理，可以获得负载变化状况和系统稳定性。这种利用电机系统参数感知系统负载变化和稳定性的优势，无论对于系统控制结构的简化，还是提高系统运行的安全性，具有重要的学术价值和应用价值。如车辆电驱动系统基于电机系统参数的负载状态变化检测与稳定性感知、油气井下电驱动系统的水泵负载变化的检测、重型吊机的物体震荡状态检测等。

根据上述构思，本发明采用下述技术方案：

一种利用电机系统参数监测负载变化与系统异常的自主感知系统，包括：电机系统参数检测传感模块、电机系统信息处理分析模块、电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块、电气传动运动系统异常特征库模块、运动系统异常显示与报警单元五个模块；所述电机系统参数检测传感模块与电机系统信息处理分析模块和电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块连接；所述电机系统信息处理分析模块和电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块与电气传动运动系统异常特征库模块连接；所述电气传动运动系统异常特征库模块与运动系统异常显示与报警单元连接；所述电机系统参数检测传感模块采集电气参数并提供给电机系统信息处理分析模块和电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块；电机系统信息处理分析模块和电气传动运动系统位置速度转矩计算分析模块的计算结果一同与电气传动运动系统异常特征库模块中的特征模型进行对比，将故障识别结果输出给运动系统异常显示与报警单元。