[發明專利]一種高速同步電機轉矩高頻分量識別裝置及其識別方法

在審

• 申請號: 202110003165.4
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112629722A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 許濤;林森;張赟
• 申請（專利權）人: 吉孚動力技術（中國）有限公司
• 主分類號: G01L3/10
• 分類號: G01L3/10;G01L3/24;G06F30/20
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 何全陸

本發明公開了一種高速同步電機轉矩高頻分量識別裝置，包括識別裝置底座；在識別裝置底座上設置高速測功機；被測高速電機的主軸與高速測功機的主軸通過聯軸器同軸連接；識別裝置設置扭矩傳感器，扭矩傳感器通過信號線路與扭矩傳感器控制單元連接；扭矩傳感器控制單元通過扭矩傳感器頻率信號輸出線束與頻率/模擬量高頻轉換連接。本發明還公開了該識別裝置的識別方法。采用上述技術方案，通過轉矩高頻分量進行識別，通過對不同的頻率的分析，結合電機扭矩仿真和實驗結果，確認和矯正不同頻率分量的來源；對被測高速電機進行電磁參數和結構的迭代優化，能夠通過電機設計來降低電機的扭矩波動。

技術領域

本發明屬于電機設計過程中的仿真和優化的技術領域。更具體地說，本發明涉及一種高速同步電機轉矩高頻分量識別裝置。另外，本發明還涉及該識別裝置的識別方法。

背景技術

在現有技術中，一般扭矩信號采用CAN定義，采集模擬量信號使用，信號采集頻率通常為100Hz，即采集時間為10ms。但是在做扭矩波動分析時，100Hz的采集頻率不能滿足分析要求。

發明內容

本發明提供一種高速同步電機轉矩高頻分量識別裝置，其目的是通過轉矩高頻分量進行識別，在電機設計時降低電機的扭矩波動。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

本發明的高速同步電機轉矩高頻分量識別裝置，用于對被測高速電機的扭矩波動進行分析；該識別裝置包括識別裝置底座；在所述的識別裝置底座上設置高速測功機；所述的被測高速電機的主軸與高速測功機的主軸通過聯軸器同軸連接；所述的識別裝置設置扭矩傳感器，所述的扭矩傳感器通過信號線路與扭矩傳感器控制單元連接；所述的扭矩傳感器控制單元通過扭矩傳感器頻率信號輸出線束與頻率/模擬量高頻轉換器連接。

所述的被測高速電機通過高速軸承座及安裝面板安裝在識別裝置底座上。

所述的頻率/模擬量高頻轉換器通過模擬量輸出信號線束與高頻數據采集器連接；所述的高頻數據采集器通過網線與上位機連接。

所述的頻率/模擬量高頻轉換器的最高采集頻率為50kHz。

所述的扭矩傳感器包括扭矩傳感器轉子和扭矩傳感器定子；所述的扭矩傳感器轉子安裝在高速測功機的主軸上；所述的扭矩傳感器定子安裝在高速測功機的前端面殼體上。

為了實現與上述技術方案相同的發明目的，本發明還提供了以上所述的高速同步電機轉矩高頻分量識別裝置的識別方法，其技術方案是：

1)、所述的扭矩傳感器扭矩的輸出信號為頻率信號，所以可以直接用扭矩傳感器的頻率輸出信號輸出，作為頻率/模擬量高頻轉換器的輸入信號；

2)、扭矩模擬轉換器的采集時間可達20μs，即采集頻率為50kHz；

3)、根據對扭矩數據進行傅里葉分析，得出不同頻率的扭矩分量；

4)、根據對扭矩數據仿真結果，確認和矯正不同頻率分量的來源；

5)、基于上述結果，對被測高速電機進行電磁參數和結構的迭代優化。

在所述的3)中，轉矩信號經過快速傅里葉分析后，信號由時域轉換到頻域，觀察頻域數據中不同諧波頻率對應的轉矩幅值對整個轉矩的貢獻量。

在所述的4)和5)中，計算不同頻率對應的扭矩對總扭矩的占比，結合仿真優化電機扭矩，最終使被測高速電機(1)的扭矩波動降低。

本發明采用上述技術方案，通過轉矩高頻分量進行識別，通過對不同的頻率的分析，結合電機扭矩仿真和實驗結果，確認和矯正不同頻率分量的來源；對被測高速電機進行電磁參數和結構的迭代優化，能夠通過電機設計來降低電機的扭矩波動。

附圖說明

附圖所示內容及圖中的標記作簡要說明如下：