[發(fā)明專利]非正弦輸入條件下的電機(jī)損耗計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710579216.1
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107480098B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高志強(qiáng);張柯;周雪松;馬幼捷
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/12
• 分類號: G06F17/12
• 代理公司: 天津耀達(dá)律師事務(wù)所 12223
• 代理人: 張耀

非正弦輸入條件下的電機(jī)損耗計算方法，涉及三相異步電動機(jī)損耗計算方法，該方法包括以下步驟：非正弦電壓電流信號提取、電機(jī)輸出功率提取、電機(jī)T型等效電路的建立及參數(shù)測定、能量等效后電壓電流計算、電機(jī)損耗計算。本發(fā)明針對基于電機(jī)T型等效電路的電機(jī)損耗計算方法存在的問題，提出一種新的計算方法。本發(fā)明的要點(diǎn)在于基于能量等效的原理計算等效后的正弦電壓電流輸入，進(jìn)而根據(jù)T型等效電路求取電機(jī)損耗。對于非正弦周期輸入下，根據(jù)T型等效電路求取電機(jī)損耗是不可取的，因為T型等效電路建立的前提是正弦輸入，故將非正弦的輸入等效為正弦輸入，再進(jìn)行電機(jī)損耗的計算是合理的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三相異步電動機(jī)損耗計算方法，特別是非正弦周期電壓電流輸入下的三相異步電動機(jī)損耗的計算方法。

背景技術(shù)

交流異步電動機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、運(yùn)行可靠、堅固耐用并且制造方便而被廣泛應(yīng)用于我們的各種日常生活中。根據(jù)文獻(xiàn)統(tǒng)計,三相異步電動機(jī)每年的耗電量約為全球總的用電量的50％,而我們國家異步電動機(jī)的用電量所占的比例更高,竟達(dá)60％-70％。因此計算電機(jī)損耗，對研發(fā)異步電動機(jī)節(jié)能控制方法,設(shè)計高性能、低損耗電機(jī)有著重要意義。

基于頻率、繞組折算后的三相異步電機(jī)T型等效電路的電機(jī)損耗計算方法簡單易行，對研究電機(jī)損耗有著基礎(chǔ)性作用，但是其適用條件是電機(jī)運(yùn)行在正弦電壓電流輸入下。對于非正弦周期電壓電流輸入的情況，功率因數(shù)等概念不再適用，因此無法構(gòu)建等效模型進(jìn)行損耗計算，此時需要尋求新方法來計算非正弦條件下的電機(jī)損耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的：在于提供一種對電機(jī)損耗有效計算的方法，從而能計算在非正弦周期輸入下的電機(jī)損耗。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種非正弦輸入條件下的電機(jī)損耗計算方法，其特征是，該方法包括以下步驟：

步驟1：對非正弦輸入電信號進(jìn)行提取，計算得到輸入功率；

步驟2：通過轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳感器提取信息，計算得到輸出功率；

步驟3：通過電機(jī)短路試驗和空載試驗，得到電機(jī)等效電路各參數(shù)；

步驟4：利用能量等效的方法將非正弦輸入等效為正弦輸入，計算得到正弦輸入電壓電流；

步驟5：通過等效后的正弦電壓電流和電機(jī)T型等效電路計算電機(jī)損耗。

進(jìn)一步的，以上各步驟中：

(1)非正弦電壓電流信號提取：非正弦周期電壓電流輸入u₁(t)i₁(t),根據(jù)輸入端電壓電流計算輸入功率

(2)電機(jī)輸出功率提取：利用轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器計算輸出功率P₂＝T·Ω；

(3)電機(jī)T型等效電路的建立及參數(shù)測定：利用空載試驗和短路試驗求取參數(shù)r₁,x₁,r₂,x₂,r_m,x_m；

(4)能量等效后電壓電流計算：設(shè)等效后的正弦電壓電流為其中ω＝2πf，頻率取50赫茲，為四個未知量，保證等效前后輸入輸出功率不變，即:

聯(lián)立上述四個獨(dú)立方程，解出四個未知量