[發(fā)明專利]一種變頻器能效的快速測量方法

有效

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• 申請日: 2019-03-26
• 公開（公告）號: CN110007166B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 朱明星;江挺;高敏;何偉;孫旻
• 申請（專利權）人: 安徽大學;國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

本發(fā)明公開了一種變頻器能效的快速測量方法，首先在待測變頻器的輸入、輸出端口進行電壓電流信號的采集；利用數(shù)據(jù)采集卡對電壓信號和電流信號進行采樣，獲得采樣的電壓、電流信號；將采樣的電壓、電流信號對應點相乘，得到單個點對應的輸入、輸出功率；根據(jù)單個點的輸入、輸出功率獲得Y個周期內(nèi)的輸入、輸出功率；根據(jù)輸入、輸出功率求得變頻器的時域能效，并將電壓電流信號進行DFT變換，計算得到變頻器的頻域能效；然后基于某一設定時間節(jié)點下對應的時域能效和頻域能效值，獲得待測變頻器的能效。該方法可以對變頻器能效進行準確計算，對變頻器能效的評估和變頻器的選用提供了參考。

技術領域

本發(fā)明涉及電氣測量技術領域，尤其涉及一種變頻器能效的快速測量方法。

背景技術

變頻調(diào)速技術作為節(jié)能降耗、改善工藝流程、提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術進步的一種主要手段已經(jīng)深入人心。當前，在低壓(380V～690V)領域，交流變頻調(diào)速技術已經(jīng)得到了廣泛應用，而在中高壓(3kV、6kV和10kV電壓等級)領域，由于高壓電力電子器件制約因素的影響，應用還沒有廣泛地開展起來。變頻器的本體損耗主要由器件在工作過程中的損耗組成，包括斷態(tài)損耗(由漏電流引起)、通態(tài)損耗、開通損耗和開斷損耗四部分組成，同時功率器件的導通和開關特性又對溫度非常敏感。由于趨膚效應，在不同次諧波下，變頻器的損耗各不相同。通過已有的研究表明，可認為流過絕緣柵雙極晶體管(IGBT)的電流、IGBT發(fā)射極的電壓是影響器件本體損耗的主要因素。從某種意義上來說，變頻器的本體損耗大小也是衡量一個變頻器性價比高低的標準，所以變頻器能效的測量顯得尤為重要。

現(xiàn)有技術中用于測量變頻器能效的方法大多是時域方法，即采樣時間取輸入、輸出信號周期的公倍數(shù)，在整數(shù)周波內(nèi)完成對輸入、輸出功率的計算，得出變頻器的能效。然而根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場用電設備的不同，變頻器輸出端信號頻率隨著設備運行的需要而不同，且一個設備所需的運行頻率也可能是變化的，而且由于變頻器輸入、輸出端頻率不相同，導致其周期也不相同，這對變頻器能效的測量帶來了極大的困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種變頻器能效的快速測量方法，該方法可以對變頻器能效進行準確計算，對變頻器能效的評估和變頻器的選用提供了參考。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種變頻器能效的快速測量方法，所述方法包括：

步驟1、在待測變頻器的輸入、輸出端口進行電壓電流信號的采集，得到電壓信號U和電流信號I；

步驟2、利用數(shù)據(jù)采集卡對電壓信號U和電流信號I進行采樣，對輸入端信號每周波采樣N個點，對輸出端信號也進行t時間長度的截取，獲得對應的采樣電壓、電流信號 U(n)和I(n)；

步驟3、將獲得的采樣電壓、電流信號U(n)和I(n)對應點相乘，得到單個點對應的輸入、輸出功率，分別記為P_in(n)和P_out(n)；

步驟4、根據(jù)單個點的輸入、輸出功率P_in(n)和P_out(n)獲得Y個周期內(nèi)的輸入、輸出功率，表示為：

步驟5、根據(jù)步驟4得到的輸入、輸出功率P_in和P_out求得變頻器的時域能效為：

步驟6、將采樣電壓、電流信號U(n)和I(n)運用離散傅里葉變換DFT進行處理，得到基波和各次諧波電壓、電流信號的頻域分量U(k)、I(k)及相位差θ(k)；

其中k(k＝1,2,3,…)為諧波次數(shù)，則變頻器的頻域輸入功率為：