[發明專利]一種感應電機輸入有功功率與無功功率在線獲取方法

有效

• 申請號: 201911105254.9
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110798119B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張鵬飛;李葉松;謝斌
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H02P23/14
• 分類號: H02P23/14;H02P27/06;G01R21/00;G01R21/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種感應電機輸入有功功率與無功功率在線獲取方法，屬于電機測控領域。本發明通過在線計算的方式，能夠更加實時的獲取感應電機的輸入功率信息，為感應電機系統運行監控、故障診斷擴展研究提供了基礎。通過軟件模塊在系統實現，不需要在電機驅動系統中增加額外的裝置，不會增加系統的成本。利用本周期的重構電壓與上一個開關周期的重構電壓的平均值代替本周期初始時刻逆變器輸出電壓，從而對齊測量電流和重構電壓的相位，在每一個電流環周期計算一次感應電機輸入功率，提高了功率獲取的實時性，更新時間短。在重構電機端電壓中考慮逆變器中非線性部分的影響，提高了重構電壓的準確性，進一步提高功率估算的準確性。

技術領域

本發明屬于電機測控技術領域，更具體地，涉及一種感應電機輸入有功功率與無功功率在線獲取方法。

背景技術

感應電機由于結構簡單，制造方便，成本低廉等優點被廣泛應用在工農業以及家用電器等領域。隨著現代工業的飛速發展，對于感應電機系統運行狀態的監控以及故障診斷的研究提出了更高的要求。感應電機系統中感應電機輸入有功功率可以反映感應電機系統中負載的運行特性，輸入無功功率可以反映電機本身以及逆變器的運行狀態，這些信息的在線實時獲取對于感應電機系統狀態監控以及故障診斷具有重要意義。

傳統的感應電機輸入功率的獲取多采用功率分析儀或外接電量傳感器配合信號采集分析系統進行測量，不僅增加了成本，而且功率分析儀更新數據的時間較長，獲取的功率數據的實時性較差，不能快速掌握感應電機系統的運行狀態。

發明內容

針對現有技術感應電機輸入功率的獲取方法成本高、周期長、實時性差的問題，本發明提供了一種感應電機輸入有功功率與無功功率在線獲取方法，其目的在于不增加系統成本的前提下，在每一個電流環周期中實時計算感應電機輸入功率。

為實現上述目的，按照本發明的第一方面，提供了一種感應電機輸入有功功率與無功功率在線獲取方法，該方法包括以下步驟：

S1.獲取感應電機驅動系統中逆變器的開關管開通延遲時間t_don、開關管關斷延遲時間t_doff、開關管導通壓降V_s、續流二極管導通壓降V_D和死區時間推薦值，根據死區時間推薦值設置開關管死區時間T_d；

S2.當驅動系統中電機電流反饋信號的采樣時刻到達時，獲取PWM發生器比較值CMPR_a、CMPR_b、CMPR_c以及電機電流反饋信號i_a、i_b；

S3.根據T_d、t_don、t_doff、V_s、V_D、CMPR_a、CMPR_b、CMPR_c、i_a、i_b，進行電機相電壓的重構；

S4.對重構電壓進行處理，實現重構電壓與電機電流反饋信號的相位同步性；

S5.根據處理后的電壓和電機電流反饋信號，計算感應電機輸入有功功率與無功功率。

具體地，步驟S3包括以下步驟：

S31.根據PWM發生器輸入的比較值CMPR_a、CMPR_b、CMPR_c，計算逆變器三相橋臂上開關管的理想導通時間t_xon，其中，x分別為a、b、c；