[發明專利]用于測量負載的阻抗的裝置

在審

• 申請號: 202010079361.5
• 申請日: 2020-02-03
• 公開（公告）號: CN111505383A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 佩特里·J·真希-奧托;勞里·尤哈尼·薩爾米亞;阿波·阿普羅
• 申請（專利權）人: 英格索蘭工業美國公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 潘軍

本申請涉及用于測量負載的阻抗的裝置，特別是用于測量被配置為耦合至受控電流源的電負載的阻抗的裝置。裝置包括被配置為耦合至負載的第一端子的第一耦合節點和被配置為耦合至負載的第二端子的第二耦合節點。該裝置還包括具有初級繞組和次級繞組的變壓器以及串聯連接在次級繞組的第一端子和第一耦合節點之間的電容。次級繞組的第二端子連接到第二耦合節點。該裝置還包括處理單元，該處理單元被配置為：控制施加到初級繞組的激勵信號，以便引起負載(300)的輸入電流的與激勵信號相對應的變化；測量負載(300)的輸入電流和輸入電壓；并基于所測量的輸入電流和輸入電壓，確定負載(300)的阻抗。

技術領域

本公開涉及一種用于測量負載的阻抗的裝置。

背景技術

在電氣系統中，為了識別或驗證負載以允許由控制工程師對負載進行精確的控制設計，了解負載(例如電動機)的阻抗和/或頻率響應是有用的。

在電動機系統中，為電動機提供諸如逆變器或通過直接在線電源方式的電源，以向電動機供應受控(例如恒定)電流。為了精確控制電動機并預測電動機對系統干擾的反應，需要描述電動機性能的精確模型(通常稱為電動機工廠模型)。電動機工廠模型取決于電動機的操作點(輸入電壓、速度和負載)，因此只有在電動機的轉子磁化并旋轉時才能準確獲得。

在電源為逆變器的某些系統中，逆變器可以在“識別運行”期間或之后立即執行頻率響應分析，以進行控制調諧。電動機不由逆變器供電的系統(例如電動機以直接在線電源模式連接到電源的情形)通常不執行頻率響應分析。

發明內容

本公開描述了一種用于測量電負載(例如，電動機)的阻抗的裝置，其中，該裝置可以與負載并聯耦合，并不管負載的電源是何種類型都可以測量負載的阻抗?？梢曰谒鶞y量的阻抗確定負載的頻率響應。

根據第一方面，本發明提供了一種用于測量電負載的阻抗的裝置，該裝置被配置為耦合至受控電流源，其中，該裝置包括：第一耦合節點，被配置為耦合至負載的第一端子；第二耦合節點，被配置為耦合至負載的第二端子；變壓器，具有初級繞組和次級繞組；電容，串聯連接在次級繞組的第一端子與第一耦合節點之間，其中，次級繞組的第二端子連接至第二耦合節點；和處理單元，其中，所述處理單元被配置為：控制施加到初級繞組的激勵信號，以便引起負載的輸入電流的與激勵信號相對應的變化；測量負載的輸入電流和輸入電壓；并基于所測量的輸入電流和輸入電壓，確定負載的阻抗。

處理單元可以進一步被配置為：基于所確定的負載的阻抗來確定負載的頻率響應。

該設備還可以包括可控開關設備，該可控開關設備被配置為選擇性地將變壓器的初級繞組耦合至電壓源，以將激勵信號施加到初級繞組。

處理單元可以被配置為：控制可控開關設備的操作，以生成激勵信號。

備選地，該設備可以包括耦合至變壓器的初級繞組的可控AC電壓源，其中，處理單元被配置為控制該可控AC電壓源以生成激勵信號。

例如，激勵信號可以包括正弦掃描信號。

激勵信號可以包括線性調頻信號。

激勵信號可以包括偽隨機二進制序列(PRBS)。

處理單元可以被配置為針對多個不同的激勵信號頻率來測量負載的輸入電流和輸入電壓。

處理單元可以被配置為在負載的多個不同操作點處測量負載的輸入電流和輸入電壓。

處理單元可以包括數字信號處理器、微處理器或微控制器。