[發明專利]一種基于定子電流的電機自適應轉速估計方法及系統

有效

• 申請號: 202211575746.6
• 申請日: 2022-12-09
• 公開（公告）號: CN115586345B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 郭斐;梁朋;唐麗;趙忠
• 申請（專利權）人: 深圳市雙合電氣股份有限公司
• 主分類號: G01P3/44
• 分類號: G01P3/44
• 代理公司: 深圳市深軟翰琪知識產權代理有限公司 44380
• 代理人: 吳雅麗

本發明提供了一種基于定子電流的電機自適應轉速估計方法及系統，所述方法包括：從電機定子電流中提取出定子電流的基波頻率；根據所述基波頻率構造低通濾波器，對定子電流進行濾波；對濾波后的定子電流進行希爾伯特變換，并構造平方包絡譜圖；根據電機的額定轉速計算電機對應的同步轉速；根據電機的基波頻率、同步轉速以及額定轉速確定電機的轉頻范圍；在確定的轉頻范圍內在所述平方包絡譜圖上找出幅值突變最大的頻點，將其作為電機的轉頻并估計電機轉速。采用本發明的技術方案，可準確的估算出電機的轉速。

技術領域

本發明涉及電機領域，具體為一種基于定子電流的電機自適應轉速估計方法及系統。

背景技術

轉速測量是電機狀態監測以及故障檢測所必須的，然而在實際信號獲取中，由于現場環境或其他因素限制的影響，轉速傳感器的安裝及使用確實帶來了一些問題。因此，人們一直致力于消除轉速傳感器即轉速估計的研究。轉速估計中，基于定子電流的轉速估計方法滿足需求且簡單直觀，多以轉子槽諧波分析為主。

另一方面在生產過程中除了普通電機外，變頻電機由于其適應能力強和節能等優點也逐漸被廣泛應用。但在目前的研究中，同時適用于普通電機和變頻電機進行電機自適應轉速估計的情況、以及考慮電機劣化對轉速的影響情況仍較少。

現有技術中以轉子槽諧波分析為主的轉速估算方式存在如下問題：

首先，在利用槽諧波估計轉速時，存在電流中轉子槽諧波分量很小不易獲取以及輸入轉子齒數的問題；

其次，對電機轉速估計研究多是工頻下的電機轉速估計，對于不同頻率運行下自適應轉速估計研究較少；

第三，譜峰搜索轉子速度諧波范圍大，計算量大，容易產生誤差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于定子電流的電機自適應轉速估計方法及系統，從而提升電機轉速估計的準確性。

本發明實施例中，提供了一種基于定子電流的電機自適應轉速估計方法，其包括：

從電機定子電流中提取出定子電流的基波頻率；

根據所述基波頻率構造低通濾波器，對定子電流進行濾波；

對濾波后的定子電流進行希爾伯特變換，并構造平方包絡譜圖；

根據電機的額定轉速計算電機對應的同步轉速；

根據電機的基波頻率、同步轉速以及額定轉速確定電機的轉頻范圍；

在確定的轉頻范圍內在所述平方包絡譜圖上找出幅值突變最大的頻點，將其作為電機的轉頻并估計轉速。

本發明實施例中，從電機定子電流中提取出定子電流的基波頻率，包括：

取電機定子電流中的三相中的單相電流進行下采樣，并對邊帶不穩定數據信號進行切片；

將處理后的數據進行傅里葉變換，根據采集頻率及信號長度計算對應頻率信號，頻率信號與傅里葉變換幅值一一對應，在頻譜中提取電流信號基波頻率。

本發明實施例中， 采用巴特沃斯濾波器對定子電流信號進行低通濾波。

本發明實施例中，根據電機的額定轉速計算電機對應的同步轉速，包括：

構造同步轉速向量；

以電機額定轉速為參照，以小于同步轉速且最小歐氏距離為條件，計算同步轉速向量中最適合電機的同步轉速。

本發明實施例中，根據電機的基波頻率、同步轉速以及額定轉速確定電機的轉頻范圍，包括：

計算同步轉速nr在電機基波頻率f1下的頻率對應值fr1；