[发明专利]感应马达速度估算

说明书

本发明涉及感应马达速度估算。具体而言，一种用于估算感应马达的速度的方法(100)包括对感应马达施加(102)电压和测量(104)感应马达的电流。然后确定(106)电流的电流快速傅里叶变换(FFT)，且基于电流FFT计算(108)感应马达的转差率。然后基于感应马达的转差率来估算(110)感应马达的速度。

技术领域

本发明的实施例涉及感应马达，并且更具体地涉及感应马达的速度估算。

背景技术

工业马达是工业应用的关键构件。工业马达的故障不仅导致马达自身的修复，还引起生产损失，这通常比马达自身更昂贵。与马达的修复或维护相关的成本可通过密切地监控马达的健康状态和主动方式的定期维护而最小化。因而，消费者高度期待在操作期间监控马达的健康状态，以使停工和与马达维护和修复相关的成本最小化。

工业马达是工业应用中的最常用马达中的一种。大型感应马达的最典型故障模式包括定子匝间故障、转子条破裂、有缺陷的轴承、转子偏心、轴不对中、基座松动等。初始阶段下的这些故障的可靠检测对于这些马达的状态监控是关键的。除了马达异常检测之外，包括马达的输出扭矩、效率、能量消耗等的性能估算对于用于感应马达的监控器而言是另一关键组参数。这些性能相关参数的任何趋势可指示马达操作的反常状态。

感应马达的转子速度测量被许多监控和诊断模块需要，例如，扭矩估算、效率估算、破裂的转子条检测等。而且，对于感应马达的闭环控制而言，速度确定是必须的。

因而，存在对用于确定感应马达的速度的系统和方法的需要。

发明内容

根据本技术的实施例，提供一种用于估算感应马达的速度的方法。该方法包括：对感应马达施加电压、测量感应马达的电流、和确定电流的电流快速傅里叶变换(FFT)。该方法还包括基于电流FFT确定感应马达的转差率(slip)和基于感应马达的转差率来估算感应马达的速度。

根据本技术的另一实施例，提供一种系统，其包括：功率供应源，以对感应马达提供电压；和测量单元，以测量感应马达的电流，该系统还包括处理器，以估算感应马达的速度。处理器包括：快速傅里叶传递变换(FFT)模块，以确定电流的电流FFT；转差率计算模块，以基于电流FFT确定感应马达的转差率；和速度计算模块，以基于感应马达的转差率来估算感应马达的速度。

一种用于估算感应马达的速度的方法，包括：

对所述感应马达施加电压；

测量所述感应马达的电流；

确定所述电流的电流快速傅里叶变换(FFT)；

基于电流FFT来确定所述感应马达的转差率；和

基于所述感应马达的转差率来估算所述感应马达的速度。

优选地，确定所述电流FFT包括将时域电流信号变换成频域电流信号。

优选地，确定所述电流FFT包括利用素因子FFT算法、Brunn's FFT算法或Cooley-Tukey FFT算法。

优选地，所述电流FFT包括电流谐波的多个幅度和相位。

优选地，所述感应马达的转差率基于不对中频率而确定，所述不对中频率是从所述电流谐波、额定频率和极的数量计算的。

优选地，确定所述感应马达的转差率还包括基于所述额定频率与所述感应马达的极的数量之间的关系来确定所述感应马达的第一频率。

优选地，包括从马达电流FFT确定第一电流谐波，其中，所述第一电流谐波具有接近所述第一频率的第二频率，并且具有与具有接近所述第一频率的频率的其他电流谐波相比更高的幅度。