[发明专利]一种用于高压电机能效计量检测的宽带功率测量系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压电机能效计量检测领域，更具体地，涉及一种用于高压电机能效计量检测的宽带功率测量系统及方法。

背景技术

高压电机是大型重工业生产应用中不可缺少的设备，高压电动机可用于驱动各种不同机械之用。如压缩机、水泵、破碎机、切削机床、运输机械及其它设备，供矿山、机械工业、石油化工工业、发电机等各种工业中做原动机用。因此，高压电机的用电量约占工业用电的60％左右，因此提高高压电机的运行能效，减少高压电机的内部损耗在目前倡导环境保护，节能减排的大环境下显得尤为重要。开展高压电机能效计量第三方检测，产电机品性能升级，电机再制造以及低效电机淘汰方面均涉及效率测量，电机效率的普通工程测试方法、不确定度评定和测量系统量值溯源体系无法满足需求，尤其是在高压电机能效计量检测第三方独立实验室处于空白阶段，直接影响高压电机能源效率测试及各项具体损耗参数的准确计量，直接影响相关检查监督管理政策落实和节能减排的工作开展。

因此本发明提供了一种用于高压电机能效计量检测的宽带功率测量技术，以解决对高压电机能效的计量检测问题。

发明内容

本发明的技术方案提供了一种用于高压电机能效计量检测的宽带功率测量系统，以解决目前高压电机能效的计量检测的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于高压电机能效计量检测的系统，所述系统包括宽带功率传感器、宽带功率分析仪以及光纤通信单元；

所述宽带功率传感器将高压电机输出的电压信号和电流信号转变为低电压信号，并对所述低电压信号和电流信号进行计算，获取所述电压信号和电流信号的数值；

所述宽带功率传感器通过所述光纤通信单元将所述经过转换的低电压信号传输至所述宽带功率分析仪；

所述宽带功率分析仪通过对所述接收的低电压信号进行特征量运算，获取高压电机的输出功率。

优选地，所述宽带功率传感器包括第一传感器支路、第二传感器支路和宽带功率传感器主处理器CPU，

所述第一传感器支路包括电压信号变送器、低通滤波器、量程转换器、AD转换器、频率测量电路、同步源切换单元，所述宽带功率传感器支路用于将高压电机输出的电压信号经过所述电压信号变送器后转变为低电压信号，输入所述低通滤波器，所述低电压信号经过所述低通滤波器输出至量程转换器，所述经过转换后的电压信号进入AD转换器或输入频率测量电路；

所述第二传感器支路包括电流信号变送器、低通滤波器、量程转换器、相位补偿单元、AD转换器、频率测量电路、同步源切换单元，所述宽带功率传感器支路用于将高压电机输出的电流信号经过所述电流信号变送器后输入所述低通滤波器，所述电流信号经过所述低通滤波器输出至量程转换器，所述电流信号经过所述相位补偿单元进入AD转换器或输入频率测量电路；

经过所述AD转换器转换的电压信号以及电流信号输入所述宽带功率传感器主处理器CPU；

所述经过频率测量电路输出的电压信号以及电流信号经过同步源切换将电压信号及电流信号切换为同步源信号，所述同步源信号输入所述宽带功率传感器主处理器CPU。

优选地，所述电压信号、所述电流信号输入所述量程转换器后，通过所述宽带功率传感器主处理器CPU自动或手动进行量程转换。

优选地，所述经过频率测量电路输出的电压信号以及电流信号经过同步源通过所述宽带功率传感器主处理器CPU自动或手动进行切换将电压信号及电流信号切换为同步源。

优选地，所述宽带功率分析仪包括实时通讯控制器FPGA，显示单元以及宽带功率分析仪主处理器CPU，所述实时通讯控制器FPGA接收所述光纤通信单元传输的信号；

所述宽带功率分析仪主处理器CPU通过所述实时通讯控制器FPGA获取信号，并对所述信号进行离散傅里页DFT及特征量运算。

优选地，所述实时通讯控制器FPGA通过同步逻辑控制，能够与多个光纤通信单元传输信号，并设置接收容量范围不超过100KRAM高速缓存信号数据。

优选地，所述经过所述宽带功率分析仪主处理器CPU运算后的数据，通过显示单元进行显示，所述显示数据包括电压和电流的真有效值rms、基波有效值h01、电压和电流的校准平均值Mean、电压和电流算术平均值avg1、电压和电流对应的平均功率avg2、基波有功功率h001、0～99次谐波的幅值和相位频域特征量及实时波形。

优选地，宽带功率分析仪测量模式包括电压和电流的真有效值rms、基波有效值h01、电压和电流的校准平均值Mean、电压和电流的算术平均值avg1；