[发明专利]同步发电机的空载损耗的测试方法和设备

说明书

本发明提供一种同步发电机的空载损耗的测试方法和设备，包括：采集同步发电机的空载反电动势的电压波形数据；提取电压波形数据中的多个过零点时刻；根据多个过零点时刻确定转速序列；根据多个过零点时刻、转速序列以及刚性定轴转动定律确定空载损耗序列；根据转速序列和空载损耗序列拟合得到同步发电机的空载损耗与转速之间的对应函数。在根据本发明的实施例的同步发电机的空载损耗的测试方法和设备中，根据采集的空载反电动势的电压波形数据，应用刚体定轴转动定律，可准确、高效地确定同步发电机的空载损耗与转速之间的对应函数，可为该同步发电机的效率运算提供准确的数据。

技术领域

本发明涉及同步发电机领域，更具体地讲，涉及一种同步发电机的空载损耗的测试方法和设备。

背景技术

同步发电机的空载损耗是指在额定条件下以正常转速运行而没有功率输出时所消耗的恒定的损耗，主要包括铁耗、机械损耗与风摩损耗。目前同步发电机的空载损耗一般通过有限元仿真的方式来确定。而各种损耗的有限元仿真方式繁杂，边界条件不易确定，仿真结果与实际结果偏差较大。无法满足对同步发电机的空载损耗的测量。因此，现有的同步发电机的空载损耗测试方法准确率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同步发电机的空载损耗的测试方法和设备，以解决现有的同步发电机的空载损耗测试方法准确率不高的问题。

本发明的一方面提供一种同步发电机的空载损耗的测试方法，测试方法包括：采集同步发电机的空载反电动势的电压波形数据；提取电压波形数据中的多个过零点时刻；根据多个过零点时刻确定转速序列；根据多个过零点时刻、转速序列以及刚性定轴转动定律确定空载损耗序列；根据转速序列和空载损耗序列拟合得到同步发电机的空载损耗与转速之间的对应函数。

可选地，根据多个过零点时刻确定转速序列的步骤包括：将相邻的两个过零点时刻之间的时间差的两倍确定为相邻的两个过零点时刻之间的电压波形的周期；根据周期以及同步发电机的极对数，确定同步发电机在相邻的两个过零点时刻中时间在前的过零点时刻的转速；将所有过零点时刻的转速，以发生时间的先后顺序排列得到转速序列。

可选地，根据多个过零点时刻、转速序列以及刚性定轴转动定律确定空载损耗序列的步骤包括：确定转速序列中的相邻的两个转速所对应的两个角速度，并根据多个过零点时刻确定两个角速度之间的时间；根据两个角速度以及两个角速度之间的时间确定角加速度；根据角加速度以及刚性定轴转动定律确定合外力矩；根据合外力矩以及两个角速度中时间在前的角速度，确定与相邻的两个转速中时间在前的转速所对应的空载损耗；将所有转速所对应的空载损耗，以发生时间的先后顺序排列得到空载损耗序列。

可选地，根据转速序列和空载损耗序列拟合得到同步发电机的空载损耗与转速之间的对应函数的步骤包括：根据转速序列和空载损耗序列，基于最小二乘法，拟合得到同步发电机的空载损耗与转速之间的对应函数。

可选地，根据转速序列和空载损耗序列，基于最小二乘法，拟合得到同步发电机的空载损耗与转速之间对应的函数的步骤包括：设定空载损耗与转速之间对应的函数，其中，设定的函数包括至少一个待定常数；根据设定的函数确定与转速序列中的各个转速对应的空载损耗的估计值；根据空载损耗序列确定与转速序列中的各个转速对应的空载损耗的实际值，其中，与转速序列中的任意一个转速对应的空载损耗的实际值，为空载损耗序列中与任意一个转速对应的空载损耗的值；以与各个转速对应的空载损耗的估计值和实际值之间的误差平方和最小为条件，确定设定的函数的待定常数。

可选地，还包括：在提取电压波形数据中的多个过零点时刻之前，对电压波形数据进行零相移滤波处理。

可选地，采集同步发电机的空载反电动势的电压波形数据的步骤包括：控制同步发电机在空载状态下加速至额定转速，在控制同步发电机以额定转速运行预定时间之后，断开同步发电机的驱动电源，开始采集同步发电机的空载反电动势的电压波形数据，直到同步发电机停止运行。