[发明专利]一种能量循环的永磁同步电机能效检测系统及应用方法

说明书

本发明公开了一种能量循环的永磁同步电机能效检测系统及应用方法，检测系统主要由负载、控制器、能效检测电路、储能电池、开关、待测的永磁同步电机、驱动器等组成，通过对比两个等容量储能电池的荷电状态，按照预设的算法功能和应用逻辑，控制开关元件的导通和关闭，灵活调节能量流向，支持内部反馈、外部反馈等多种模式。本发明通过对永磁同步电机能效检测系统的输入及输出能量的控制，实现了能量的循环利用，达到了节能减排的效果。

技术领域

本发明涉及电机控制及电力电子技术领域，尤其涉及一种能量循环的永磁同步电机能效检测系统及应用方法。

背景技术

永磁同步电机具有结构简单、功率密度大、可靠性高等优点，在航空航天、交通运输、医疗器械、仪器仪表、工业自动化等诸多领域得到了广泛的应用。作为重要的性能参数，永磁同步电机的能效指标十分关键，国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会联合发布的《GB 30253永磁同步电动机能效限定值及能效等级》对此做了明确规范和强制要求。能效指标已成为永磁同步电机产品研发、性能检测、质量监督等环节的重要因素。

永磁同步电机的能效检测系统一般由待测电机、负载、能效检测电路等组成。待测电机将电能转换为机械能，加载在负载上，最终转化为其他形式的能量输出或消纳。负载环节目前通常采用电子负载，以发电机的形式将机械能转化为电能，通过调节励磁、电压、电流等方式，控制电磁转矩及电磁功率，实现电动机机械负荷的调节及控制。电子负载输出的电能一般就地消耗，直接由功率器件转化为热能。现有方案存在如下不足：首先，需要配置大功率电阻等元件来消纳电能，增加了系统复杂性和运维成本；其次，需要设计专门的散热环节，例如加装散热片、风扇等冷却设备，增加了设计和运维难度；此外，电能没有回收再利用，造成了能源浪费，不利于节能减排。

发明内容

为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种能量循环的永磁同步电机能效检测系统及应用方法，使其具有能源利用率高、运维成本低、系统复杂度低的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种能量循环的永磁同步电机能效检测应用方法，包括如下步骤：

步骤1，通过人机界面或PC软件设置试验参数及能量循环方式，其中试验参数包括储能电池的充电门槛SOC_max、放电门槛SOC_min，能量循环方式包括内部循环、外部循环；

步骤2，获取储能电池I、II的荷电状态SOC，确定充电电池、放电电池，具体为选取荷电状态SOC高的为放电电池，荷电状态SOC低的为充电电池；

步骤3，判断放电电池是否符合放电条件，放电条件如下：

SOC_discharge＞SOC_min

其中，SOC_discharge为放电电池的荷电状态；若满足放电条件则经DC/AC环节给电机驱动器供电；否则，切开放电电池，直接从电网获取电能；

步骤4，如果能量循环方式为外部循环，则负载产生的电能直接通过AC/DC、DC/AC环节，反馈至电网，进行步骤6；如果为内部循环，则将负载输出的电能通过AC/DC环节存储至充电电池，进行步骤5；

步骤5，判断充电电池是否符合充电条件；充电条件如下：

SOC_charge＜SOC_max

其中，SOC_charge为充电电池的荷电状态SOC，若不符合，将该电池转为放电电池，将放电电池转为充电电池；

步骤6，检测永磁同步电机的输入、输出功率，分析并记录电机能效；

步骤7，重复步骤3，直至检测结束。