[发明专利]一种考虑频率特性的交流电机高频共模参数检测方法

权利要求书

1.一种考虑频率特性的交流电机高频共模参数检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)通过测量获得电机的共模阻抗曲线，并根据得到的共模阻抗曲线获取谐振频率，包括并联谐振频率F_p和串联谐振频率F_s；

2)通过分别在电机的中性点和端部对地并联电容以实现谐振频率的扰动偏移，并测量共模阻抗曲线，得到不同扰动程度的谐振频率；

3)构建共模谐振频率方程组，根据谐振频率的小扰动频段求解获得谐振点处的高频共模参数，采用PSO算法对共模谐振频率方程组进行寻优求解，获得谐振点处的高频共模参数，包括不随谐振频率变化的参数：定子绕组相端对机座的电容C_g1、中性点对机座的电容C_g2和定子绕组匝间电容C_p，以及随谐振频率变化的参数：谐振频率处电机定子绕组的电感；

4)将高频共模参数代入共模阻抗公式和共模谐振频率方程组，分别得到谐振点附近电感和电阻的频率特性，构建的共模谐振频率方程组的表达式为：

其中，L为电机定子绕组的电感，C_p为定子绕组匝间电容，C_g1和C_g2分别为定子绕组相端和中性点对机座的电容，ΔC_g1为电机端部对地并联电容，ΔC_g2为中性点对地并联电容，F_p(ΔC_g1)为在电机端部对地并联电容ΔC_g1后的并联谐振频率扰动，F_s(ΔC_g2)为在中性点对地并联电容ΔC_g2后的串联谐振频率扰动，F_p(ΔC_g2)为在中性点对地并联电容ΔC_g2后的并联谐振频率扰动；

将不随谐振频率变化的参数C_g1、C_g2和C_p代入共模谐振频率方程组中，求解得到在不同谐振点处对应的电机定子绕组的电感，并且进行拟合得到谐振点附近的电感频率特性；

在得到不同谐振点处对应的电机定子绕组的电感后，将其带入共模阻抗公式，求解得到不同谐振点处对应的铁芯涡流损耗电阻R，并进行拟合得到谐振点附近的电阻频率特性，所述的共模阻抗公式的表达式为：

其中，Z_cm为共模阻抗，s为拉普拉斯算子。

2.根据权利要求1所述的一种考虑频率特性的交流电机高频共模参数检测方法，其特征在于，所述的步骤2)中，对于提供中性点的电机，在电机端部和中性点均可并联电容，以此引入串联谐振频率扰动和并联谐振频率扰动；对于无中性点电机，则仅能在电机端部对地并联电容，以此引入并联谐振频率扰动。

3.根据权利要求1所述的一种考虑频率特性的交流电机高频共模参数检测方法，其特征在于，所述的步骤3)中，谐振频率的小扰动频段具体指：

在定子绕组相端C_g1和中性点对机座的电容C_g2的微小变化条件下，共模谐振频率偏移量较小的频段，在此频段内认为电感是个固定值，并忽略其频率特性。

4.根据权利要求1所述的一种考虑频率特性的交流电机高频共模参数检测方法，其特征在于，采用PSO算法对共模谐振频率方程组进行寻优求解时，将四个高频共模参数初始化为多个随机的参数组合，设定目标函数进行不断的迭代，每次迭代中四个高频共模参数组合通过跟踪当前最优解和全局最优解进行自我更新，直到参数的精度满足要求，或迭代次数达到设定阈值。

5.根据权利要求4所述的一种考虑频率特性的交流电机高频共模参数检测方法，其特征在于，以共模阻抗公式计算得到的谐振频率与实验测得的谐振频率之间的均方根误差作为目标函数。