[发明专利]一种基于萤火虫优化的感应电机转速估计方法

权利要求书

1.一种基于萤火虫优化的感应电机转速估计方法，其特征在于包括以下步骤：

S1:获取电机定子时长为5s的电流信号，执行FFT获得电流频谱图，通过电流频谱图估计供电频率；

S2:获取电机铭牌信息，包括感应电机的额定功率、额定电压、额定电流和额定转速；利用额定速度和同步速度之间的速度和转矩之间的近似线性关系，根据铭牌参数和感应电机在其工作期间参数，通过线性插值来估算转速；

S3：进入一个估计转子条数的循环，在循环中潜在的转子条数的初始范围是从10条到80条；

S4:根据供电频率的整数倍，找出电源谐波和峰值，得出电源谐波列表；根据电源谐波列表查找峰值对应的频率值；当峰值对应的是电源谐波时，将其舍弃；否则，存储至下一阶段；

S5:确定步骤S4中存储下来的峰值的数量、频率值；

S6：通过峰值的数量和频率值对转子条数进行估算，根据转子条数、转子条通过频率，通过频域信号来估计电机转速，将其与步骤S2中估算的转速进行比较，确定估算的转速是否有效；由容受误差控制参数决定两者容受误差是否过大，如果过大，估算转速无效，否则，转速有效，作为估算结果保存；

步骤S3估计转子条数的循环具体流程如下：

S3-1.对于循环中的每一个转子条数，估计转子条谐波，在进行预测转子条谐波过程中产生频率间隔，确定转子条谐波内的峰值；然后记录这个峰值的大小和频率值；

S3-2.将搜索限制在这些谐波值内，允许进行转子条数估计，将转子条谐波设置为1，将转子偏心谐波设置为0，并将定子磁动势谐波数限制在低值；

S3-3.定子磁动势谐波数由转子谐波数参数确定，由萤火虫优化算法在算法过程中离线定制；所得到的转子条通过频率方程由下式给出

其中，f_har为转子条通过频率，f₀为供电频率，N为转子条的数量；p是极对的数量，n_ws为定子磁动势谐波数，n_ws取值是奇数，s₀是滑差；

具体地，采用萤火虫优化测试控制参数的各种组合，驱动萤火虫优化算法优化器的目标函数返回一个等于所有电机和负载条件的估计和实际转子条数之间的误差总和的值由下式给出

其中e为总转子条预测误差，i为电机ID号(1，…,n)，j为加载条件(1，…,m)，r_ij为转子条数，为估计转子条数；通过最小化该误差函数，优化算法的控制参数WW、HN和TE，以正确估计转子条数，从而得到准确的速度估计；

其中，WW为窗口宽度，HN为定子MMF谐波的数量，TE为容受误差。

2.权利要求1所述的一种基于萤火虫优化的感应电机转速估计方法，其特征在于：步骤S6中电机转速的估计步骤如下：

S6-1.将每个转子条通过频率峰值添加到数组中，并按大小排序，得到最大峰值的频率峰值；

S6-2.将频率峰值先进行排队分析，按照从高到低的次序通过该频率峰值组成的数组，使用每个条数和转子条通过频率来计算速度，计算方法由下式给出

其中，f_har为转子条通过频率，f₀为供电频率，N为转子条的数量；p是极对的数量，n_ws为定子磁动势谐波数，n_ws取值是奇数，s₀是滑差，

S6-3.将该速度与步骤S2中估算的转速进行比较，确定估算的转速是否有效；由容受误差控制参数决定两者容受误差是否过大，如果两者差的绝对值大于10转/分钟，则认为误差过大，估算转速无效，否则，转速有效，作为估算结果保存；则无效转速对应的频率分量非转子条通过频率，作丢弃处理。