[发明专利]一种复杂工况下电机运行效率的监控装置及方法

摘要

本发明涉及电机运行状态监检测领域,尤其涉及一种复杂工况下电机运行效率的监控装置及方法，该装置包括电源模块、电机、信号采集模块、处理器模块、电机控制模块、显示模块；所述电机的输入端电连接电源模块的输出端；所述信号采集模块的输入端电连接电机的输出端；所述处理器模块的输入端电连接信号采集模块的输出端，用于计算电机实时的运行效率；所述电机控制模块的输入端电连接处理器模块的输出端，电机控制模块的输出端电连接电源模块的输入端；所述显示模块的输入端电连接处理器模块的输出端。本发明可以用来监测含有变频器的电机运行系统；简单可靠，不需要安装扭矩传感器；本发明同样适用电机功率较大的场合，效率监测精度较高。

主权项

一种复杂工况下电机运行效率的监控装置的监控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.通过在电机的接线端子前安装的电压传感器、电流传感器和转速传感器获取电机运行状态中的电流信号iA、iB、ic、电压信号uA、uB、uC、转速信号；S2.利用电机的电压信号进行离散傅里叶变换，得出电机定子电压的基波周期T；S3.通过电机的电压和电流信号计算出电机单个周期的瞬时输入功率P1；S4.由电机的电压、电流和转速信号，利用最小二乘法识别出电机的定子电阻Rs和转子电阻Rr；所述定子电阻Rs和转子电阻Rr的计算为：对电机的定子电压uA、uB、uC和定子电流iA、iB、ic分别通过(2)、(3)式进行Clark变换，得到uα、uβ、iα、iβ；并利用最小二乘法对电机学方程(4)式中的参数(k1、k2、k3、k4、k5)进行识别，进而识别出电机的定子电阻Rs和转子电阻Rr；uAuBuC=10-1/23/2-1/2-3/2uαuβ---(2)]]>iAiBiC=10-1/23/2-1/2-3/2iαiβ---(3)]]>[d2iαdt2+wrdiβdt]=iαwriβuαduαdt+wruβdiαdt*k1k2k3k4k5T---(4)]]>此式中,Lm——电机漏感、Ls——电机定子电感、Lr——电机转子电感、Tr——电机转子时间常数、Rs——电机定子电阻、Rr——电机转子电阻；S5.由电机的定子电阻Rs和输入电流iA、iB、ic计算出电机在单个周期内的定子铜耗PCu1；S6.对电机进行不同频率下空载试验，分离出电机定子铁耗PFe、风摩损耗Pfw和杂散损耗Ps；S7.由电机的瞬时输入功率P1、定子铜耗PCu1、定子铁耗PFe和电机转速得出电机在单个周期内的转子铜耗PCu2；S8.由电机的输入功率P1、定子铜耗PCu1、定子铁耗PFe、转子铜耗PCu2、风摩损耗Pfw和杂散损耗Ps计算出电机的输出功率P2；S9.由电机的输入功率P1和输出功率P2计算出电机的瞬时效率η。