一种基于转子电流的电机测速方法技术

本发明专利技术提供了一种基于转子电流的电机测速方法,包括电机、电流采集与处理模块、数据检测模块、判定模块和数据运算模块，所述电流采集与处理模块的采集端与电机的转子绕组外部端子连接，所述电流采集与处理模块的输出端经数据检测模块和判定模块与数据运算模块连接。本发明专利技术通过使用电流采集与处理模块对电机的转子绕组外部端子进行电流采集，从而使得不需要在电机内部安装感应器，从而使得测速非常可靠，同时采用预测滤波法对采集的电流进行滤波，从而使得采集的信号更加准确，误差更加小，并且对采集的信号进行零点和极点的检测，从而使得检测周期更加准确，测量的速度更加准。

A Method of Motor Speed Measurement Based on Rotor Current

The invention provides a motor speed measurement method based on rotor current, including motor, current acquisition and processing module, data detection module, decision module and data operation module. The acquisition terminal of the current acquisition and processing module is connected with the external terminal of the motor's rotor winding, and the output terminal of the current acquisition and processing module is transported with data detection module and decision module. The connection of arithmetic module. The invention collects the current of the external terminal of the motor rotor winding by using the current acquisition and processing module, thus eliminating the need to install the inductor inside the motor, thus making the speed measurement very reliable. At the same time, the collected current is filtered by using the predictive filtering method, so that the collected signal is more accurate, the error is smaller, and the zero point of the collected signal is carried out. And pole detection, so that the detection cycle is more accurate, the measurement speed is more accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种基于转子电流的电机测速方法
本专利技术涉及电机测速领域，特别地，涉及一种基于转子电流的电机测速方法。
技术介绍
通常对电机进行转速测量，需要在电机内部安装某些传感器，但会降低电机运行可靠性，甚至某些电机无法在内部加装传感器。目前国内外常用的测速方法有光电码盘测速法、霍尔元件测速法、离心式转速表测速法、测速发电机测速法、漏磁测速法、闪光测速法、振动测速法。典型的方法有测频率(M法)和测周期(T法)。M法是测量单位时间内的脉数换算成频率，因存在测量时间内首尾的半个脉冲问题，可能会有2个脉的误差。在速度较低时，该方法因测量时间内的脉冲数变少，误差所占的比例会变大，所以M法宜测量高速。如要降低测量的速度下限，可以提高编码器线数或加大测量的单位时间，使一次采集的脉冲数尽可能多。T法是测量两个脉冲之间的时间换算成周期，从而得到频率。因存在半个时间单位的问题，可能会有1个时间单位的误差。在速度较高时，该方法测得的周期较小，误差所占的比例变大，所以T法宜测量低速。如要增加速度测量的上限，可以减小编码器的脉冲数，或使用更小更精确的计时单位，使一次测量的时间值尽可能大。由此可知，M法、T法各有优劣和适应范围，但由于编码器线数不能无限增加、测量时间也不能太长(需考虑实时性)、计时单位也不能无限小，两种测速方法都无法胜任全速度范围内的测量。其中，与转子电流相关的是漏磁测速法，利用轴端漏磁感应出的与转子电流频率相关的电势来测量转子电流频率，进而得到电机转速。现有技术需要安装内部传感器或者需要进行调理和分离操作去除定子电流漏磁及谐波漏磁对感应信号的影响，才能得到转子电流频率。然而在电机内部安装传感器往往会使得电机运行的可靠性非常低，不能满足社会的需求。同时在对检测的信号需要进行调理和分离操作时往往会使得处理时间比较长并且误差非常大，不能满足测速的需求。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于转子电流的电机测速方法，以解决现有电机测速需要内部安装传感器使得运行不可靠和测量的速度慢和误差大的问题。3、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于转子电流的电机测速方法，包括电机、电流采集与处理模块、数据检测模块、判定模块和数据运算模块，所述电流采集与处理模块的采集端与电机的转子绕组外部端子连接，所述电流采集与处理模块的输出端经数据检测模块和判定模块与数据运算模块连接；其测速方法如下：步骤1：电流采集与处理模块对电机的转子绕组外部端子进行电流和电流噪声信号进行同时采集，得到电流信号I和电流噪声信号I’；步骤2：电流采集与处理模块把采集的电流信号I和电流噪声信号I’采用噪声因子消除法进行运算，得到处理后的处理采集电流信号I”；4、步骤3：电流采集与处理模块采用预测定值法对处理采集电流信号I”进行处理得到采集确定电流信号I”’，并把采集确定电流信号I”’传给数据检测模块；步骤4：数据检测模块对采集确定电流I”’进行零点检测，把检测的零点和相应的时间点存入数组a；步骤5：数据检测模块采用丢弃法对采集确定电流I”’进行极值点检测，把检测的极值点和相应的时间存入数组b；步骤6：数据检测模块把数组a和数组b按照时间顺序把合并，并把合并后的数组传给判定模块；步骤7：判定模块把合并后的数组的数组内相邻的零点和极值点进行连线得到检测曲线，根据检测曲线上的零点和极值点算出周期T，得到频率f＝1/T，并把频率f传给数据运算模块；步骤8：数据运算模块根据频率f算出电机的转速。上述方案中，优选的是步骤2中噪声因子消除法的具体过程为，采用如下噪声因子消除法算式进行处理：I”＝I－k*I*I’其中，I”为处理采集电流信号，I为电流信号，k为噪声因子，k取0.05-0.2，I’为电流噪声信号。上述方案中，优选的是步骤3预测定值法的具体过程为：步骤3.1：电流采集与处理模块预先设定间隔点的处理采集电流信号最大误差e；步骤3.2：电流采集与处理模块得到第一个处理采集电流信号时不做处理，当接收第二个处理采集电流信号时，把第二个处理采集电流信号与第一个处理采集电流信号做差值比较；步骤3.3：把步骤3.2中的差值比较结果取绝对值并与最大误差e比较，当比较结果取绝对值比最大误差e比小时，第二个处理采集电流信号为准确信号并作为下一个对比的参考值，当比较结果取绝对值比最大误差e比大时，第二个处理采集电流信号的准确信号为第一个处理采集电流信号+最大误差e，并作为下一个比较信号的参考值。上述方案中，优选的是骤3零点检测过程为，把检测的信号等于零的点或者检测到一个正数点后面一个负数点或者一个负数点后面一个正数点时，取这两个点间等于零的点作为检测的零点，当检测的信号等于零的点时，相应的时间为采集的时间点，当取这两个点间等于零的点作为检测的零点时，相应时间＝前一个点的时间+(后一个点的采集时间－前一个点的采集时间)/两个点绝对值之和*前一个点的绝对值。上述方案中，优选的是步骤4中极值点检测的具体过程为，把滤波信号进行一次比较，当该点信号的前面一个信号和后面一个信号均比该点信号小或大时，该点为极值点，极值点的相应时间为该点的采集时间。上述方案中，优选的是步骤5合并数组a和数组b的过程为，按照数组a和数组b内的相应时间点进行把数组a和数组b中的零点和极值点进行一次排列。上述方案中，优选的是步骤7中算出电机的转速的具体过程为，电机转速公式转子电流与定子电流频率关系f2＝sf1则可将转速用转子电流表示如下其中，n为电机转速，p为电机磁极对数，查看电机参数可得，s为转差率，f1为定子电流频率，也是电源频率(一般50Hz或60Hz)，f2为转子电流频率，从而可以算出电机转速。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过使用电流采集与处理模块对电机的转子绕组外部端子进行电流采集，从而使得不需要在电机内部安装感应器，从而使得测速非常可靠，同时采用预测滤波法对采集的电流进行滤波，从而使得采集的信号更加准确，误差更加小，并且对采集的信号进行零点和极点的检测，从而使得检测周期更加准确，测量的速度更加准。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术优选实施例的结构框图；图2是本专利技术优选实施例的电机转速图；图3是本专利技术优选实施例的转子电流；图4是本专利技术优选实施例的滤波后的转子电流；图5是本专利技术优选实施例的转子电流频率图；图6是本专利技术优选实施例的计算转速与实际转速对比图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。一种基于转子电流的电机测速方法，如图1所示，测速装置包电机、电流采集与处理模块、数据检测模块、判定模块和数据运算模块。电流采集与处理模块的采集端经数据检测模块和判定模块与电机的转子绕组外部端子连接，用于采集电机的转子的电流。电流采集与处理模块的输出端与数据处理模块连接，电流采集与处理模块把采集的电流信号进行噪声去除处理后传给数据处理模块进行处理算出电机的转速。电流采集与处理模块可以为电流传感器和采集信号处理电路，也可以是电路采样电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于转子电流的电机测速方法，其特征在于，包括电机、电流采集与处理模块、数据检测模块、判定模块和数据运算模块，所述电流采集与处理模块的采集端与电机的转子绕组外部端子连接，所述电流采集与处理模块的输出端经数据检测模块和判定模块与数据运算模块连接；其测速方法如下：步骤1：电流采集与处理模块对电机的转子绕组外部端子进行电流和电流噪声信号进行同时采集，得到电流信号I和电流噪声信号I’；步骤2：电流采集与处理模块把采集的电流信号I和电流噪声信号I’采用噪声因子消除法进行运算，得到处理后的处理采集电流信号I”；步骤3：电流采集与处理模块采用预测定值法对处理采集电流信号I”进行处理得到采集确定电流信号I”’，并把采集确定电流信号I”’传给数据检测模块；步骤4：数据检测模块对采集确定电流I”’进行零点检测，把检测的零点和相应的时间点存入数组a；步骤5：数据检测模块采用丢弃法对采集确定电流I”’进行极值点检测，把检测的极值点和相应的时间存入数组b；步骤6：数据检测模块把数组a和数组b按照时间顺序把合并，并把合并后的数组传给判定模块；步骤7：判定模块把合并后的数组的数组内相邻的零点和极值点进行连线得到检测曲线，根据检测曲线上的零点和极值点算出周期T，得到频率f＝1/T，并把频率f传给数据运算模块；步骤8：数据运算模块根据频率f算出电机的转速。...

【技术特征摘要】
1.一种基于转子电流的电机测速方法，其特征在于，包括电机、电流采集与处理模块、数据检测模块、判定模块和数据运算模块，所述电流采集与处理模块的采集端与电机的转子绕组外部端子连接，所述电流采集与处理模块的输出端经数据检测模块和判定模块与数据运算模块连接；其测速方法如下：步骤1：电流采集与处理模块对电机的转子绕组外部端子进行电流和电流噪声信号进行同时采集，得到电流信号I和电流噪声信号I’；步骤2：电流采集与处理模块把采集的电流信号I和电流噪声信号I’采用噪声因子消除法进行运算，得到处理后的处理采集电流信号I”；步骤3：电流采集与处理模块采用预测定值法对处理采集电流信号I”进行处理得到采集确定电流信号I”’，并把采集确定电流信号I”’传给数据检测模块；步骤4：数据检测模块对采集确定电流I”’进行零点检测，把检测的零点和相应的时间点存入数组a；步骤5：数据检测模块采用丢弃法对采集确定电流I”’进行极值点检测，把检测的极值点和相应的时间存入数组b；步骤6：数据检测模块把数组a和数组b按照时间顺序把合并，并把合并后的数组传给判定模块；步骤7：判定模块把合并后的数组的数组内相邻的零点和极值点进行连线得到检测曲线，根据检测曲线上的零点和极值点算出周期T，得到频率f＝1/T，并把频率f传给数据运算模块；步骤8：数据运算模块根据频率f算出电机的转速。2.根据权利要求1所述的一种基于转子电流的电机测速方法，其特征在于，所述步骤2中噪声因子消除法的具体过程为，采用如下噪声因子消除法算式进行处理：I”＝I－k*I*I’其中，I”为处理采集电流信号，I为电流信号，k为噪声因子，k取0.05-0.2，I’为电流噪声信号。3.根据权利要求1所述的一种基于转子电流的电机测速方法，其特征在于，所述步骤3预测定值法的具体过程为：步骤3.1：电流采集与处理模块预先设定间隔点的处理采集电流信号最大误差e；步骤3.2：电流采集与处理模块得到第一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世贵，
申请(专利权)人：广西万创数据科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广西,45