【技术实现步骤摘要】
一种便携式全封闭压缩机高精度转速测量方法及装置
本专利技术涉及全封闭压缩机转速的测量
具体涉及数据采集、数据存储、算法应用、数字信号处理、电流测量以及转速测量等领域。
技术介绍
全封闭压缩机非介入式高精度的转速测量当前困扰着相关产业行业。非介入式高精度转速测量方法的研究突破,是行业中急需解决的一个瓶颈性科学问题。由于压缩机是全封闭的钢体,在不破坏其壳体和结构前提下无法直接对其转速进行测量,需采用间接法。用间接法进行转速测量,有介入和非介入2种。非介入方法中较为成熟,并实际使用的为基于压缩机外壳振动的方法,经过不断完善发展,采样周期3s时,测量误差为±5rpm左右。由于振动的测量方法对安装底座的材料和测试环境要求较高,当安装底座的刚度较小时,外壳的大量振动能量会被底座吸收,致使传感器无法精确捕捉测量信号,其精度再要提高已经很难。介入式有排气压力脉动法、吸气压力脉动法等方法。该方法主要适用于往复式全封闭压缩机的转速测量,不具有普遍性。
技术实现思路
为了克服已有全封闭压缩机的测量精度不高和测量设备复杂的不足,本专利技术提供了一种便携式全封闭压缩机高精度转速测量方法及装置,测量精度较高,测量设备简化。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种便携式全封闭压缩机高精度转速测量方法,包括以下步骤:1)围绕电机转子结构特征,构建电机转子失圆对输入电流信号的耦合模型;2)获取全封闭压缩机失圆谐波叠加后的供电电流信号,并根据预设的采样率对获取的信号进行采样,得到1024个时域数据;3)数据更新:通过设计一个更新函数,每当采样程序采完1024个数据后,将所采集到的 ...
【技术保护点】
1.一种便携式全封闭压缩机高精度转速测量方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:1)围绕电机转子结构特征,构建电机转子失圆对输入电流信号的耦合模型;2)获取全封闭压缩机失圆谐波叠加后的供电电流信号,并根据预设的采样率对获取的信号进行采样,得到1024个时域数据;3)数据更新:通过设计一个更新函数,每当采样程序采完1024个数据后,将所采集到的1024个数据与前3072个数据叠加组成4096个数据,以此方式不断迭代更新数据;4)对叠加后的4096个数据作Hilbert变换再作正交变换,对其进行分离、筛选、提取电流信号中的失圆谐波,即得到转速相关信号;5)频谱细化:利用复调制细化方法ZFFT对该信号进行频谱细化,得到精确的频值,进一步得出压缩机转速。
【技术特征摘要】
1.一种便携式全封闭压缩机高精度转速测量方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:1)围绕电机转子结构特征,构建电机转子失圆对输入电流信号的耦合模型;2)获取全封闭压缩机失圆谐波叠加后的供电电流信号,并根据预设的采样率对获取的信号进行采样,得到1024个时域数据;3)数据更新:通过设计一个更新函数,每当采样程序采完1024个数据后,将所采集到的1024个数据与前3072个数据叠加组成4096个数据,以此方式不断迭代更新数据;4)对叠加后的4096个数据作Hilbert变换再作正交变换,对其进行分离、筛选、提取电流信号中的失圆谐波,即得到转速相关信号;5)频谱细化:利用复调制细化方法ZFFT对该信号进行频谱细化,得到精确的频值,进一步得出压缩机转速。2.如权利要求1所述的一种便携式全封闭压缩机高精度转速测量方法,其特征在于,所述步骤1)中,所述信号耦合模型中,令转子的半径与角度的关系为f(θ),由于周期函数可以傅里叶展开成无穷级数,表示如下:由于,磁场在空气中会衰减,转子表面距离定子越远,磁场越弱,产生的感生电动势也越弱,定子转子的间隙表示为:进一步抽象为:bsinθ+ccosθ+τ(4)由式(4)可知,转子的径向尺寸呈三角函数状态波动,因此可知转子和定子间的间隙也成三角函数状态波动;因此,;将供电电流的成分抽象为下式:asin(2πf0t)+bsin(2πf1t)c+ccos(2πf1t)(5)由此可知,输入电流的成分主要包括两部分:50Hz的电流成分以及转子偏心产生的波动电流,其中,波动电流包含一个正弦和一个余弦成分,整体呈三角函数波动。3.如权利要求2所述的一种便携式全封闭压缩机高精度转速测量方法,其特征在于,所述步骤4)中,对式(5)所示的电流模型进行希尔伯特变换,希尔伯特变换为原始信号与的卷积:对此信号做傅里叶变换,原始信号的频谱为:希尔伯特算子的频谱:其中sgn()函数,当参数为正,返回1,参数为负,返回-1,参数为0,返回0;对希尔伯特变换前后的波函数进行正交变换:a2sin2(2πf0t)+b2sin2(2πf1t)+c2cos2(2πf1t)+2absin(2πf0t)sin(2πf1t)+2acsin(2πf0t)cos(2πf1t)+2bcsin(2πf1t)cos(2πf1t)+a2cos2(2πf0t)+b2cos2(2πf1t)+c2sin2(2πf1t)+2abcos(2πf0t)cos(2πf1t)-2accos(2πf0t)sin(2πf1t)-bccos(2πf1t)sin(2πf1t)=a2+b2+c2+2abcos[2π(f0-f1)t]+2acsin[2π(f0-f1)t]+2bcsin[2π(f1-f1)t]=a2+b2+c2+2abcos[2π(f0-f1)t]+2acsin[2π(f0-f1)t](17)对输入电流信号进行...
【专利技术属性】
技术研发人员:沈希,朱宏卫,顾江萍,黄跃进,金华强,孙哲,王俞,胡健锋,
申请(专利权)人:浙江工业大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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