一种适应非线性散热条件的短时激励温升等效测试方法技术

一种适应非线性散热条件的短时激励温升等效测试方法，属于电机测试技术领域。所述方法是：电机以测试一的加载工况短时工作，使电机在测试一负载条件下从起始时刻t

An equivalent test method of short-time excitation temperature rise for nonlinear heat dissipation

【技术实现步骤摘要】
一种适应非线性散热条件的短时激励温升等效测试方法
本专利技术属于电机测试
，具体涉及一种适应非线性散热条件的短时激励温升等效测试方法。
技术介绍
电机温升影响着电机中绝缘的可靠性和使用寿命，与电机及其应用设备的安全性和可靠性密切相关。因此，准确获取电机额定、过载等特定负载工作状态的温升，对于验证电机设计的合理性和可靠性有着重要的意义。目前对于特定工作状态温升测试的方法是对电机持续加载并维持在期望测试状态，待温度稳定后通过温度传感器或绕组热态电阻值来得到电机的温升值，也可使用电机状态量与电机损耗通过热模型计算得到温升值。现有方法对电机特定工作状态温升的测量需要电机一直处于该负载状态，存在电机烧毁的风险和能耗较高的缺点，比如：在电机设计验证阶段，在对温升裕度把握不足时，以现有的额定温升状态测量的方法进行测试，会造成电机烧毁，对于短时工作制电机测试难度更大；对于一些大功率电机，温升时间长，需要长时间维持电机额定功率或额定损耗，能耗较高。专利号为ZL201711273636.3的专利技术专利公开了“一种短时负载激励的电机温升等效测试方法”，该方法可利用电机负载短时激励状态下的测试数据准确还原出电机负载持续激励状态下温升数据。该方法在大部分电机温升测试时可获得满意的效果，但是，在发热体直接接触非线性热交换边界(主要为自然对流、其次为热辐射)时，发热体表面会产生大量的非线性换热的现象，导致原方法结果产生较大的误差。例如分装式电机，当其发热部件绕组直接暴露在空气中进行自然对流时，该方法对该绕组的测试会产生较大的误差。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有短时负载激励的电机温升等效测试方法在非线性散热条件影响下精度下降的问题，提供一种适应非线性散热条件的短时激励温升等效测试方法。本专利技术具体的是一种利用电机负载短时激励状态下的测试数据准确还原出电机负载持续激励状态下温升数据的测试方法。负载短时激励下的电机温度低于负载持续激励下的电机温度，获取该状态下的温升状态测试数据可有效避免绕组高温烧毁，也可有效减少能耗。本专利技术不依赖精确热模型，它利用模型基本属性的叠加性，是一种在电机负载短时激励状态下的测试数据还原出电机负载持续激励状态下温升数据的测试方法，该方法在涉及自然对流、热辐射等非线性散热的条件下也能获得较小的误差，有效提高了非线性散热系数影响下短时激励等效测试方法的精度。实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：一种适应非线性散热条件的短时激励温升等效测试方法，其特征在于：所述方法步骤如下：步骤一：本方法共需两次不同加载程度的电机短时测试，为方便表述，将加载程度较小的一次记为测试一，将加载程度较大的一次记为测试二，测试二加载程度为测试一的k倍，1＜k＜3；首先，电机以测试一的加载工况短时工作，使电机在测试一负载条件下从起始时刻t0开始工作至t1时刻，随后在t1时刻去掉负载，使电机在与加载时相同的冷却条件下进行冷却，在整个短时加载测试过程中记录电机本次测试中温升随时间变化的数据TR1(t)，所述温升为所测试的电机部件温度与环境温度之差；其次，电机以测试二的加载工况短时工作，测试过程与电机以测试一的加载工况短时工作相同，在整个短时加载测试过程中记录电机在本次测试中温升随时间变化的数据TR2(t)；步骤二：数据运算，通过短时加载时测得的温升值TR1(t)和TR2(t)来还原得到电机在持续负载激励时的温升数据T′R1(t)和T′R2(t)；式中，g(t)，f(t)，TRR(t)分别为补偿变量、比例变量的中间变量及比例变量，k为加载倍数，t为时间；T′R1(t)为测试一条件下电机持续负载激励时的温升数据，T′R2(t)为测试二条件下电机持续负载激励时的温升数据。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术以电机负载短时激励状态下的测量数据间接得出电机负载持续激励状态下的温升数据，测试过程中电机温升低于负载持续激励时的温升值，降低了电机高温损坏的风险。(2)即使在非线性散热影响条件下本方法等效测试的误差也在可接受范围内。(3)只需要短时对电机进行激励，电机可长时间处于自然冷却状态，能有效降低能耗。(4)计算过程简单，运算仅包括已知数据的加法和已知常系数的乘除法，易于操作，无需使用电机模型、损耗模型及系统相关属性等先验知识，无需获取热传递函数和阶数及具体参数。附图说明图1为实施例1的专利技术效果对比图，其中图1(a)为
技术介绍
中披露的一种短时负载激励的电机温升等效测试方法的效果图，图1(b)为本专利技术方法在测试一条件下通过短时负载激励温升数据计算持续负载激励温升的结果的效果图；图2为实施例2的专利技术效果对比图，其中图2(a)为
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是披露的一种短时负载激励的电机温升等效测试方法的效果图，图2(b)为本专利技术方法在测试一条件下通过短时负载激励温升数据计算持续负载激励温升的结果的效果图；图3为实施例3的专利技术效果图，其中图3(a)为两次测试的短时加载功率效果图，图3(b)为两次短时负载激励下测得的温升值效果图，图3(c)为对测试一本专利技术方法与已有方法在还原持续激励温升时的效果图，图3(d)为对测试二本专利技术方法与已有方法在还原持续激励温升时的效果图；图4为实施例4的专利技术效果对比图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本专利技术技术方案进行修正或等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神范围，均应涵盖在本专利技术的保护范围之中。具体实施方式一：本实施方式记载了一种适应非线性散热条件的短时激励温升等效测试方法，所述方法步骤如下：步骤一：本方法共需两次不同加载程度的电机短时测试，为方便表述，将加载程度较小的一次记为测试一，将加载程度较大的一次记为测试二，测试二加载程度为测试一的k倍，1＜k＜3；首先，电机以测试一的加载工况短时工作，使电机在测试一负载条件下从起始时刻t0开始工作至t1时刻，随后在t1时刻去掉负载，使电机在与加载时相同的冷却条件(指自然冷却、风冷等，状态不变)下进行冷却，在整个短时加载测试过程中记录电机本次测试中温升随时间变化的数据TR1(t)，所述温升为所测试的电机部件温度与环境温度之差；其次，电机以测试二的加载工况短时工作，测试过程与电机以测试一的加载工况短时工作相同，在整个短时加载测试过程中记录电机在本次测试中温升随时间变化的数据TR2(t)；步骤二：数据运算，通过短时加载时测得的温升值TR1(t)和TR2(t)来还原得到电机在持续负载激励时的温升数据T′R1(t)和T′R2(t)；式中，g(t)，f(t)，TRR(t)分别为补偿变量、比例变量的中间变量及比例变量，k为加载倍数，t为时间；T′R1(t)为测试一条件下电机持续负载激励时的温升数据，T′R2(t)为测试二条件下电机持续负载激励时的温升数据。功率无确数，不同电机的功率值都本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适应非线性散热条件的短时激励温升等效测试方法，其特征在于：所述方法步骤如下：/n步骤一：本方法共需两次不同加载程度的电机短时测试，为方便表述，将加载程度较小的一次记为测试一，将加载程度较大的一次记为测试二，测试二加载程度为测试一的k倍，1＜k＜3；/n首先，电机以测试一的加载工况短时工作，使电机在测试一负载条件下从起始时刻t

【技术特征摘要】
1.一种适应非线性散热条件的短时激励温升等效测试方法，其特征在于：所述方法步骤如下：
步骤一：本方法共需两次不同加载程度的电机短时测试，为方便表述，将加载程度较小的一次记为测试一，将加载程度较大的一次记为测试二，测试二加载程度为测试一的k倍，1＜k＜3；
首先，电机以测试一的加载工况短时工作，使电机在测试一负载条件下从起始时刻t0开始工作至t1时刻，随后在t1时刻去掉负载，使电机在与加载时相同的冷却条件下进行冷却，在整个短时加载测试过程中记录电机本次测试中温升随时间变化的数据TR1(t)，所述温升为所测试的电机部件温度与环境温度之差；
其次，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝超，刘承军，胡建辉，李勇，江善林，王骞，尚静，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23