一种基于多力场耦合作用算法的电机能效检测系统技术方案

一种基于多力场耦合作用算法的电机能效检测系统，包括多力场信息耦合模块、电机参数辨识模块、损耗检测模块；本发明专利技术对电机所处电场及磁场进行特征辨识提取，对多维力场环境因素进行耦合，通过无传感器方法进行在线辨识获取电机转速和转矩参数，由获取的电机转速和转矩参数进行信号频谱分析，计算电机的功率计算电机的功率，减去掉电机运行中杂散损耗和风摩耗后得到电机能效。耗后得到电机能效。耗后得到电机能效。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多力场耦合作用算法的电机能效检测系统


[0001]本专利技术涉及电机能效检测领域，具体地说，涉及一种基于多力场耦合作用算法的电机能效检测系统。

技术介绍

[0002]目前能源问题日渐紧张，气候问题越来越被我们所重视，已经成为了世界各国关注的重点。节能减排是一个重要的方向，电机在各种设备中运用广泛，用电量占总用电量的大部分，但目前来说电机的运行效率较低，所以提高电机的运行效率是节能减排的重中之重。电机运行效率低电机本身的问题较大，但也有更主要的使用问题，包括负载率低，电机使用年限长。要采取适当的方法提高电机的运行效率，为了实现这一目标，我们首先需要能在不影响电机的正常工作的情况下，准确的检测出电机的实际运行效率。传统的检测方法在现场很难完成，且对于小型电机更难检测，所以需要一种操作简单的检测方法，本专利技术提供的一种基于多力场耦合作用算法的电机能效检测系统，能够在现场，进行简单的操作计算出电机的实际运行效率，对于节能减排的目标有较大的突破。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于多力场耦合作用算法的电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多力场耦合作用算法的电机能效检测系统，其特征在于，包括多力场信息耦合模块、电机参数辨识模块、损耗检测模块；所述系统的工作流程如下：首先，对电机所处电场及磁场进行特征辨识提取，对多维力场环境因素进行耦合；其次，将控制信号输入至电机，通过设计的一种巴特沃斯低通滤波器，对输入的信号进行滤波，将滤波后得到的信号进行快速傅里叶变换，由获取的电机转速和转矩参数进行信号频谱分析，且采用复调制ZoomFFT算法进行频谱细化；计算电机的功率计算电机的功率；最后计算由于定、转子齿槽的相对运动以及磁场中的高次谐波分量的影响在定、转子铁芯中产生附加损耗成为负载杂散损耗和电机旋转时由轴承摩擦和通风引起的风摩耗，去掉杂散损耗和风摩耗后得到电机能效。2.根据权利要求1所述一种基于多力场耦合作用算法的电机能效检测系统，其特征在于，所述多力场信息耦合模块，对电机所处电场环境进行特征提取，进行电场特征辨识。3.根据权利要求2所述一种基于多力场耦合作用算法的电机能效检测系统，其特征在于，所述多力场信息耦合模块，对电机所处磁场环境进行特征提取，进行磁场特征辨识，详细过程如下：空载时电机磁场对称分布，气隙磁场在一个极下的分布为一平顶波磁，两极几何处磁通密度为零。4.根据权利要求3所述一种基于多力场耦合作用算法的电机能效检测系统，其特征在于，所述多力场信息耦合模块，将电场与磁场环境因素进行耦合，详细过程如下：提供一种二系统耦合模型，包括系统之间的协调和发展，用偏离差系数表示二系统之间的协调度，公式如下：公式如下：为系统X与Y的偏离差系数，X代表电场系统，Y代表磁场系统，进一步：其中，M为二系统协调度的定义式，，M取值范围在０～1之间；推导系统发展模型，令为电场系统发展水平，和分别代表电场系统的具体指标和对应的权重；表示磁场系统发展水平，和分别代表磁场系统所包含的指标及对应的权重；、表示系统对应的权重，二系统的综合发展模型为：表示系统对应的权重，二系统的综合发展模型为：代表二系统综合发展水平，推导耦合模型为：E为二系统的耦合度。5.根据权利要求1所述一种基于多力场耦合作用算法的电机能效检测系统，其特征在于，所述电机参数辨识模块，对获取的信号进行低通滤波，详细过程如下：巴特沃斯低通滤波器传递函数如下：巴特沃斯低通滤波器传递函数如下：表示巴特沃斯传递函
数，为频率，为滤波器截止频率，N 代表阶数，i表示频率系数；将传递函数转换为Laplace域分析，令， Laplace域平面得到2N个对称的极点，所有极点分布在以原点为中心的单位圆上，更新传递函数公式如下：更新传递函数公式如下：代表传递函数系数，针对截止频率建立约束条件公式：代表传递函数系数，针对截止频率建立约束条件公式：代表通带截止频率，代表阻带截止频率，代表通带最大衰减，代表阻带最大衰减，通过约束条件，计算理论阶数，公式如下：代表阻带最大衰减，通过约束条件，计算理论阶数，公式如下：代表理论阶数，代表调整系数；理论阶数向上取整得到最终理论阶数 ，再计算出截止频率：带入传递函数得到采样频率下数字滤波器传递函数z：器传递函数z：表示采样频率，通过matlab进行仿真分析，建立巴特沃斯滤波器。6.根据权利要求1所述一种基于多力场耦合作用算法的电机能效检测系统，其特征在于，所述电机参数辨识模块使用基于定子电流频谱分析，详细过程如下：将滤波后的信号进行快速傅里叶变换，得到频谱图，采用复调制ZoomFFT算法进行频谱细化；将频域起点位于坐标零点位置；离散信号x0(n)的离散傅里叶变换为： （k=0，1...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晨旭，王欣仁，薛志钢，胡东明，李云飞，范雪骐，
申请(专利权)人：江苏省特种设备安全监督检验研究院，
类型：发明
国别省市：