【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于获取电动机的估计的输出功率的系统和方法。
技术介绍
1、准确的输出功率测量或估计在电动机领域是很重要的。例如，获取准确的功率读数使用户能够发现可以提高能效的可能性，例如通过更新电机或引入驱动器。准确的输出功率还为用户提供了有关电动机驱动过程的信息。此外，输出功率也可用于控制电机本身或它所驱动的过程的其他组件。
2、原则上，输出功率可以通过测量电机的电压或电流来估计，或者，使用扭矩计。然而，所需的传感器可能需要大量的安装工作，因为它们需要访问电机的组件或使用电动机的工业过程中涉及的其他组件。一些潜在的合适传感器也很昂贵。
3、因此，本专利技术的基础问题是提供系统和方法，以减少安装和/或降低成本，可靠地获取电动机的估计的输出功率。
技术实现思路
1、该问题由独立权利要求的主题事项来解决。从属权利要求中规定了优选实施例。
2、本专利技术提供了用于获取电动机的估计的输出功率的系统。该系统包括处理单元，该处理单元被配置为通过基于由状态监测传感器测量的数据的执行输出功率估计来获取估计的输出功率，该数据包括振动测量数据和磁通密度测量数据。
3、使用振动测量数据和磁通密度测量数据的优点是，它们可以相对容易地测量，但允许输出功率的高精度估计。
4、因此，本专利技术允许电动机的高精度输出功率估计，而不需要其他更难获得的测量值，例如电机的电流和电压或扭矩，从而降低了在工业过程中集成估计的成本和工作量。
5、具体地说
6、在本公开的上下文中，输出功率是指电动机的机械输出功率。
7、特别地，该系统可以配置为使非侵入性和/或非突兀性测量足以提供用于输出功率估计的所有测量数据。例如，可能不需要与任何电机组件进行电气连接。
8、该系统可以被配置为向显示设备提供估计的输出功率，该显示设备可以是系统的一部分，也可以是系统的外部，显示设备被配置为显示估计的输出功率的表示形式。
9、另外，系统，特别是处理单元，可以配置为使用估计的输出功率用来后续的计算和/或使用估计的输出功率用来控制电动机和/或使用估计的输出功率用来控制使用电机的工业过程中涉及的其他组件和/或在存储设备中保存估计的输出功率和/或在响应估计的输出功率超过第一预定阈值时和/或低于第二预定阈值时发出警报。
10、处理单元被配置为仅基于振动测量数据和磁通密度测量数据和/或从振动测量数据和磁通密度测量数据导出的数据来执行输出功率估计。
11、这样做的好处是，这些值可以很容易地测量，而更困难的测量可以完全省略，同时可以获得高精度的估计。
12、特别地，处理单元可以配置为不测量或使用电动机的电流、电压和扭矩的测量值来执行输出功率估计。省略获取这些值所涉及的步骤可以在很大程度上降低成本和工作量。
13、处理单元可以被配置为从振动测量数据和磁通密度测量数据估计速度值和线路频率值，以便获取估计的速度值和估计的线路频率值，并且基于估计的速度值中的至少一些值和估计的线路频率值中的至少一些值来执行输出功率估计。
14、这样做的好处是，估计速度值和线路频率值的方法，这样，已经知道和很好地理解，从而为输出功率估计提供了可靠的基础。
15、更具体地说，磁通密度和振动测量数据可以用来估计一对数值，即估计的速度值和估计的线路频率值。这对数值表示给定时间的工作点。应当理解的是，这对估计值中的每一个都是从上述给定时间的磁通密度和振动测量数据估计出来的。
16、从振动测量数据和磁通密度测量数据估计速度和线路频率可以使用本领域技术人员已知的方法来执行。具体来说，线路频率可以从磁通密度测量数据推导出来，以及速度可以，例如，从振动测量数据推导出来。
17、电动机的速度是电动机转子旋转的速度，可以用rpm或hz表示。线路频率是定子线圈中电压和电流振荡的主频率。
18、处理单元可以被配置为使用与从历史测量中获取的速度值和线路频率值相关联的数据来确定估计的速度值和估计的线路频率值中的任一值是否是不可靠的。处理单元可以进一步被配置为丢弃被确定为不可靠的速度值和线路频率值。特别地，处理单元可以配置为确定估计的速度值和估计的线路频率值中的任一对是否不可靠的并且丢弃被确定为不可靠的任一对。
19、处理单元特别地被配置为建立从历史测量中获取的速度值和线路频率值与指示磁通密度信号的强度的参数的关系，例如磁通密度均方根mfdrms、或主频率的幅值，以及基于关系确定速度值和线路频率值中的任一值是否是不可靠的，特别地所述对中的任一对是否是不可靠的。
20、处理单元可以被配置为基于在丢弃被确定为不可靠的速度值和线路频率值中的任一值之后保留的估计的速度值中的至少一些值和估计的线路频率值中的至少一些值来执行输出功率估计。
21、上述允许提高输出功率估计的准确性。与更直接的测量或估计方法相比，使用诸如上述的间接方法进行估计可能会引入额外的误差源。然而，通过在历史测量的基础上丢弃一些值，可以允许消除或减轻这些额外误差源中的至少一些误差源。
22、以上述方式找到不可靠的工作点(异常值)是有利的，因为可以可靠地测量磁通密度，并因此可靠地确定由此得出的变量，而确定速度和线路频率以及由此得出的转子电子频率具有一定程度的不确定性。这对于由变频驱动器(vfd)提供的电机尤其有效。
23、历史测量可以是在当前测量之前进行的任何测量，特别是用相同或类似的电动机进行的测量。
24、以自适应方式建立关系可以包括基于新的测量数据与先前可用的(历史)测量数据相结合的关系的重复更新。
25、丢弃值，例如速度和线路频率值，作为不可靠的将在下面更详细地描述。一般来说，丢弃可以依赖于期望，当新获取的数值与期望的偏差超过一定阈值时，可以确定新获取的数值不可靠并丢弃。期望可以采用速度和线路频率值的目标值和/或指示磁通密度信号的强度的参数的目标值的形式。
26、处理单元可以被配置为确定估计的速度值和估计的线路频率值中的任一值是否是不可靠的。确定估计的速度值和估计的线路频率值中的任一值是否是不可靠的包括，对于一对估计的速度值和估计的线路频率值，从估计的线路频率值中计算指示一个/该磁通密度信号的所述强度的一个/该参数的数值，例如一个/该磁通密度均方根mfdrms、或一个/该主频率的幅值，并且比较指示磁通密度信号的强度的参数的计算值与指示用于与估计的速度值和估计的线路频率值相同的速度值和线路频率值的磁通密度信号的强度的参数的期望值。
27、处理单元可以，例如，被配置为基于关系确定磁通密度信号的强度的参数的一个/该期望值本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于获取电动机(2)的估计的输出功率的系统(1)，所述系统(1)包括处理单元(3)并且
2.根据权利要求1所述的系统(1)，其中所述处理单元(3)被配置为
3.根据权利要求2所述的系统(1)，
4.根据权利要求2或3所述的系统(1)，其中所述处理单元(3)被配置为确定所述估计的速度值和所述估计的线路频率值中的任一值是否是不可靠的，其中确定所述估计的速度值和所述估计的线路频率值中的任一值是否是不可靠的包括：
5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统(1)，其中所述处理单元(3)被配置为基于速度值和线路频率值来确定为所述输出功率建模的所述电动机的数学模型是否是可用的，并且
6.根据权利要求3至5中任一项所述的系统(1)，所述处理单元(3)被配置为通过执行多个测量来获取多个速度值和线路频率值、确定对应的磁通密度值、以及执行拟合步骤来获取指示磁通密度信号的强度的所述参数作为速度和线路频率的函数，而确定从历史测量中获取的速度值和线路频率值与指示所述磁通密度信号的所述强度的所述参数的所述关系，
7.一种用于获取电
8.根据权利要求7所述的方法，所述方法进一步包括
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
10.根据权利要求8或9所述的方法，包括确定所述估计的速度值和所述估计的线路频率值中的任一值是否是不可靠的，其中确定所述估计的速度值和所述估计的线路频率值中的任一值是否是不可靠的包括：
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，进一步包括
12.根据权利要求9至11中任一项所述的方法，其中确定从历史测量中获取的速度值和线路频率值与指示所述磁通密度信号的所述强度的所述参数的所述关系包括：
13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，进一步包括在显示设备上显示所述估计的输出功率的表示，和/或使用所述估计的输出功率用于后续计算，和/或使用所述估计的输出功率用于控制所述电动机，和/或使用所述估计的输出功率用于控制其他组件，和/或在存储器设备中保存所述估计的输出功率，和/或在响应于所述估计的输出功率超过第一预定阈值时和/或低于第二预定阈值时发出警报。
14.一种计算机程序产品，包括指令，当程序由计算机执行时，使所述计算机执行根据权利要求7至13中任一项所述的方法。
15.一种计算机可读介质，包括指令，当由计算机执行时，使所述计算机执行根据权利要求7至13中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于获取电动机(2)的估计的输出功率的系统(1)，所述系统(1)包括处理单元(3)并且
2.根据权利要求1所述的系统(1)，其中所述处理单元(3)被配置为
3.根据权利要求2所述的系统(1)，
4.根据权利要求2或3所述的系统(1)，其中所述处理单元(3)被配置为确定所述估计的速度值和所述估计的线路频率值中的任一值是否是不可靠的，其中确定所述估计的速度值和所述估计的线路频率值中的任一值是否是不可靠的包括：
5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统(1)，其中所述处理单元(3)被配置为基于速度值和线路频率值来确定为所述输出功率建模的所述电动机的数学模型是否是可用的，并且
6.根据权利要求3至5中任一项所述的系统(1)，所述处理单元(3)被配置为通过执行多个测量来获取多个速度值和线路频率值、确定对应的磁通密度值、以及执行拟合步骤来获取指示磁通密度信号的强度的所述参数作为速度和线路频率的函数，而确定从历史测量中获取的速度值和线路频率值与指示所述磁通密度信号的所述强度的所述参数的所述关系，
7.一种用于获取电动机(2)的估计的输出功率的计算机实现方法，例如使用根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其特征在于所述估计的输出功率通过基于由状态监测传感器(5a，5b)测量的数据执行输出功率估计来被获取，所述数据包括振动...
【专利技术属性】
技术研发人员：马切伊·奥曼，史蒂文·贾纳什，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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