变频调速数控机床主轴电机输出功率的在线检测方法

摘要

本发明提供的变频调速数控机床主轴电机输出功率的在线检测方法，通过获取检测变频调速数控机床主轴电机输出功率所需要的基础数据和主轴电机空载功率与频率的表达式，只需在线测取变频调速数控机床主轴电机在加工过程中的实时输入功率、输入电压以及供电频率，即可实时地在线检测出主轴电机的输出功率。其在线检测过程简单易操作，且对现有变频调速数控机床普遍适用。

主权项

变频调速数控机床主轴电机输出功率的在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取检测变频调速数控机床主轴电机输出功率所需要的基础数据：包括主轴电机的基频f_N、额定电压U_N、额定功率P_N、额定效率η_N、变频器对电机的补偿电压ΔU；2)获取基频下调阶段，主轴电机空载功率与供电频率的表达式P₀₁(f)，以及基频上调阶段，主轴电机空载功率与供电频率的表达式P₀₂(f)，f为变频器对主轴电机的供电频率；3)实时测量变频调速数控机床主轴电机在加工过程中的输入电压U_a、供电频率f_a以及输入功率P_i；4)由上述数据计算得到主轴电机在当前状态下的空载功率P_0a以及参数b；5)计算得到当前状态下变频调速数控机床主轴电机的输出功率P₂，并将输出功率P₂作为变频调速数控机床主轴电机输出功率的在线检测的输出；$P_2=\frac{-P_N+\sqrt{{P_N}^2+4b(P_i-P_{0a})}}{2b}{P}_N;$所述步骤4中，所述主轴电机在当前状态下的空载功率P_0a的计算公式为：$P_{0a}=\left\{\begin{array}{cc}{P}_{01}\left(f_a\right)*{\left(\frac{U_a}{\frac{f_a}{f_N}(U_N-\Delta U)+\Delta U}\right)}^2& (f_a\le f_N)\\ P_{02}\left(f_a\right)*{\left(\frac{U_a}{U_N}\right)}^2& (f_a>f_N)\end{array}\right.;$所述参数b的计算公式为：$b=\left\{\begin{array}{cc}[P_N(\frac{1}{{\eta }_N}-1)-P_{01}\left(f_N\right)]*{\left(\frac{\frac{f_a}{f_N}(U_N-\Delta U)+\Delta U}{U_a}\right)}^2& (f_a\le f_N)\\ [P_N(\frac{1}{{\eta }_N}-1)-P_{01}\left(f_N\right)]*{\left(\frac{U_a}{U_N}\right)}^2& (f_a>f_N)\end{array}\right.;$或者，所述步骤4中，所述主轴电机在当前状态下的空载功率P_0a的计算公式为：$P_{0a}=\left\{\begin{array}{cc}{P}_{01}\left(f_a\right)& (f_a\le f_N)\\ P_{02}\left(f_a\right)& (f_a>f_N)\end{array}\right.;$所述参数b的计算公式为：$b=P_N(\frac{1}{{\eta }_N}-1)-P_{01}\left(f_N\right).$