基于可测电气量的鼠笼式异步电机能效在线监测方法

摘要

本发明公开了鼠笼式异步电机能效在线监测技术领域的一种基于可测电气量的鼠笼式异步电机能效在线监测方法。首先，通过分析采集到的定子电流中的转子槽谐波信号辨识得出转子转速；其次通过采集机端定子电压和定子绕组电流分析得出电机转子轴输出转矩，进而利用输出转矩和转速求出电机输出功率，达到辨识电机运行能效的目的。本发明解决了电机转子轴输出转矩及转速无法直接测量的问题，该方法在现场应用具有操作简单，能够快速得出电机运行能效，不仅适用于普通斜槽转子电机，也适用于电机转子槽谐波磁动势与气隙谐波磁动势混叠的电机。

主权项

一种基于可测电气量的鼠笼式异步电机能效在线监测方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：步骤1：设定电气量采样频率f_s和采样周期T，采集定子电流分析得出鼠笼式异步电机的转子槽谐波频率，并通过异步电机的转子槽谐波频率得到电机转子转速n；步骤2：通过采集定子电压和电流数据得到电机的气隙转矩T_gap；步骤3：根据步骤1得出的电机转子转速n和步骤2得到的气隙转矩，结合机械损耗P_fw和杂散损耗P_s得到电机输出转矩T₂；步骤4：根据步骤1得出的电机转子转速n和步骤3得到的电机输出转矩T₂，得到电机输出功率P₂，从而得到电机的运行效率η；所述步骤1中，鼠笼式异步电机的转子槽谐波频率的计算公式为：通过异步电机的转子槽谐波频率，得到电机转子转速n的计算公式为：其中，Z₂为转子槽数；s为转差率；p为极对数；f₁为电源频率；f_sh为转子槽谐波频率；针对电机转子槽谐波与齿谐波混叠的现象，通过计算负载率估算 出电机负载运行时的转差率s_λ，并得出转子槽谐波频率范围，进一步根据转子槽谐波频率信号准确辨识出电机转子转速；负载率用电机输入功率P₁、额定参数与空载参数得出：s_λ＝(n₀‑n_N)·λ/n₀其中，ΔP_N为额定负载有功损耗；ΔP₀为空载有功损耗；n₀为同步转速；n_N为额定转速；λ为负载率；s_λ为负载转差率。