[发明专利]一种以电流传感器为基础的感应电机转矩波动识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以电流传感器为基础的感应电机转矩波动识别方法，属于电机领域。

背景技术

在感应电机应用系统中，对负载转矩的测量和识别是一项关键的技术问题。而在目前广泛使用的实际系统中，对负载转矩的测量大体有两类方法：

一种方法是利用力矩传感器、振动传感器等机械传感器直接测量。这种方法测量直接，技术成熟。但是这种方法要求机械上的直接接触，对传感器的安装位置安装空间安装条件都有所要求，这就限制了其应用的范围和领域。另一方面由于机械形变和温度的影响，这种机械传感器直接测量的方法的精度也将受到影响。

另一种方法是利用感应电机系统中的电气参量估算其负载转矩。这种方法采用间接测量，不与机械结构直接接触，因而可靠性与安全性都大大提高。但在目前的间接测量方法中，多采用多种传感器(如电流传感器，电压传感器，速度传感器等)综合计算分析，这样必然增加了系统的复杂性，降低了可靠性，尤其是像电压，速度等传感器，它们需要与系统直接连接而不能独立于系统之外，这就增加的安装的难度，限制了其应用范围。

发明内容

本发明目的是为了解决现有测量感应电机的负载转矩的方法存在安全性差、可靠性差、安装条件受限、结构复杂等问题，提供了一种以电流传感器为基础的感应电机转矩波动识别方法。

本发明方法包括以下步骤：

步骤一、利用电流霍尔传感器采样感应电机的三相定子电流；

步骤二、给出一个假定的转子初始角度，将步骤一采样获得的三相静止坐标系下的三相定子电流进行坐标变换，分解为假定励磁电流分量和假定转矩电流分量；

步骤三、给感应电机施加周期性固定扰动，并多次改变转子初始角度，针对每一个转子初始角度，通过步骤一和二获得对应的假定励磁电流分量和假定转矩电流分量，当获得的某一个转子初始角度对应的假定励磁电流分量的变化量趋近于零时，将过该转子初始角度对应的假定转矩电流分量作为实际转矩电流分量；

步骤四、根据步骤三获取的实际转矩电流分量估算感应电机的负载转矩。

本发明的优点：本发明提出的是一种以电流传感器为基础的感应电机转矩波动识别方法，基于坐标变换的原理，将三相定子电流解耦为假定的励磁电流分量和假定转矩电流分量，并根据实际负载转矩变化时励磁电流分量应该不变的原理，确定准确的初始角，以实现准确的坐标变换。本方法由于仅使用电流霍尔传感器，可以独立于感应电机系统以外，不改变被测系统的原有结构，这样即大大提高了被测系统的安全性和可靠性，又方便安装和移植。

附图说明

图1是本发明方法流程图；

图2是MT轴系与M′T′轴系对应关系图；

图3是当电机负载转矩上有任意的负载转矩扰动时，MT轴系与M′T′轴系的关系图。

具体实施方式

具体实施方式一：下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式方法包括以下步骤：

步骤一、利用电流霍尔传感器采样感应电机的三相定子电流；

步骤二、给出一个假定的转子初始角度，将步骤一采样获得的三相静止坐标系下的三相定子电流进行坐标变换，分解为假定励磁电流分量和假定转矩电流分量；

步骤三、给感应电机施加周期性固定扰动，并多次改变转子初始角度，针对每一个转子初始角度，通过步骤一和二获得对应的假定励磁电流分量和假定转矩电流分量，当获得的某一个转子初始角度对应的假定励磁电流分量的变化量趋近于零时，将过该转子初始角度对应的假定转矩电流分量作为实际转矩电流分量；

步骤四、根据步骤三获取的实际转矩电流分量估算感应电机的负载转矩。

步骤一中利用电流霍尔传感器采样感应电机的三相定子电流，通过电流霍尔传感器采集两相电流i_A，i_B，即可根据三相电流和为零来计算获取第三相电流i_C：

i_C＝-(i_A+i_B)，

根据定子电流i_A或i_B计算定子电流角频率ω_s，即通过处理器判断i_A或i_B相电流的过零点，并记录相邻两过零点之间的时间t_st即半个电流周期T/2，那么定子电流角频率ω_s为：