[发明专利]用于测量负载的阻抗的装置

说明书

本申请涉及用于测量负载的阻抗的装置，特别是用于测量被配置为耦合至受控电流源的电负载的阻抗的装置。装置包括被配置为耦合至负载的第一端子的第一耦合节点和被配置为耦合至负载的第二端子的第二耦合节点。该装置还包括具有初级绕组和次级绕组的变压器以及串联连接在次级绕组的第一端子和第一耦合节点之间的电容。次级绕组的第二端子连接到第二耦合节点。该装置还包括处理单元，该处理单元被配置为：控制施加到初级绕组的激励信号，以便引起负载(300)的输入电流的与激励信号相对应的变化；测量负载(300)的输入电流和输入电压；并基于所测量的输入电流和输入电压，确定负载(300)的阻抗。

技术领域

本公开涉及一种用于测量负载的阻抗的装置。

背景技术

在电气系统中，为了识别或验证负载以允许由控制工程师对负载进行精确的控制设计，了解负载(例如电动机)的阻抗和/或频率响应是有用的。

在电动机系统中，为电动机提供诸如逆变器或通过直接在线电源方式的电源，以向电动机供应受控(例如恒定)电流。为了精确控制电动机并预测电动机对系统干扰的反应，需要描述电动机性能的精确模型(通常称为电动机工厂模型)。电动机工厂模型取决于电动机的操作点(输入电压、速度和负载)，因此只有在电动机的转子磁化并旋转时才能准确获得。

在电源为逆变器的某些系统中，逆变器可以在“识别运行”期间或之后立即执行频率响应分析，以进行控制调谐。电动机不由逆变器供电的系统(例如电动机以直接在线电源模式连接到电源的情形)通常不执行频率响应分析。

发明内容

本公开描述了一种用于测量电负载(例如，电动机)的阻抗的装置，其中，该装置可以与负载并联耦合，并不管负载的电源是何种类型都可以测量负载的阻抗。可以基于所测量的阻抗确定负载的频率响应。

根据第一方面，本发明提供了一种用于测量电负载的阻抗的装置，该装置被配置为耦合至受控电流源，其中，该装置包括：第一耦合节点，被配置为耦合至负载的第一端子；第二耦合节点，被配置为耦合至负载的第二端子；变压器，具有初级绕组和次级绕组；电容，串联连接在次级绕组的第一端子与第一耦合节点之间，其中，次级绕组的第二端子连接至第二耦合节点；和处理单元，其中，所述处理单元被配置为：控制施加到初级绕组的激励信号，以便引起负载的输入电流的与激励信号相对应的变化；测量负载的输入电流和输入电压；并基于所测量的输入电流和输入电压，确定负载的阻抗。

处理单元可以进一步被配置为：基于所确定的负载的阻抗来确定负载的频率响应。

该设备还可以包括可控开关设备，该可控开关设备被配置为选择性地将变压器的初级绕组耦合至电压源，以将激励信号施加到初级绕组。

处理单元可以被配置为：控制可控开关设备的操作，以生成激励信号。

备选地，该设备可以包括耦合至变压器的初级绕组的可控AC电压源，其中，处理单元被配置为控制该可控AC电压源以生成激励信号。

例如，激励信号可以包括正弦扫描信号。

激励信号可以包括线性调频信号。

激励信号可以包括伪随机二进制序列(PRBS)。

处理单元可以被配置为针对多个不同的激励信号频率来测量负载的输入电流和输入电压。

处理单元可以被配置为在负载的多个不同操作点处测量负载的输入电流和输入电压。

处理单元可以包括数字信号处理器、微处理器或微控制器。