[发明专利]一种高速同步电机转矩高频分量识别装置及其识别方法

说明书

本发明公开了一种高速同步电机转矩高频分量识别装置，包括识别装置底座；在识别装置底座上设置高速测功机；被测高速电机的主轴与高速测功机的主轴通过联轴器同轴连接；识别装置设置扭矩传感器，扭矩传感器通过信号线路与扭矩传感器控制单元连接；扭矩传感器控制单元通过扭矩传感器频率信号输出线束与频率/模拟量高频转换连接。本发明还公开了该识别装置的识别方法。采用上述技术方案，通过转矩高频分量进行识别，通过对不同的频率的分析，结合电机扭矩仿真和实验结果，确认和矫正不同频率分量的来源；对被测高速电机进行电磁参数和结构的迭代优化，能够通过电机设计来降低电机的扭矩波动。

技术领域

本发明属于电机设计过程中的仿真和优化的技术领域。更具体地说，本发明涉及一种高速同步电机转矩高频分量识别装置。另外，本发明还涉及该识别装置的识别方法。

背景技术

在现有技术中，一般扭矩信号采用CAN定义，采集模拟量信号使用，信号采集频率通常为100Hz，即采集时间为10ms。但是在做扭矩波动分析时，100Hz的采集频率不能满足分析要求。

发明内容

本发明提供一种高速同步电机转矩高频分量识别装置，其目的是通过转矩高频分量进行识别，在电机设计时降低电机的扭矩波动。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明的高速同步电机转矩高频分量识别装置，用于对被测高速电机的扭矩波动进行分析；该识别装置包括识别装置底座；在所述的识别装置底座上设置高速测功机；所述的被测高速电机的主轴与高速测功机的主轴通过联轴器同轴连接；所述的识别装置设置扭矩传感器，所述的扭矩传感器通过信号线路与扭矩传感器控制单元连接；所述的扭矩传感器控制单元通过扭矩传感器频率信号输出线束与频率/模拟量高频转换器连接。

所述的被测高速电机通过高速轴承座及安装面板安装在识别装置底座上。

所述的频率/模拟量高频转换器通过模拟量输出信号线束与高频数据采集器连接；所述的高频数据采集器通过网线与上位机连接。

所述的频率/模拟量高频转换器的最高采集频率为50kHz。

所述的扭矩传感器包括扭矩传感器转子和扭矩传感器定子；所述的扭矩传感器转子安装在高速测功机的主轴上；所述的扭矩传感器定子安装在高速测功机的前端面壳体上。

为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的高速同步电机转矩高频分量识别装置的识别方法，其技术方案是：

1)、所述的扭矩传感器扭矩的输出信号为频率信号，所以可以直接用扭矩传感器的频率输出信号输出，作为频率/模拟量高频转换器的输入信号；

2)、扭矩模拟转换器的采集时间可达20μs，即采集频率为50kHz；

3)、根据对扭矩数据进行傅里叶分析，得出不同频率的扭矩分量；

4)、根据对扭矩数据仿真结果，确认和矫正不同频率分量的来源；

5)、基于上述结果，对被测高速电机进行电磁参数和结构的迭代优化。

在所述的3)中，转矩信号经过快速傅里叶分析后，信号由时域转换到频域，观察频域数据中不同谐波频率对应的转矩幅值对整个转矩的贡献量。

在所述的4)和5)中，计算不同频率对应的扭矩对总扭矩的占比，结合仿真优化电机扭矩，最终使被测高速电机(1)的扭矩波动降低。

本发明采用上述技术方案，通过转矩高频分量进行识别，通过对不同的频率的分析，结合电机扭矩仿真和实验结果，确认和矫正不同频率分量的来源；对被测高速电机进行电磁参数和结构的迭代优化，能够通过电机设计来降低电机的扭矩波动。

附图说明

附图所示内容及图中的标记作简要说明如下：