基于電磁力機理的電機能效現場檢測方法研究.pdf

1、隨著我國工業(yè)化進程的加快，能源浪費問題日益嚴重，其中中小型三相交流異步電機是應用最廣泛的高耗能機電產品，由于使用年限久、制造工藝粗糙等原因，此類電機運行效率普遍偏低，所以研究電機評價技術尤為重要。目前電機效率的評估主要依賴于實驗室檢測，過程復雜而且成本高，無法適用到所有電機中。針對目前檢測方法的缺陷，本文提出了一種基于現場的便攜式電機能效檢測方法，該方法以電磁力和電磁感應原理為理論基礎，利用電磁力產生過程中對電壓和電流的影響，采用無傳感

2、器轉速、轉矩在線辨識技術對電機輸出功率的計算進行研究，主要包括以下幾個方面。
　　首先，簡要介紹了三相交流異步電機的結構及工作原理，詳細闡述了在電磁感應現象的作用下，定子電流中與轉速相關的轉子頻率成分的產生機理，并從電機微觀機理層面解釋了電磁力和氣隙轉矩的產生，通過機端電氣量推導出氣隙轉矩的計算公式，從而確定了本文的理論依據。
　　其次，本文提出了基于無傳感器的轉速、轉矩在線辨識算法，采用兩種轉子頻率計算方法，首先對定子電流

3、解調，其次運用快速傅里葉變換分析技術算出其頻譜，最后從中提取轉子頻率，從而得到電機轉速，為了提高轉子頻率的辨識精度，分別運用Zoom FFT頻譜細化技術和基于比值法的頻譜校正技術對定子電流的頻譜進行優(yōu)化以提高頻譜分辨率。另外，考慮到定子磁鏈的計算在氣隙轉矩分析中的重要地位，本文提出了兩種不同類型計算方法：新型辛普森積分法和基于低通濾波法的定子磁鏈觀測器法，新型辛普森積分法采用精度較高的復化辛普森積分模型，相比傳統(tǒng)的梯形法，解決了積分初值

4、和零漂問題，定子磁鏈辨識精度顯著提高；雖然新型積分法逐漸克服積分初值無法確定的缺陷，但有時仍無法滿足特定的精度要求，而采用低通濾波法的計算方法不存在上述問題，從而辨識精度最高。
　　最后，采用Matlab/Simulink建立了系統(tǒng)的仿真模型，將各個環(huán)節(jié)的計算程序分別集成為可以直接調用的模塊，驗證了本文研究的無傳感器轉速、轉矩在線辨識技術的有效性，通過將兩種定子磁鏈算法仿真并對比，本文最后選擇辨識精度更高的低通濾波法，并選擇了基于