变频电机功率测量方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子设备领域，特别是涉及一种变频电机功率测量方法和装置。
【背景技术】
[0002] 现代制造业中需要大量使用机床设备，机床设备的核心器件之一是电机。电机包 括固定频率的电机和变频电机，相比较于固定频率的电机，机床设备中使用变频电机能够 达到更好的节能减排效果，并可实现机床主轴的无级调速。变频电机的实时功率能够反映 当前机床的工作状态，如可根据变频电机的实时在线功率获知机床在作业过程中的刀具和 工件的受力情况，使得能够及时、高效的发现和解决加工中存在的问题。因此，获取变频电 机的实时在线功率具有重要意义。
[0003] 传统的电机的功率测量方法如采取的方法包括频谱分析法或准同步测量法等，都 是对于确定点的频率的电机进行的功率进行的测量。传统的测量方法无法实现对变频电机 的实时在线功率的获取。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要对于上述技术问题，提供一种能够实现对变频电机的实时在线功 率的测量的变频电机功率测量方法和装置。
[0005] -种变频电机功率测量方法，所述方法包括:获取变频电机在工作下的每一相第 一输入电压和第一输入电流;根据每一相第一输入电压确定对应的每一相电压的基波矢量 的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部;根据每一相第一输入电流确定对应的每一相电 流的基波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部;根据所述每一相电压的基波矢量 的实部和虚部、谐波矢量的实部与虚部以及所述每一相电流的基波矢量的实部和虚部以及 谐波矢量的实部与虚部确定对应的每一相第一有功功率和第一无功功率;根据所述每一相 第一有功功率和第一无功功率确定所述变频电机的总的有功功率和总的无功功率。
[0006] 在其中一个实施例中，所述根据每一相第一输入电压确定对应的每一相电压的基 波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部的步骤，包括:对于每一相的第一输入电 压，将所述第一输入电压转换成傅里叶级数形式的输入电压;通过对所述傅里叶级数形式 的输入电压进行离散傅里叶变换来确定对应相位电压的基波矢量的实部和虚部以及谐波 矢量的实部与虚部;所述根据每一相第一输入电流确定对应的每一相电流的基波矢量的实 部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部的步骤，包括:对于每一相的第一输入电流，将所述第 一输入电流转换成傅里叶级数形式的输入电流;通过对所述傅里叶级数形式的输入电流进 行离散傅里叶变换来确定对应相位电流基波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚 部。
[0007] -种变频电机功率测量方法，所述方法包括:获取变频电机在加入了电压互感器 与电流互感器后的每一相第二输入电压与第二输入电流;根据每一相第二输入电压确定对 应的每一相电压的基波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部;根据每一相第二输 入电流确定对应的每一相电流的基波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部;根据 所述每一相电压的基波矢量的实部和虚部、谐波矢量的实部与虚部以及所述每一相电流的 基波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部确定对应的每一相第二有功功率和第 二无功功率;获取所述变频电机在加入了电压互感器与电流互感器后的每一相输入电压与 输入电流之间的对应相位差变化值;根据所述第二有功功率、第二无功功率和所述相位差 变化值确定所述变频电机的实际输入的对应相位的第三有功功率和第三无功功率;根据每 个相位的第三有功功率和第三无功功率确定所述变频电机的总的有功功率和总的无功功 率。
[0008] 在其中一个实施例中，所述获取所述变频电机在加入了电压互感器与电流互感器 后的每一相输入电压与输入电流之间的对应相位差变化值的步骤，包括:获取变频电机在 额定工作条件下的每一相第三输入电压与第三输入电流;根据所述每一相第三输入电压与 第三输入电流确定对应相位的第三相位差；根据所述第三相位差确定对应的相位差变化 值。
[0009] 在其中一个实施例中，所述根据每一相第二输入电压确定对应的每一相电压的基 波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部的步骤，包括:对于每一相的第二输入电 压，将所述第二输入电压转换成傅里叶级数形式的输入电压;通过对所述傅里叶级数形式 的输入电压进行离散傅里叶变换来确定对应相位电压的基波矢量的实部和虚部以及谐波 矢量的实部与虚部;所述根据每一相第二输入电流确定对应的每一相电流的基波矢量的实 部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部的步骤，包括:对于每一相的第二输入电流，将所述第 二输入电流转换成傅里叶级数形式的输入电流;通过对所述傅里叶级数形式的输入电流进 行离散傅里叶变换来确定对应相位电流基波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚 部。
[0010] -种变频电机功率测量装置，所述装置包括:第一输入电压获取模块，用于获取变 频电机在工作下的每一相第一输入电压;第一输入电流获取模块，用于获取变频电机在工 作下的每一相第一输入电流;第一输入电压确定模块，用于根据每一相第一输入电压确定 对应的每一相电压的基波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部;第一输入电流确 定模块，用于根据每一相第一输入电流确定对应的每一相电流的基波矢量的实部和虚部以 及谐波矢量的实部与虚部;第一相位功率确定模块，用于根据所述每一相电压的基波矢量 的实部和虚部、谐波矢量的实部与虚部以及所述每一相电流的基波矢量的实部和虚部以及 谐波矢量的实部与虚部确定对应的每一相第一有功功率和第一无功功率;第一功率确定模 块，用于根据所述每一相第一有功功率和第一无功功率确定所述变频电机的总的有功功率 和总的无功功率。
[0011] 在其中一个实施例中，所述第一输入电压确定模块还用于对于每一相的第一输入 电压，将所述第一输入电压转换成傅里叶级数形式的输入电压;通过对所述傅里叶级数形 式的输入电压进行离散傅里叶变换来确定对应相位电压的基波矢量的实部和虚部以及谐 波矢量的实部与虚部;所述第一输入电流确定模块还用于对于每一相的第一输入电流，将 所述第一输入电流转换成傅里叶级数形式的输入电流;通过对所述傅里叶级数形式的输入 电流进行离散傅里叶变换来确定对应相位电流基波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实 部与虚部。
[0012] -种变频电机功率测量装置，所述装置包括:第二输入电压获取模块，用于获取变 频电机在加入了电压互感器与电流互感器后的每一相第二输入电压;第二输入电流获取模 块，用于获取变频电机在加入了电压互感器与电流互感器后的每一相第二输入电流;第二 输入电压确定模块，用于根据每一相第二输入电压确定对应的每一相电压的基波矢量的实 部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部;第二输入电流确定模块，用于根据每一相第二输入 电流确定对应的每一相电流的基波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部;第二相 位功率确定模块，用于根据所述每一相电压的基波矢量的实部和虚部、谐波矢量的实部与 虚部以及所述每一相电流的基波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实部与虚部确定对应 的每一相第二有功功率和第二无功功率;相位差变化值确定模块，用于获取所述变频电机 在加入了电压互感器与电流互感器后的每一相输入电压与输入电流之间的对应相位差变 化值;第三相位功率确定模块，用于根据所述第二有功功率、第二无功功率和所述相位差变 化值确定所述变频电机的实际输入的对应相位的第三有功功率和第三无功功率;第三功率 确定模块，用于根据每个相位的第三有功功率和第三无功功率确定所述变频电机的总的有 功功率和总的无功功率。
[0013] 在其中一个实施例中，所述相位差变化值确定模块还用于获取变频电机在额定工 作条件下的每一相第三输入电压与第三输入电流;根据所述每一相第三输入电压与第三输 入电流确定对应相位的第三相位差;根据所述第三相位差确定对应的相位差变化值。
[0014] 在其中一个实施例中，所述第二输入电压确定模块还用于对于每一相的第二输入 电压，将所述第二输入电压转换成傅里叶级数形式的输入电压;通过对所述傅里叶级数形 式的输入电压进行离散傅里叶变换来确定对应相位电压的基波矢量的实部和虚部以及谐 波矢量的实部与虚部;所述第二输入电流确定模块还用于对于每一相的第二输入电流，将 所述第二输入电流转换成傅里叶级数形式的输入电流;通过对所述傅里叶级数形式的输入 电流进行离散傅里叶变换来确定对应相位电流基波矢量的实部和虚部以及谐波矢量的实 部与虚部。
[0015] 上述变频电机功率测量方法和装置，可实现对变频电机