专利名称：采用静态补偿定子磁链模型的异步电机动态效率测试方法
技术领域：
本专利涉及一种三相异步电机在运行过程中检测其动态效率的方法，特别是一种采用静态补偿定子磁链模型的三相异步电机动态效率测试方法。
背景技术：
三相异步电机广泛地应用于国民经济的各个领域，据统计，电机系统用电量约占全国总用电量的60%，其中三相异步电动机的数量就占各种电机总数的70%以上，因此电机运行效率的提高对我国节能减排“十二五”规划具有重大意义，而对三相异步电机的效率检测在电机的设计、制造以及使用过程中效率的提高起到十分关键的作用。在传统的电机效率试验中，由于自动化程度低，采用模拟表和数字表对运行中电机的各参数进行测量，不仅在数据的记录和计算流程上十分繁杂，而且额外的各种测量仪表的安装也会带来问题。
发明内容
本专利的目的在于 ，针对上述问题提供一种采用静态补偿定子磁链模型的三相异步电机效率测试方法，仅需测量电机定子侧的电压与电流，通过适当的算法即可获得电机的运行效率，具有测量简单，精度高的特点。为达到上述目的，本发明采用下述技术方案一种基于静态补偿定子磁链模型的三相异步电机动态效率测试方法，其特征在于操作步骤如下
51.电机通入50Hz三相交流电，通过霍尔传感器检测出电机三相定子线电压和线电
流；
52.采用锁相环(PLL)技术得到电压与电流之间的相位差，计算出电机的输入功率
53.采用基于静态补偿的定子磁链模型得到在两相静止坐标系下补偿后的定子磁链估计分量说《和(~ ;
54.结合在两相静止坐标系中定子电流分量isa、ise和定子磁链估计分量氣^^以
及电机自身相关参数计算出电机电磁转矩7 、转差《sl、转子机械角速度从而得到转子侧的总机械功率/^。;
55.将传递到转子侧的总机械功率/减去由风阻和机械摩擦造成的功率损耗以及由附加参杂损耗造成的功率损耗/7ad，得到电机的输出功率A。所述步骤S3中，对于磁链观测模型采用带固定频率补偿的定子磁链观测模型，其中具体的补偿方法为
I^I=W3O7764Ilgj Z#s =Z 4 - 0.24497866其中|與1丨、I與I与Z41、Z鸟分别为补偿前后定子磁链的幅值Wb与角度rad。所述步骤S4中，对于电机电磁转矩Tem的计算有
权利要求
1.一种采用静态补偿定子磁链模型的三相异步电机动态效率测试方法，其特征在于包括以下步骤 ·51.给电机通入工频50Hz三相交流电，通过霍尔传感器检测电机定子线电压和线电流； ·52.采用锁相环PLL技术得到电压与电流之间的相位差，从而得到电机输入功率八； ·53.采用基于静态补偿的定子磁链模型得到在两相静止坐标系下经过补偿后的定子磁链估计分量也和_# ; ·54.结合两相静止a-3坐标系下定子电流分量isa、ise与定子磁链估计分量也、%以及电机自身相关参数得出电机电磁转矩7 、转差《sl、转子机械角速度； ·55.将传递到转子侧的总机械功率减去由风阻和机械摩擦造成的功率损耗以及由附加参杂损耗造成的功率损耗/ ad，得到电机的输出功率A。
2.如权利要求1所述采用静态补偿定子磁链模型的三相异步电机动态效率测试方法，其特征在于所述步骤S3中，对于磁链观测模型采用带固定频率补偿的定子磁链观测模型，其中具体的补偿方法为
3.如权利要求1所述采用静态补偿定子磁链模型的三相异步电机动态效率测试方法，其特征在于所述步骤S4中，对于电机电磁转矩7 的计算有
4.如权利要求1所述采用静态补偿定子磁链模型的三相异步电机动态效率测试方法，其特征在于所述步骤S4中，对于稳态转差《sl的计算有
5.如权利要求1所述采用静态补偿定子磁链模型的三相异步电机动态效率测试方法，其特征在于所述步骤S4中，对于转子机械角速度可通过下式获得式中《s=314. 159rad/s是电机同步角速度，《sl是转差,/ p是电机极对数。
6.如权利要求1所述采用静态补偿定子磁链模型的三相异步电机动态效率测试方法，其特征在于所述步骤S5中，对于输出功率A，可以通过下式得出 = TmOt -p狐-p放(6) 式中是额定运行条件下电机的机械损耗，不同功率等级的Y系列异步电机可以通过查阅有关电机设计手册得到，Pad是附加损耗，按异步电机的额定功率& 一定比例系数选取，对于铸铝笼型转子Pad = (f3)°/PN，关于不同功率等级电机的比例系数按照实际电机功率查表即可。
全文摘要
本发明涉及一种采用静态补偿定子磁链模型的三相异步电机动态效率测试方法。该方法包括将电机三相定子直接与工频(50Hz)三相交流电相接，利用霍尔传感器对异步电机定子电压和电流进行检测，利用锁相环技术获得电压与电流之间的相位关系并得出电机输入功率，采用静态补偿定子磁链模型获得电机电磁转矩、转差以及转子角速度，并考虑机械损耗和附加损耗，从而得到电机的输出功率。本方法能够准确、实时地检测出三相异步电机在以工频(50Hz)同步角频率运行时拖动不同负载情况下的运行效率。
文档编号H02P21/14GK103066912SQ20121048736
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月27日 优先权日2012年11月27日
发明者宋文祥, 朱洪志, 阮志勇, 周杰, 董英 申请人:上海大学