一种电机谐波测量方法与流程

本发明涉及电机谐波测量，特别涉及一种电机谐波测量方法。

背景技术：

电机谐波是电机的重要性能指标，电机谐波过大将使电机增加损耗，造成电机效率和功率因素变差；造成温度增加；对供电线路产生干扰。目前市场上的电机测功机无法对电机谐波进行测试分析。

技术实现要素：

有鉴于现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种电机谐波测量方法，旨在解决现有电机测功机无法对电机谐波进行测试分析的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种电机谐波测量方法，所述方法包括如下步骤：

步骤s1、控制伺服电机带动待测电机匀速转动；所述待测电机通过第一联轴器连接有中心轴，所述中心轴上连接有角度编码器；

步骤s2、通过外部a/d卡实时采集所述待测电机相邻两相之间感应电动势的电压数据；根据所述电压数据绘制形成感应电动势曲线eij(t)；所述i、j为所述待测电机的相数编号；

步骤s3、根据所述感应电动势曲线eij(t)得感应电动势周期t,根据所述感应电动势周期t可得感应电动势频率f，所述根据所述感应电动势频率f可计算出待测电机的理论转速n，所述所述p为所述待测电机的极对数；根据计算出的所述理论转速n校验测试系统的转速n′是否正常；

步骤s4、根据所述感应电动势曲线eij(t)；对所述感应电动势曲线eij(t)进行fft分析；将时域信号转换为频域信号；得到谐波频谱，根据所述谐波频谱可得所述待测电机的谐波和谐波幅值。

在该技术方案中，通过设置所述角度编码器，可以保证测量机构完成一个完整的周期采样；通过对待测电机的感应电动势曲线eij(t)进行fft分析，得到所述谐波频谱，根据所述谐波频谱可得所述待测电机的谐波，解决了现有电机测功机无法对电机谐波进行测量和分析的问题。

进一步而言，所述伺服电机与所述待测电机之间经过皮带轮传动；所述伺服电机的输出轴连接有主动轮；所述待测电机通过所述中心轴连接有从动轮。

在该技术方案中，通过将所述伺服电机与所述待测电机之间的传动设置为皮带轮传动，可以隔离所述伺服电机的干扰，保证测量结果的准确性。

进一步而言，所述步骤s2还包括：

通过所述角度编码器实时采集所述待测电机的旋转角度数据。

在该技术方案中，通过实时采集所述待测电机的旋转角度数据，可以保证测量机构完成一个完整的周期采样。

进一步而言，所述步骤s3还包括：

将计算得到的所述理论转速n与所述测试系统的转速n′比较，判断所述测试系统的转速n′是否正常；

若所述测试系统的转速n′不正常，则输出警报；

若所述测试系统的转速n′正常，则继续下面的步骤s4。

在该技术方案中，通过在线检测，预判所述测试系统的转速n′是否正常，可以及时的停止测量，避免测量结果不准确。

进一步而言，所述方法还包括：

从经fft分析得到的谐波频谱上提取3阶谐波、5阶谐波、7阶谐波等能量较大的谐波幅值，将得到的所述谐波幅值与设定的界限值比较，判断所述待测电机是否合格；

若所述待测电机为不合格，则输出警报；

若所述待测电机为合格，则打印出合格标签并粘贴于所述待测电机上。

在该技术方案中，通过在线检测，提前预判所述待测电机是否合格。

本发明的有益效果是：在本发明中，通过设置所述角度编码器，可以保证测量机构完成一个完整的周期采样；通过对待测电机的感应电动势曲线eij(t)进行fft分析，得到所述谐波频谱，根据所述谐波频谱可得所述待测电机的谐波，解决了现有电机测功机无法对电机谐波进行测量和分析的问题。

附图说明

图1是本发明一种电机谐波测量方法的流程框图；

图2是本发明一种电机谐波测量机构的结构示意图；

图3是本发明一具体实施方式中待测电机的感应电动势曲线图；

图4是本发明一具体实施方式中谐波频谱图；

图5是本发明一具体实施方式中谐波幅值数据图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示，为本实施例的流程框图，包括如下步骤：

步骤s1、控制伺服电机200带动待测电机匀速转动；所述待测电机通过第一联轴器500连接有中心轴400，所述中心轴400上连接有角度编码器100；

步骤s2、通过外部a/d卡实时采集所述待测电机相邻两相之间感应电动势的电压数据；根据所述电压数据绘制形成感应电动势曲线eij(t)；所述i、j为所述待测电机的相数编号；

步骤s3、根据所述感应电动势曲线eij(t)得感应电动势周期t,根据所述感应电动势周期t可得感应电动势频率f，所述根据所述感应电动势频率f可计算出待测电机的理论转速n，所述所述p为所述待测电机的极对数；根据计算出的所述理论转速n校验测试系统的转速n′是否正常；

步骤s4、根据所述感应电动势曲线eij(t)；对所述感应电动势曲线eij(t)进行fft分析；将时域信号转换为频域信号；得到谐波频谱，根据所述谐波频谱可得所述待测电机的谐波和谐波幅值。

下面通过实施例来对本发明进行说明：

所述方法在一种电机谐波测量机构上实施，所述电机谐波测量机构包括角度编码器100、伺服电机200、支架300；所述支架300上安设有角度编码器支架301和伺服电机支架302；所述角度编码器100安设于所述角度编码器支架301上；所述伺服电机200安设于所述伺服电机支架302上；所述角度编码器支架301中间部位开设有第一通孔；所述第一通孔内安设有第一轴承303；所述第一通孔内还安设有中心轴400，所述中心轴400穿过所述第一通孔和所述第一轴承303；所述中心轴400通过第二联轴器800连接有第一皮带轮600；所述伺服电机200的输出轴连接有第二皮带轮700；所述第二皮带轮700为主皮带轮，所述第一皮带轮600为从皮带轮；所述第一皮带轮600和所述第二皮带轮700通过皮带连接；所述中心轴400远离所述第二联轴器800的一端通过所述第一联轴器500连接有待测电机；所述伺服电机200通过所述第一皮带轮600、所述第二皮带轮700和所述中心轴400间接的带动所述待测电机转动；所述支架300上安设有待测电机夹紧支架304，所述待测电机安设于所述待测电机夹紧支架304上。

在本实施例中，所述待测电机为三相异步电机。

在本实施例中，提供一种电机谐波测量方法，包括如下步骤：

步骤s1、控制伺服电机200带动待测电机匀速转动；

值得一提的是，所述待测电机通过第一联轴器500连接有中心轴400，所述中心轴400上连接有角度编码器100；所述伺服电机200与所述待测电机之间经过皮带轮传动；所述伺服电机200的输出轴连接有主动轮；所述待测电机通过所述中心轴400连接有从动轮。

步骤s2、通过外部a/d卡实时采集所述待测电机相邻两相之间感应电动势的电压数据；根据所述电压数据绘制形成感应电动势曲线eij(t)；所述感应电动势曲线eij(t)如图3所示。

步骤s3、根据所述感应电动势曲线eij(t)得感应电动势周期t,根据所述感应电动势周期t可得感应电动势频率f，所述根据所述感应电动势频率f可计算出待测电机的理论转速n，所述所述p为所述待测电机的极对数；

具体而言，所述步骤s3还包括：

将计算得到的所述理论转速n与所述测试系统的转速n′比较，判断所述测试系统的转速n′是否正常；

若所述测试系统的转速n′不正常，则输出警报；

若所述测试系统的转速n′正常，则继续下面的步骤s4。

步骤s4、根据所述感应电动势曲线eij(t)；对所述感应电动势曲线eij(t)进行fft分析；将时域信号转换为频域信号；得到谐波频谱，所述谐波频谱如图4所示；

根据所述谐波频谱可得所述待测电机的谐波和谐波幅值；电机转子旋转一圈360度，基频的位置应与电机极对数相同，对应谐波应为：基频*谐波阶次；如：电机极对数为4极，感应电动势进行fft分解后，基频位置应在4hz处，对应的3阶谐波应在4*3＝12hz处，5阶谐波应在4*5＝20hz处，7阶谐波应在4*7＝28hz处；将得到的所述谐波幅值存储并记录在表格中，如图5所示。

具体而言，所述方法还包括：

从经fft分析得到的谐波频谱上提取3阶谐波、5阶谐波、7阶谐波等能量较大的谐波幅值，将得到的所述谐波幅值与设定的界限值比较，判断所述待测电机是否合格；

若所述待测电机为不合格，则输出警报；

若所述待测电机为合格，则打印出合格标签并粘贴于所述待测电机上。

以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本发明的具体实施例并不唯一，本领域的普通技术人员可以在权利要求的范围内根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本领域中的技术人员根据本发明的具体实施例在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。