专利名称：基于转子槽谐波分析的潜油电机无传感器转子温度辨识方法
技术领域：
本发明涉及一种基于转子槽谐波分析的潜油电机无传感器转子温度辩识方法，属 于电力电子建模和电机控制相结合的应用基础技术领域。
背景技术：
潜油电机一般在地下1000 3500米深处工作，通过长线电缆与地面电源连接。由 于潜油电机的工作空间极其狭小，散热效果十分不好，因此，电机的热保护显得尤其重要， 为了能够可靠地对潜油电机实施热保护方案，则需要对电机的温度进行远程监测，来为热 保护方案的实施提供可靠的数据。在对潜油电机的温度进行测试的过程中，转速的测量是一个非常重要的环节，快 速、准确的测量潜油电机的转速，是潜油电机的温度测试所要解决的重要问题和评价的重 要标准。现有技术中采用安装速度传感器的方式进行测速，它不仅会降低系统的可靠性，还 会使系统成本增加。还有一些观测方法和自适应框架，它们对电机转速的测量依赖于电机 的反电势，这种辩识方法对参数的依赖性较强，并在低速情况下会失去作用。另外，还有许 多辨识方法中转速的获得要基于对定子电压的测量，这种方法在供给电压很低时的低速运 行状态情况下，获取的转速结果值会出现较大的偏差，十分不可靠。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中对潜油电机转子温度的辩识对电机参数依 赖性强的问题，提供一种基于转子槽谐波分析的潜油电机无传感器转子温度辩识方法。本发明包括以下步骤步骤一采集所述潜油电机的三相定子电压和三相定子电流；步骤二 通过信号调理电路对三相定子电压和三相定子电流分别进行处理，并将 处理后的信号作为定子原始电流输入信号和定子原始电压输入信号；步骤三对定子原始电流输入信号的频谱采用快速傅里叶变换FFT进行谐波分 析，得到定子三相电流的基波及各次谐波幅值，即得到所述潜油电机的转子槽谐波fsh为公式一
权利要求
1. 一种基于转子槽谐波分析的潜油电机无传感器转子温度辩识方法，其特征在于它 包括以下步骤步骤一采集所述潜油电机的三相定子电压和三相定子电流；步骤二 通过信号调理电路对三相定子电压和三相定子电流分别进行处理，并将处理 后的信号作为定子原始电流输入信号和定子原始电压输入信号；步骤三对定子原始电流输入信号的频谱采用快速傅里叶变换FFT进行谐波分析，得 到定子三相电流的基波及各次谐波幅值，即得到所述潜油电机的转子槽谐波fsh为
2.根据权利要求1所述的基于转子槽谐波分析的潜油电机无传感器转子温度辩识方 法，其特征在于所述快速傅里叶变换FFT为基2幂法或任意基法。
3.根据权利要求2所述的基于转子槽谐波分析的潜油电机无传感器转子温度辩识方 法，其特征在于所述快速傅里叶变换FFT的基2幂法的计算公式为
4.根据权利要求1所述的基于转子槽谐波分析的潜油电机无传感器转子温度辩识方 法，其特征在于所述步骤三中转差率S的计算分为初始化阶段和在线转速识别阶段，初始化阶段为对定子原始电流输入信号中的一相进行快速傅里叶变换FFT，获得该相 定子电流的基波及各次谐波幅值，获得转子谐波的频率fsdl，由公式三，令k，nd&nu分别等 于1，2. . . 10，计算出转子谐波的频率fseh的理论值，将fseh的理论值与实际测得的fseh相比 较，获得一组k，nd及ηω的最佳值；然后进入转差率S的在线转速识别阶段根据已经获得 的转子谐波的频率fseh的理论值，由公式三计算获得转差率S。
5.根据权利要求1所述的基于转子槽谐波分析的潜油电机无传感器转子温度辩识方 法，其特征在于所述步骤三中Ls和ο Ls的计算方法为根据等效电路，得到所述潜油电机的一相定子原始电压输入信号矢量G的特性方程为公式六:
6.根据权利要求1所述的基于转子槽谐波分析的潜油电机无传感器转子温度辩识方 法，其特征在于所述公式四的获得方法为由所述矩阵方程
全文摘要
基于转子槽谐波分析的潜油电机无传感器转子温度辨识方法，属于电力电子建模和电机控制相结合的应用基础技术领域。它解决了现有技术中对潜油电机转子温度的辨识对电机参数依赖性强的问题。它首先采集所述潜油电机的三相定子电压和三相定子电流；通过信号调理电路对三相定子电压和三相定子电流分别进行处理，并将处理后的信号作为定子原始电流输入信号和定子原始电压输入信号；由DSP对定子原始电流输入信号的频谱进行变换，得到转子谐波的频率fseh，进而获得转子的转速s；同时由电机的一相定子原始电压输入信号矢量和该相定子原始电流输入信号矢量计算电机电感，进而获得转子的温度值。本发明适用于潜油电机的转子温度测量。
文档编号G06F17/16GK102072779SQ20101054795
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者吕琳琳, 夏禹, 张凤娜, 徐殿国, 李临春, 王立国, 郝宏海 申请人:哈尔滨工业大学