基于電磁力機(jī)理的電機(jī)能效現(xiàn)場檢測方法研究.pdf

1、隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，能源浪費(fèi)問題日益嚴(yán)重，其中中小型三相交流異步電機(jī)是應(yīng)用最廣泛的高耗能機(jī)電產(chǎn)品，由于使用年限久、制造工藝粗糙等原因，此類電機(jī)運(yùn)行效率普遍偏低，所以研究電機(jī)評價(jià)技術(shù)尤為重要。目前電機(jī)效率的評估主要依賴于實(shí)驗(yàn)室檢測，過程復(fù)雜而且成本高，無法適用到所有電機(jī)中。針對目前檢測方法的缺陷，本文提出了一種基于現(xiàn)場的便攜式電機(jī)能效檢測方法，該方法以電磁力和電磁感應(yīng)原理為理論基礎(chǔ)，利用電磁力產(chǎn)生過程中對電壓和電流的影響，采用無傳感

2、器轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩在線辨識技術(shù)對電機(jī)輸出功率的計(jì)算進(jìn)行研究，主要包括以下幾個(gè)方面。
　　首先，簡要介紹了三相交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，詳細(xì)闡述了在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的作用下，定子電流中與轉(zhuǎn)速相關(guān)的轉(zhuǎn)子頻率成分的產(chǎn)生機(jī)理，并從電機(jī)微觀機(jī)理層面解釋了電磁力和氣隙轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生，通過機(jī)端電氣量推導(dǎo)出氣隙轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式，從而確定了本文的理論依據(jù)。
　　其次，本文提出了基于無傳感器的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩在線辨識算法，采用兩種轉(zhuǎn)子頻率計(jì)算方法，首先對定子電流

3、解調(diào)，其次運(yùn)用快速傅里葉變換分析技術(shù)算出其頻譜，最后從中提取轉(zhuǎn)子頻率，從而得到電機(jī)轉(zhuǎn)速，為了提高轉(zhuǎn)子頻率的辨識精度，分別運(yùn)用Zoom FFT頻譜細(xì)化技術(shù)和基于比值法的頻譜校正技術(shù)對定子電流的頻譜進(jìn)行優(yōu)化以提高頻譜分辨率。另外，考慮到定子磁鏈的計(jì)算在氣隙轉(zhuǎn)矩分析中的重要地位，本文提出了兩種不同類型計(jì)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(fù)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(shí)仍無法滿足特定的精度要求，而采用低通濾波法的計(jì)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(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算程序分別集成為可以直接調(diào)用的模塊，驗(yàn)證了本文研究的無傳感器轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩在線辨識技術(shù)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