本公开涉及一种估算感应电动机扭矩的方法。
背景技术:
1、感应电动机扭矩的确定对于在控制和故障诊断应用中估算电动机负载状况是必不可少的。此外,电动机扭矩还可以用于近似感应电动机的电动机效率,并且用于估算类似泵内优化的负载侧参数,其中扭矩的准确值对于估算泵的头部和流量是有用的。
2、通过使用扭矩传感器直接测量扭矩是已知的。尽管这种方法是准确的,但是扭矩传感器的成本是非常高的,并且其需要频繁的维护。因此,这种方法不能在工业中用于所有的电动机。
3、lu,b.,habetler等人在题为“一种使用气隙扭矩同时考虑状态监测的非侵入式并且在服务中的电动机效率估算方法(a nonintrusive and in-service motor-efficiencyestimation method using air-gap torque with considerations of conditionmonitoring)”的论文中(ieee工业应用公报,44(6),第1666至1674页)公开:可以通过使用气隙扭矩估算方法间接估算扭矩。气隙扭矩估算方法使用(使用用于dc电流注入电路的附加硬件的)绕组电阻的估算。该方法使用三相电压和电流的瞬时值,因此还需要传感器,这也增加了成本。
4、因此,需要一种无传感器、易于实施并且可以提供可靠的结果的用于确定电动机扭矩的间接方法。
技术实现思路
1、根据本公开的第一方面,提供了一种估算感应电动机扭矩的方法,该方法包括输出功率与电动机转速的比率的计算,其中,该计算包括:使用电动机铭牌信息(npi)确定额定电动机信息;其中,额定电动机信息至少包括额定电动机输出功率;测量电动机运行参数,该参数包括电动机转速、均方根rms电流、输入功率以及供应频率;计算额定电动机功率损耗;根据单独电动机运行功率损耗的组合来计算总电动机运行功率损耗,其中,单独电动机运行功率损耗还基于所测量的额定电动机信息、所测量的电动机运行参数以及所计算的额定电动机功率损耗来计算;根据所测量的输入功率以及总电动机运行功率损耗确定输出功率;并且其中,使用输出功率与电动机转速的比率计算感应电动机扭矩。有利地,这个方面提供了一种估算感应电动机扭矩的间接方法,该方法与需要传感器的系统相比降低了成本,提供了所述扭矩的准确并且可靠的估算,并且易于实施。
2、优选地,额定电动机信息还包括额定电动机转速、额定效率、额定供应频率以及额定电流。
3、优选地,单独电动机运行功率损耗包括定子铜功率损耗、定子杂散功率损耗、转子杂散功率损耗、转子铜功率损耗以及摩擦和风相关功率损耗。
4、优选地,使用表或数据库确定额定电动机信息。
5、优选地,计算额定电动机功率损耗包括:
6、对于额定定子铜功率损耗:pscl_r=(-a*po_r)+a1,
7、其中a=-0.4至0.4并且a1=30至80;
8、对于额定芯功率损耗:pcl1_r=(b*po_r)+b1,
9、其中b=-0.2至0.2并且b1=5至35;
10、对于额定转子铜功率损耗:prcl_r=(c*po_r)+c1,
11、其中c=-0.2至0.2并且c1=0至35;
12、对于额定杂散功率损耗:psl1_r=(d*po_r)+d1,
13、其中d=-0.2至0.2并且d1=0至20;以及
14、对于额定摩擦和风相关功率损耗:
15、其中e=-0.2至0.2并且e1=0至20。
16、优选地,计算单独电动机运行功率损耗包括:
17、对于定子铜功率:
18、对于芯功率损耗:
19、其中,a=0至1并且b=0至1,使得a+b=1,并且优选地a=0.3并且b=0.7;
20、对于转子铜功率损耗:
21、对于杂散功率损耗:psl1~psl1_r;以及
22、对于摩擦和风相关功率损耗:
23、优选地,确定输出功率包括获取测量的输入功率与总电动机运行功率损耗之间的差值。
24、优选地,计算感应电动机扭矩包括:
25、根据本公开的第二方面,提供了一种非瞬态计算机可读存储介质,用于存储指令,该指令用于执行本公开的第一方面中的方法。
1.一种估算感应电动机扭矩的方法,包括:输出功率(po1)与电动机转速(n1)的比率的计算,其中,所述计算包括:
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述额定电动机信息还包括:额定电动机转速(n1r)、额定效率(ηr)、额定供应频率(f1r)以及额定电流(i1r)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述单独电动机运行功率损耗包括:定子铜功率损耗、定子杂散功率损耗、转子杂散功率损耗、转子铜功率损耗以及摩擦和风相关功率损耗。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,使用表或数据库确定所述额定电动机信息。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,计算所述额定电动机功率损耗包括:
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,计算所述单独电动机运行功率损耗包括:
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,确定所述输出功率包括获取所测量的输入功率与所述总电动机运行功率损耗之间的差值。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,计算所述感应电动机扭矩包括:
9.一种非瞬态计算机可读存储介质,用于存储指令,所述指令用于执行权利要求1至8所述的方法。