一种智能控制变频调速的三相异步电动机的制作方法

    技术2025-05-14  18


    本发明属于电动机的变频调速控制,涉及一种智能控制变频调速的三相异步电动机。


    背景技术:

    1、三相异步电动机是一种常见的交流电动机,被广泛应用于风力发电、压缩机、输送设备和工业机械等领域,三相异步电动机的工作原理是通过在定子中产生旋转磁场,从而导致转子中感应出电流,产生转矩,使转子开始旋转,为了提高三相异步电动机的运行效率,需要对其进行变频调速控制。

    2、当前三相异步电动机的变频调速控制主要通过根据输出电能的稳定和质量进行对应控制,还存在以下几个方面的不足:1、当前进行三相异步电动机的调速控制的评估维度单一,仅考虑输出端的稳定情况,无法全面评估电动机速度控制需求,进而导致转控制的精准性和及时性不足,从而导致转速控制的效果不理想,同时提高了故障的发生几率,导致资源的浪费。

    3、2、当前未对三相异步电动机的速度变化过程进行进一步分析,即未考虑电动机本身速度达成情况,使得转速调控的有效性不足,进而无法保障电动机的运行可靠性和稳定性,同时降低了电动机的整体能效。


    技术实现思路

    1、鉴于此,为解决上述背景技术中所提出的问题,现提出一种智能控制变频调速的三相异步电动机。

    2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:本发明提供一种智能控制变频调速的三相异步电动机,包括:电动机参数导入模块,用于将三相异步电动机记为目标电动机,导入目标电动机的设置运行参数信息。

    3、电动机转速确认模块,用于根据目标电动机的设置运行参数信息,确认目标电动机的初始转速。

    4、电动机运行状态监测模块,用于根据目标电动机的初始转速,启动目标电动机,并监测目标电动机在各监测时间点的运行转速。

    5、电动机运行参数监测模块,用于监测目标电动机在各监测时间点的电源频率、电压和电动机温度。

    6、电动机转速调控判断模块,用于根据目标电动机在各监测时间点的运行转速,进行目标电动机的转速调控判断,当目标电动机的转速调控判断结果为进行转速调控时,执行电动机转速调控确认模块。

    7、电动机转速调控确认模块,用于根据目标电动机在各监测时间点的运行转速、电源频率、电压和电动机温度,确认目标电动机的转速调控信息。

    8、电动机控制反馈终端,用于将目标电动机的转速调控信息反馈至目标电动机的相关工作人员。

    9、进一步地,所述确认目标电动机的初始转速,包括:从目标电动机的设置运行参数信息中提取设置负载值,将设置负载值与各运行转速对应的负载值进行匹配对比,得到匹配运行转速,并作为需求转速。

    10、从目标电动机的设置运行参数信息中提取目标电动机的额定转速。

    11、若需求转速小于或者等于额定转速,则将需求转速作为目标电动机的初始转速,反之,则将额定转速作为目标电动机的初始转速。

    12、进一步地,所述进行目标电动机的转速调控判断,包括:以监测时间点为横坐标,以运行转速为纵坐标,构建运行转速变化曲线,从所述变化曲线中提取最大运行转速,并从所述曲线中提取最大运行转速第一次出现的监测时间点作为参照监测时间点,将参照监测时间点和起始监测时间点之间的间隔时长作为起始加速完成时长。

    13、从目标电动机的设置运行参数信息中提取参照起始加速完成时长。

    14、基于预先设置的电动机转速调控判断规则,将最大运行转速、起始加速完成时长、参照起始加速完成时长和初始转速导入电动机转速调控判断规则中,输出目标电动机的转速调控判断结果,所述转速调控判断结果为进行转速调控或者不进行转速调控。

    15、进一步地,所述电动机转速调控判断规则的具体判断过程如下:将最大运行转速、初始转速、起始加速完成时长和参照起始加速完成时长分别记为vmax、v0、t1和t2。

    16、当vmax=v0且|t1-t2|≤δt时,则将不进行转速调控作为目标电动机的转速调控判断结果,δt为设定参照的起始加速完成时长差。

    17、当vmax=v0且|t1-t2|>δt时,则将进行转速调控作为目标电动机的转速调控判断结果。

    18、当vmax≠v0且|t1-t2|≤δt时或者vmax≠v0且|t1-t2|>δt时,则将进行转速调控作为目标电动机的转速调控判断结果。

    19、进一步地,所述确认目标电动机的转速调控信息,包括:a1、提取运行转速变化曲线,根据参照监测时间点,将所述变化曲线进行分割,得到各分割曲线段,将各分割曲线段按照时间先后分别记为起始运行曲线段和稳定运行曲线段,并根据稳定运行曲线段,进行运行稳定性分析,得到运行稳定阶段的转速稳定度,记为

    20、a2、根据目标电动机在各监测时间点的电源频率,统计电源频率变化稳定指数η1。

    21、a3、根据目标电动机在各监测时间点的电压,按照η1的统计方式同理统计电压变化稳定指数,记为η2。

    22、a4、根据目标电动机在各监测时间点的电动机温度,统计电动机温度变化稳定指数η3。

    23、a5、统计目标电动机的运行稳定指数r1、r2和r3分别为设定的电源频率变化稳定指数、电压变化稳定指数和电动机温度变化稳定指数的权重,r1>r2>r3,r1+r2+r3=1。

    24、a6、当小于设定参照的转速稳定度和小于设定参照的运行稳定指数同时成立时,将转速预警作为转速控制类型,反之,将转速调控作为转速控制类型。

    25、a7、当转速控制类型为转速调控时,确认转速调控值,并将转速调控值作为转速控制类型为转速调控时的控制指标。

    26、a8、当转速控制类型为转速预警时,确认转速预警项,并将转速预警项作为转速控制类型为转速预警时的控制指标,进而将转速控制类型和转速控制类型下的控制指标作为目标电动机的转速调控信息。

    27、进一步地,所述进行运行稳定性分析,包括:将运行稳定阶段中各监测时间点的运行转速与设定参照的运行转速进行做差,得到各监测时间点的运行转速差,若某监测时间点的运行转速差不位于设定参照的运行转速差范围内,则将该监测时间点记为偏差监测时间点,统计偏差监测时间点数目,记为d1,并将监测时间点数目记为d2。

    28、统计运行稳定阶段的转速稳定度k1为设定参照的运行转速偏差比。

    29、进一步地,所述统计电源频率变化稳定指数,包括:以监测时间点为横坐标,以电源频率为纵坐标,构建电源频率变化曲线,提取所述变化曲线的斜率作为电源频率变化率,记为γ。

    30、从目标电动机的设置运行参数信息中提取电源频率参照变化率,记为γ′。

    31、统计电源频率变化稳定指数η1,e为自然常数。

    32、进一步地,所述统计电动机温度变化稳定指数,包括:从目标电动机在各监测时间点的电动机温度中提取最大电动机温度,记为c。

    33、以监测时间点为横坐标,以电动机温度为纵坐标,构建电动机温度变化曲线,并从所述变化曲线中截选出温度曲线段,进而提取温度曲线段的斜率作为温升速率,记为α。

    34、从目标电动机的设置运行参数信息中提取电动机温度变化参照曲线,并从所述参照曲线中定位出最大参照电动机温度和参照温升速率,分别记为c′和α′。

    35、将电动机温度变化曲线与电动机温度变化参照曲线进行重合对比,得到重合曲线长度,记为l1,并将电动机温度变化曲线长度记为l2。

    36、统计电动机温度变化稳定指数η3,k2为设定参照的重合曲线长度比。

    37、进一步地,所述确认转速调控值,包括:将最大转速作为实际转速记为v1,并将初始转速记为v2。

    38、当大于或者等于设定参照的转速稳定度且大于或者等于设定参照的运行稳定指数时,统计转速调控值v1′,vτ为设定参照的加速效率补偿转速。

    39、当大于或者等于设定参照的转速稳定度且小于设定参照的运行稳定指数时,设置转速调控影响因子为设定参照的转速稳定度。

    40、统计转速调控值v2′,vσ为设定参照的环境效率补偿转速。

    41、当小于设定参照的转速稳定度且大于或者等于设定参照的运行稳定指数时,设置转速调控影响因子为设定参照的转速稳定度。

    42、统计转速调控值v3′,据此得到转速调控值v″,v″的取值为v1′或者v2′或者v3′。

    43、进一步地,所述确认转速预警项,包括:若η1小于设定参照的电源频率变化稳定指数,则将电源频率作为转速预警项。

    44、若η2小于设定参照的电压变化稳定指数,则将电压作为转速预警项。

    45、若η3小于设定参照的电动机温度变化稳定指数,则将电动机温度作为转速预警项。

    46、相较于现有技术,本发明的有益效果如下:(1)本发明通过设置初始转速,并进行转速调控判断,解决了当前未考虑电动机本身速度达成情况的不足,提高了转速调控的有效性,进而保障了电动机的运行可靠性和稳定性,同时提高了电动机的整体能效。

    47、(2)本发明通过从电源频率、电压、电动机温度和稳定阶段的稳定情况四个维度进行综合性调速控制分析,从而确认目标电动机的转速调控信息,较为全面的评估了电动机速度控制需求,进而保障了转速控制的精准性和及时性,从而提高了转速控制的控制效果,同时避免了资源的浪费。

    48、(3)本发明在进行转速调控时,通过环境稳定情况和运行稳定情况进行转速调控类型和转速调控指标的针对性确认,提高了转速调控确认的确认效率,并提高了电动机转速控制的精准性,同时减少了电动机的故障发生几率,进而提高了电动机的转速调控可靠性。

    49、(4)本发明在转速控制类型为转速调控时,通过根据环境的稳定情况和运行的稳定情况进行针对性转速调控值确认,提高电动机转速控制的精准度和响应速度,同时增强了电动机的环境适应性。


    技术特征:

    1.一种智能控制变频调速的三相异步电动机,其特征在于:包括:

    2.根据权利要求1所述的一种智能控制变频调速的三相异步电动机,其特征在于:所述确认目标电动机的初始转速,包括:

    3.根据权利要求2所述的一种智能控制变频调速的三相异步电动机,其特征在于:所述进行目标电动机的转速调控判断,包括:

    4.根据权利要求3所述的一种智能控制变频调速的三相异步电动机,其特征在于:所述电动机转速调控判断规则的具体判断过程如下:

    5.根据权利要求3所述的一种智能控制变频调速的三相异步电动机,其特征在于:所述确认目标电动机的转速调控信息,包括:

    6.根据权利要求5所述的一种智能控制变频调速的三相异步电动机,其特征在于:所述进行运行稳定性分析,包括:

    7.根据权利要求5所述的一种智能控制变频调速的三相异步电动机,其特征在于:所述统计电源频率变化稳定指数,包括:

    8.根据权利要求5所述的一种智能控制变频调速的三相异步电动机,其特征在于:所述统计电动机温度变化稳定指数,包括:

    9.根据权利要求5所述的一种智能控制变频调速的三相异步电动机,其特征在于:所述确认转速调控值,包括:

    10.根据权利要求5所述的一种智能控制变频调速的三相异步电动机,其特征在于:所述确认转速预警项,包括:


    技术总结
    本发明属于电动机的变频调速控制技术领域,具体公开提供的一种智能控制变频调速的三相异步电动机,该系统包括:电动机参数导入模块、电动机转速确认模块、电动机运行状态监测模块、电动机转速调控判断模块、电动机运行参数监测模块、电动机转速调控确认模块和电动机控制反馈终端;本发明通过设置初始转速,并进行转速调控判断,解决了当前未考虑电动机本身速度达成情况的不足,提高了转速调控的有效性,同时通过从电源频率、电压、电动机温度和稳定阶段的稳定情况四个维度进行综合性调速控制分析,从而确认目标电动机的转速调控信息,较为全面的评估了电动机速度控制需求,进而保障了转速控制的精准性和及时性。

    技术研发人员:孙东斌,管志明,石磊,徐素苹,辛竹青,刘国庆
    受保护的技术使用者:山东兴恒电机有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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