識(shí)別機(jī)械周期性負(fù)載的電機(jī)磁極對(duì)數(shù)的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磁極對(duì)數(shù)識(shí)別領(lǐng)域，尤其涉及一種識(shí)別機(jī)械周期性負(fù)載的電機(jī)磁極對(duì) 數(shù)的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著控制行業(yè)的發(fā)展，永磁同步電機(jī)以其體積小、重量輕，能效高等特點(diǎn)，已成為 變頻控制領(lǐng)域的主流。在變頻控制領(lǐng)域，機(jī)械周期性負(fù)載占有很大比重，例如壓縮機(jī)、抽油 機(jī)等，且由于這類設(shè)備的型號(hào)不斷的增長(zhǎng)，需要對(duì)應(yīng)不同型號(hào)的設(shè)備配備不同的控制板卡， 從而造成了設(shè)備控制板卡型號(hào)的快速增長(zhǎng)，給產(chǎn)品的售后和庫(kù)存帶來(lái)了巨大的壓力。并且， 在硬件完全相同的情況下，有時(shí)僅因?yàn)榭刂茀?shù)的不同而不得不配備多套控制板卡，顯然， 造成了巨大的浪費(fèi)。
[0003] 基于以上原因，控制設(shè)備的電氣及機(jī)械參數(shù)的自動(dòng)辨識(shí)已成為一種新的需求，而 在以往的自動(dòng)參數(shù)識(shí)別研究中，通常是針對(duì)電機(jī)的定子電阻、電感及反電勢(shì)系數(shù)等，沒(méi)有對(duì) 電機(jī)磁極對(duì)數(shù)識(shí)別的裝置，而電機(jī)磁極對(duì)數(shù)也是需要自動(dòng)識(shí)別的重要參數(shù)之一。因?yàn)椋谝?些工程應(yīng)用中，所用的控制電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)并不是唯一的，目前電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)主要有二 對(duì)極和三對(duì)極，如果控制板卡不能自動(dòng)識(shí)別控制電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，將無(wú)法進(jìn)行控制。
[0004] 上述內(nèi)容僅用于輔助理解本發(fā)明的技術(shù)方案，并不代表承認(rèn)上述內(nèi)容是現(xiàn)有技 術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的主要目的在于提供一種識(shí)別機(jī)械周期性負(fù)載的電機(jī)磁極對(duì)數(shù)的方法，旨 在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別出機(jī)械性周期性負(fù)載中電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，提高電機(jī)控制電路的通用性，降 低控制成本。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種識(shí)別機(jī)械周期性負(fù)載的電機(jī)磁極對(duì)數(shù)的方法， 所述機(jī)械周期性負(fù)載包括電機(jī)、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器，分別與所述電機(jī)和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器連接的逆變器 和電流采樣單元；所述方法包括以下步驟：
[0007] 控制所述電機(jī)以預(yù)設(shè)給定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，向所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器發(fā)送電流值為零的d軸參 考電流，及預(yù)設(shè)電流值的q軸參考電流，以供所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器將所述d軸參考電流和q軸參 考電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以生成輸往所述逆變器的三相參考電流；
[0008] 控制所述電流采樣單元以預(yù)設(shè)采樣頻率采集所述電機(jī)的三相工作電流，并控制所 述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器將采集的三相工作電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以生成d軸工作電流和q軸工作電流；
[0009] 將預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)的所述q軸工作電流進(jìn)行時(shí)域至頻域轉(zhuǎn)換，以生成頻域信號(hào)； [0010] 獲取所述頻域信號(hào)中幅值最大的諧波系數(shù)的頻率；
[0011] 根據(jù)所述頻率及所述預(yù)設(shè)給定速度，計(jì)算出所述電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。
[0012] 優(yōu)選地，所述獲取所述頻域信號(hào)中幅值最大的諧波系數(shù)的頻率的步驟包括：
[0013] 選取所述頻域信號(hào)中預(yù)設(shè)數(shù)量的諧波系數(shù)；
[0014] 對(duì)選取的所述諧波系數(shù)的幅值進(jìn)行比較，以獲取所述諧波系數(shù)中幅值最大的諧波 系數(shù)；
[0015] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率、預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)及諧波系數(shù)計(jì)算所述頻域信號(hào)中幅值最大 的諧波系數(shù)的頻率。
[0016] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率、預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)及諧波系數(shù)計(jì)算所述頻域信 號(hào)中幅值最大的諧波系數(shù)的頻率包括：
[0017] 根據(jù)第一預(yù)設(shè)公式11_ = (F/D)*L計(jì)算所述諧波系數(shù)中幅值最大的諧波系數(shù)的頻 率；其中，Hniax代表選取的所述諧波系數(shù)中幅值最大的諧波系數(shù)的頻率，F(xiàn)代表所述q軸工作 電流的預(yù)設(shè)采樣頻率，D代表所述預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)，L代表諧波系數(shù)。
[0018] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述頻率及所述預(yù)設(shè)給定速度，計(jì)算出所述電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)包 括：
[0019] 根據(jù)預(yù)設(shè)公式Np = 2*〇^/!1_進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果向高位取整；其中，Np代表 次級(jí)對(duì)數(shù)，Hniax代表選取的所述諧波系數(shù)中幅值最大的諧波系數(shù)的頻率，Co e代表所述給定 速度。
[0020] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種識(shí)別機(jī)械周期性負(fù)載的電機(jī)磁極對(duì)數(shù)的裝 置，所述機(jī)械周期性負(fù)載包括電機(jī)，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器，分別與所述電機(jī)和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器連接的逆變 器和電流采樣單元，所述裝置包括：
[0021] 控制模塊，用于控制所述電機(jī)以預(yù)設(shè)給定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，向所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器發(fā)送電流 值為零的d軸參考電流，及預(yù)設(shè)電流值的q軸參考電流，以供所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器將所述d軸參 考電流和q軸參考電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以生成輸往所述逆變器的三相參考電流；還用于控制 所述電流采樣單元以預(yù)設(shè)采樣頻率采集所述電機(jī)的三相工作電流，并控制所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換器 將采集的三相工作電流進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以生成d軸工作電流和q軸工作電流；
[0022] 頻域轉(zhuǎn)換模塊，用于將預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)的所述q軸工作電流進(jìn)行時(shí)域至頻域轉(zhuǎn)換， 以生成頻域信號(hào)；
[0023] 頻率獲取模塊，用于獲取所述頻域信號(hào)中幅值最大的諧波系數(shù)的頻率；
[0024] 磁極對(duì)數(shù)獲取模塊，用于根據(jù)所述頻率及所述預(yù)設(shè)給定速度，計(jì)算出所述電機(jī)的 磁極對(duì)數(shù)。
[0025] 優(yōu)選地，所述頻率獲取模塊包括：
[0026] 選取單元，用于選取所述頻域信號(hào)中預(yù)設(shè)數(shù)量的諧波系數(shù)；
[0027] 比較單元，用于對(duì)選取的所述諧波系數(shù)的幅值進(jìn)行比較，以獲取所述諧波系數(shù)中 幅值最大的諧波系數(shù)。
[0028] 計(jì)算單元，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)采樣頻率、預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)及諧波系數(shù)計(jì)算所述頻域 信號(hào)中幅值最大的諧波系數(shù)的頻率。
[0029] 優(yōu)選地，所述頻率獲取模塊用于根據(jù)第一預(yù)設(shè)公式H_ = (F/D) *L計(jì)算所述諧波 系數(shù)中幅值最大的諧波系數(shù)的頻率；其中，Hniax代表選取的所述諧波系數(shù)中幅值最大的諧波 系數(shù)的頻率，F(xiàn)代表所述q軸工作電流的預(yù)設(shè)采樣頻率，D代表所述預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)，L代表諧 波系數(shù)。
[0030] 優(yōu)選地，所述磁極對(duì)數(shù)獲取模塊包括：
[0031] 根據(jù)預(yù)設(shè)公式Np = 2*〇^/!1_進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果向高位取整；其中，Np代表 次級(jí)對(duì)數(shù)，H_代表選取的所述諧波系數(shù)中幅值最大的諧波系數(shù)的頻率，Coe代表所述給定 速度。
[0032] 本發(fā)明通過(guò)控制機(jī)械性周期性負(fù)載中的電機(jī)以預(yù)設(shè)給定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，向所述坐標(biāo)轉(zhuǎn) 換器發(fā)送電流值為零的d軸參考電流，及預(yù)設(shè)電流值的q軸參考電流，使得以預(yù)設(shè)采樣頻率 采集到的q軸參考電流與電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)相關(guān)，然后選將預(yù)設(shè)采樣點(diǎn)數(shù)的所述q軸工作電 流進(jìn)行時(shí)域至頻域轉(zhuǎn)換，以生成頻域信號(hào)，并獲取所述頻域信號(hào)中幅值最大的諧波系數(shù)的 頻率，最后根據(jù)所述頻率及所述預(yù)設(shè)給定速度，計(jì)算出所述電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)識(shí)別 出機(jī)械性周期性負(fù)載中的電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，提高了電機(jī)控制電路的通用性，降低了控制成 本。
【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中所采用的機(jī)械周期性負(fù)載及其控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034] 圖2為本發(fā)明識(shí)別機(jī)械周期性負(fù)載的電機(jī)磁極對(duì)數(shù)的方法一實(shí)施例的流程示意 圖；
[0035] 圖3為圖2中步驟4的一實(shí)施例流程示意圖：
[0036] 圖4為本發(fā)明識(shí)別機(jī)械周期性負(fù)載的電機(jī)磁極對(duì)數(shù)的裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0037] 圖5為圖4中頻率獲取模塊的結(jié)構(gòu)框圖；
[0038] 圖6為本發(fā)明一實(shí)施例中三對(duì)極電機(jī)q軸的采樣電流曲線示意圖；
[0039] 圖7為本發(fā)明一實(shí)施例中三對(duì)極電機(jī)q軸的采樣電流的傅里葉曲線圖；
[0040] 圖8為本發(fā)明一實(shí)施例中二對(duì)極電機(jī)q軸的采樣電流曲線示意圖；
[0041] 圖9為本發(fā)明一實(shí)施例中二對(duì)極電機(jī)q軸的采樣電流的傅里葉曲線圖。
[0042] 本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
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