【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，具体涉及一种用于轴承电参数预测的等效电路及方法。
技术介绍
1、在电机设计后的使用阶段时，电机驱动器输出的共模电压会激发电机内部的电机绕组的高频寄生电容，共模电压经过电机绕组的高频寄生电容的耦合作用会在轴承两端产生轴承电压，当轴承电压超过轴承油膜耐压阈值时，会产生击穿放电现象，产生电火花加工(electric discharge machining，edm)轴承电流，其轴承电流的路径为：驱动端转轴-驱动端轴承-定子机壳-非驱动端轴承-非驱动端转轴。放电瞬间产生的能量会熔化轴承内外圈和滚珠的金属表面，产生腐蚀坑，长时间的击穿放电会导致轴承提前损坏。
2、在电机的设计阶段时，可以通过优化电机内部的电机绕组以减少击穿放电现象的产生，延长轴承的使用寿命。通过预测并了解电机绕组的阻抗特性，可以设计出更高效、更可靠的电机。
3、目前已有的预测电机绕组阻抗特性的方法大致可以分为两类：第一类是利用理论公式，如波反射系数推导出一种电机绕组阻抗峰值的预测公式，这类方法多用于定性分析，且忽略了电子元器件阻抗特性的频率变化特性等实际因素，结果误差较大；第二类是利用有限元仿真软件搭建真实物理模型，然后将模型联合电路进行仿真得到电机绕组阻抗特性。这种方法针对特定的电子元器件能够建立较为精确的模型，得到较准确的预测结果，但是需要知道电子元器件的各种材料和形状参数，这在实际应用中很困难。
4、通过上述分析，第一类方法虽然较为高效，但是过于理想化且缺少一定的实用性和准确性；第二类方法虽然较为准确，但是实
技术实现思路
1、为提高预测电机绕组阻抗特性的准确性，本专利技术提供一种用于轴承电参数预测的等效电路及方法。
2、第一方案提供一种用于轴承电参数预测的等效电路，用于预测电机绕组各频段的阻抗特性，所述电机绕组各频段的阻抗特性包括电机绕组高频段的阻抗特性、电机绕组中频段的阻抗特性和电机绕组低频段的阻抗特性；等效电路包括信号源和第三模块，第三模块包括第二模块，第二模块包括第一模块，所述信号源连接第一模块；第一模块包括第一电阻、第一电感和第一电容；所述第一电阻、第一电感和第一电容串联；所述第一模块用于预测电机绕组高频段的阻抗特性；第二模块还包括第二电阻、第二电感和第二电容；第二电阻连接第二电容，第二电容和第二电感分别连接第一模块；所述第二模块用于预测电机绕组中频段的阻抗特性；第三模块还包括第三电阻、第三电感和第三电容；所述第三电阻，第三电感和第三电容分别连接第二模块；所述第三模块用于预测电机绕组低频段的阻抗特性；等效电路还包括电容c41、电容c42、电容c43、电容c44、电容c45、电容c46、电容c47和电容c48；电容c41一端连接第一模块，另一端分别连接电容c44、电容c45和电容c47的一端；电容c42一端连接第二模块，另一端分别连接电容c44、电容c45和电容c47的一端；电容c43一端连接第三模块，另一端分别连接电容c44、电容c45和电容c47的一端；电容c45的另一端连接电容c46的一端，电容c47的另一端连接电容c48的一端；电容c44、电容c46和电容c48的另一端分别接地。
3、通过一体化的单一的等效电路能够预测不同频段下，如高频、中频和低频，电机绕组的阻抗特性，不仅能够更加高效，而且预测的准确性更高；同时，由于电子元件的级联少，电子元件的数量少，干扰较小，减少了误差，提高了电机绕组阻抗特性预测的准确性。通过仿真的等效电路，能够将准确性和实用性互相平衡。
4、进一步，所述第二电感和第三电感均为电机绕组电感。
5、仿真电路中的电子元件为模拟的真实电机绕组的电子元器件，其中电机绕组电感对电机绕组的阻抗特性有较强的影响，将其作为仿真电路中的电子元件能够更好地提高预测电机绕组阻抗特性的精准度。
6、进一步，第一电阻、第二电阻和第三电阻均为电机绕组对电机机壳的寄生电阻。
7、仿真电路中的电子元件为模拟的真实电机绕组的电子元器件，其中电机绕组电感对电机绕组的阻抗特性有较强的影响，将其作为仿真电路中的电子元件能够更好地提高预测电机绕组阻抗特性的精准度。
8、进一步，所述第二电容包括电容c21和电容c22；电容c22和第二电感的一端分别连接第一模块，另一端分别连接电容c21的一端，电容c21的另一端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端接地。
9、等效电路中的第二模块能够预测中频段下的电机绕组的阻抗曲线。
10、进一步，所述第三电阻包括电机涡流损耗电阻re和电阻r3；第三电容包括电容c32和电容c31；电容c32、第三电感和电机涡流损耗电阻re的一端分别连接第二模块，另一端分别连接电容c31的一端，电容c31的另一端连接电阻r3的一端，电阻r3的另一端接地。
11、等效电路中的第三模块能够预测低频段下的电机绕组的阻抗曲线。
12、第二方案提供一种用于轴承电参数预测的方法，应用于上述第一方案所述的等效电路，所述方法的步骤包括：s1，获得实际电机正常工作的不同频段的阻抗曲线；s2，根据不同频段的阻抗曲线计算得到实际电机的轴承电参数，并将实际电机的轴承电参数设置于等效电路中；s3，通过对已设置实际电机的轴承电参数的等效电路进行仿真分析，得到等效电路的仿真分析结果，仿真分析结果用于预测实际电机绕组各频段的阻抗特性。
13、所述一种用于轴承电参数预测的方法通过获取轴承电参数并设置于所述的预测的等效电路中，在等效电路中使用信号源作为等效电路的仿真电源，可以预测电机绕组阻抗特性。
14、进一步，所述实际电机的轴承电参数包括高频段电机绕组共模阻抗、中频段电机绕组共模阻抗和低频段电机绕组共模阻抗。
15、对电参数进行进一步的限定，以满足对不同频段下的电机绕组阻抗特性电参数的预测。
16、进一步，所述s3具体为：将所述高频段电机绕组共模阻抗、中频段电机绕组共模阻抗和低频段电机绕组共模阻抗分别设置于第一模块，第二模块和第三模块中。
17、本专利技术的有益效果
18、本专利技术不局限于只从理论或只从实际的构造来实现预测电机绕组阻抗曲线，而是通过理论与实际相结合，通过仿真模拟电机绕组运行环境中受到频率变化，阻抗特性也随之变化的特性，以预测电机绕组阻抗曲线。本专利技术能够更精确、更实用、效率更高且较简单地得到预测的电机绕组阻抗曲线，且预测的电机绕组阻抗曲线能够准确地符合实际电机绕组阻抗曲线的变化趋势。其次，本专利技术采用轴承电参数预测电机绕组阻抗曲线的等效电路，电路元件级联少，且干扰较小，误差更小。本专利技术不仅明显克服了行业内普遍认为的相比于只采用从理论上进行定性分析，从实际搭建真实模型进行实际分析，而并不能从实际和理论相结合并且两者互相平衡的技术偏见；而且通过减少电路元件和电路级联，比实际真实搭建模型的元件更少，即不易受到级联较多和电子元件的干扰。因此，本专利技术能够将理论与实际相结合且在保证准确性和实用性上，预测电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于轴承电参数预测的等效电路，其特征在于，用于预测电机绕组各频段的阻抗特性，所述电机绕组各频段的阻抗特性包括电机绕组高频段的阻抗特性、电机绕组中频段的阻抗特性和电机绕组低频段的阻抗特性；等效电路包括信号源和第三模块，第三模块包括第二模块，第二模块包括第一模块，所述信号源连接第一模块；
2.根据权利要求1所述的一种用于轴承电参数预测的等效电路，其特征在于，所述第二电感和第三电感均为电机绕组电感。
3.根据权利要求1所述的一种用于轴承电参数预测的等效电路，其特征在于，第一电阻、第二电阻和第三电阻均为电机绕组对电机机壳的寄生电阻。
4.根据权利要求1所述的一种用于轴承电参数预测的等效电路，其特征在于，所述第二电容包括电容C21和电容C22；
5.根据权利要求1所述的一种用于轴承电参数预测的等效电路，其特征在于，所述第三电阻包括电机涡流损耗电阻Re和电阻R3；第三电容包括电容C32和电容C31；
6.一种用于轴承电参数预测的方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任意一项所述的等效电路，所述方法的步骤包括：
7
8.根据权利要求7所述的一种用于轴承电参数预测的方法，其特征在于，所述S3具体为：将所述高频段电机绕组共模阻抗、中频段电机绕组共模阻抗和低频段电机绕组共模阻抗分别设置于第一模块，第二模块和第三模块中。
...【技术特征摘要】
1.一种用于轴承电参数预测的等效电路，其特征在于，用于预测电机绕组各频段的阻抗特性，所述电机绕组各频段的阻抗特性包括电机绕组高频段的阻抗特性、电机绕组中频段的阻抗特性和电机绕组低频段的阻抗特性；等效电路包括信号源和第三模块，第三模块包括第二模块，第二模块包括第一模块，所述信号源连接第一模块；
2.根据权利要求1所述的一种用于轴承电参数预测的等效电路，其特征在于，所述第二电感和第三电感均为电机绕组电感。
3.根据权利要求1所述的一种用于轴承电参数预测的等效电路，其特征在于，第一电阻、第二电阻和第三电阻均为电机绕组对电机机壳的寄生电阻。
4.根据权利要求1所述的一种用于轴承电参数预测的等效电路，其特征在于，所述第二电容包括电容c21和电容c22；...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨明亮，程远，杜博超，崔淑梅，张希，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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