[发明专利]基于转子电流的绕线式电机转速测量方法

说明书

本发明提供了基于转子电流的绕线式电机转速测量方法,包括电机系统、电流采集模块、滤波模块和处理器模块，所述电流采集模块的采集端与电机系统的转子绕组外部端子连接，所述电流采集模块的输出端经滤波模块与处理器模块连接。本发明通过使用电流采集模块对电机系统的转子绕组外部端子进行电流采集，从而使得不需要在电机内部安装感应器，从而使得测速非常可靠，同时采用预测滤波法对采集的电流进行滤波，从而使得采集的信号更加准确，误差更加小，并且对采集的信号进行零点和极点的检测，从而使得检测周期更加准确，测量的速度更加准。

技术领域

本发明涉及电机测速领域，特别地，涉及基于转子电流的绕线式电机转速测量方法。

背景技术

通常对电机进行转速测量，需要在电机内部安装某些传感器，但会降低电机运行可靠性，甚至某些电机无法在内部加装传感器。目前国内外常用的测速方法有光电码盘测速法、霍尔元件测速法、离心式转速表测速法、测速发电机测速法、漏磁测速法、闪光测速法、振动测速法。

典型的方法有测频率(M法)和测周期(T法)。M法是测量单位时间内的脉数换算成频率，因存在测量时间内首尾的半个脉冲问题，可能会有2个脉的误差。在速度较低时，该方法因测量时间内的脉冲数变少，误差所占的比例会变大，所以M法宜测量高速。如要降低测量的速度下限，可以提高编码器线数或加大测量的单位时间，使一次采集的脉冲数尽可能多。T法是测量两个脉冲之间的时间换算成周期，从而得到频率。因存在半个时间单位的问题，可能会有1个时间单位的误差。在速度较高时，该方法测得的周期较小，误差所占的比例变大，所以T法宜测量低速。如要增加速度测量的上限，可以减小编码器的脉冲数，或使用更小更精确的计时单位，使一次测量的时间值尽可能大。由此可知，M法、T法各有优劣和适应范围，但由于编码器线数不能无限增加、测量时间也不能太长(需考虑实时性)、计时单位也不能无限小，两种测速方法都无法胜任全速度范围内的测量。

其中，与转子电流相关的是漏磁测速法，利用轴端漏磁感应出的与转子电流频率相关的电势来测量转子电流频率，进而得到电机转速。现有技术需要安装内部传感器或者需要进行调理和分离操作去除定子电流漏磁及谐波漏磁对感应信号的影响，才能得到转子电流频率。然而在电机内部安装传感器往往会使得电机运行的可靠性非常低，不能满足社会的需求。同时在对检测的信号需要进行调理和分离操作时往往会使得处理时间比较长并且误差非常大，不能满足测速的需求。

发明内容

本发明目的在于提供基于转子电流的绕线式电机转速测量方法，以解决现有电机测速需要内部安装传感器使得运行不可靠和测量的速度慢和误差大的问题。

为实现上述目的，本发明提供了基于转子电流的绕线式电机转速测量方法，包括电机系统、电流采集模块、滤波模块和处理器模块，所述电流采集模块的采集端与电机系统的转子绕组外部端子连接，所述电流采集模块的输出端经滤波模块与处理器模块连接；其测速方法如下：

步骤1：电流采集模块对电机系统的转子绕组外部端子进行电流采集，并把采集信号传给滤波模块；

步骤2：滤波模块接收电流采集模块传入的信号，并把信号进行滤波处理得到滤波信号，并把滤波信号传给处理器模块；

步骤3：处理器模块对滤波信号进行零点检测，把检测的零点和相应的时间点存入数组a；

步骤4：处理器模块采用丢弃法对滤波信号进行极值点检测，把检测的极值点和相应的时间存入数组b；

步骤5：把数组a和数组b按照时间顺序把合并，把相邻的零点和极值点进行连线得到检测曲线；

步骤6：根据检测曲线上的零点和极值点算出周期T，得到频率f＝1/T；

步骤7：根据频率f算出电机的转速。

上述方案中，优选的是步骤2中滤波模块的滤波采用预测滤波法，预测滤波法的具体过程为：