[发明专利]一种针对高阻连接的三相四线制伺服电机效率优化方法

权利要求书

1.一种针对高阻连接的三相四线制伺服电机效率优化方法，其特征在于，包括以下步骤:

通过电流传感器测得高阻抗连接故障下电机运行时各相序的电流，并将电机各相序的电流转换为dq0轴坐标系下的电流；

根据高阻抗连接故障下电机相电压以及相电流计算出电机工作时的输出功率，并通过对功率分析，得到二次谐波分量，并结合此时相电流幅值，计算得到发生高阻抗连接故障时的故障电阻值；

基于电机高阻抗连接故障时的故障电阻值，并结合电机定子电阻值以及高阻抗连接故障时dq0轴电流，计算出此时dq0轴坐标系下高阻抗连接故障并介入容错之后的电机铜损耗；

对电机高阻抗连接故障并介入容错之后的电机铜损耗公式进行求导，求解得到电机第四桥臂注入的电流幅值以及电流相位，并带入到电机第四桥臂注入的零序电流表达式，得到电机高阻抗连接故障下第四桥臂优化后的零序电流；

基于第四桥臂注入优化后的零序电流，计算得到电机高阻抗连接故障下最小铜损耗。

2.根据权利要求1所述的针对高阻连接的三相四线制伺服电机效率优化方法，其特征在于，电机各相序的电流转换为dq0轴坐标系下的电流，方式如下：

其中，i_a、i_b、i_c为电机abc相电流；i_d为d轴电流，i_q为q轴电流；i₀为零序电流，θ为电机角度。

3.根据权利要求1所述的针对高阻连接的三相四线制伺服电机效率优化方法，其特征在于，高阻抗连接故障下电机工作时的输出功率为：

其中，P_a表示A相功率，u_an为A相电压，i_a为A相电流，U_an为A相电压幅值，I_a为A相电流幅值,ΔUI表示附加电阻带来的电压电流变化幅值，ω为角频率，表示电压与电流的相位差。

4.根据权利要求3所述的针对高阻连接的三相四线制伺服电机效率优化方法，其特征在于，二次谐波分量为：

其中，ΔUI表示附加电阻带来的电压电流变化幅值，U_an为A相电压幅值，I_a为A相电流幅值,表示电压与电流的相位差。

5.根据权利要求4所述的针对高阻连接的三相四线制伺服电机效率优化方法，其特征在于，高阻抗连接故障什故障电阻值为：

其中，I_a为A相电流幅值，FT(P_{cu_2f})为二次谐波分量。

6.根据权利要求1所述的针对高阻连接的三相四线制伺服电机效率优化方法，其特征在于，高阻抗连接故障并介入容错之后的电机铜损耗为：

其中，为高阻抗连接故障并介入容错之后的电机铜损耗，R_s为定子电阻，P_{cu_HRC}为高阻抗连接故障引入的损耗，i_q为q轴电流。

7.根据权利要求1所述的针对高阻连接的三相四线制伺服电机效率优化方法，其特征在于，电机第四桥臂注入的零序电流为：

其中，A为注入电流幅值，为注入电流的相位，θ表示电机角度。

8.根据权利要求7所述的针对高阻连接的三相四线制伺服电机效率优化方法，其特征在于，电机第四桥臂注入电流幅值以及电流相位：

9.根据权利要求8所述的针对高阻连接的三相四线制伺服电机效率优化方法，其特征在于，高阻抗连接故障下第四桥臂优化后的零序电流为：

其中，R_add为A相故障电阻值，R_s为定子电阻，I_q为q轴电流幅值。

10.根据权利要求9所述的针对高阻连接的三相四线制伺服电机效率优化方法，其特征在于，第四桥臂注入优化后的零序电流后，最小铜损耗为：

其中，R_add为A相故障电阻值，R_s为定子电阻，I_q为q轴电流幅值。