[发明专利]一种变频器装置的数字孪生建模方法

权利要求书

1.一种变频器装置的数字孪生建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

收集变频器电机的实时数据；建立变频器电机的物理模型；建立变频器电机转速和转矩实时控制模型；将物理模型和实时控制模型集成到数字孪生模型中，并实现模型的仿真。

2.根据权利要求1所述的一种变频器装置的数字孪生建模方法，其特征在于：所述收集变频器电机转速和转矩的实时数据包括：变频器电机的电流、电压、转速和转矩。

3.根据权利要求2所述的一种变频器装置的数字孪生建模方法，其特征在于：所述建立变频器电机的物理模型包括建立电路模型，具体包括：

电路拓扑结构设计：确定电路的拓扑结构和元件连接方式，以构建电路拓扑结构；

元件参数确定：确定元件参数；

电路方程建立：根据电路拓扑结构和元件参数，建立电路方程组，描述电路中各元件之间的关系和响应；

电路方程求解：对于建立的电路方程组，使用数值求解方法求解，以得到电路的响应和动态特性；

模型验证和调整：建立的电路模型进行验证和调整，以确保模型的准确性和可靠性。

4.根据权利要求3所述的一种变频器装置的数字孪生建模方法，其特征在于：所述建立变频器电机的物理模型包括建立电机模型，具体包括：

电机类型选择：根据电机的类型不同，选择电机模型；

电机结构分析：根据电机的物理结构，对其内部的电气和机械结构进行分析，以确定模型中包含的参数和变量；

电机参数确定：对于每个电机结构中的元件，确定其参数；

电机方程建立：根据电机结构和参数，建立电机方程组，描述电机内部各元件之间的关系和响应；

电机方程求解：对于建立的电机方程组，使用数值求解方法求解，以得到电机的响应和动态特性；

模型验证和调整：建立的电机模型进行验证和调整，以确保模型的准确性和可靠性。

5.根据权利要求4所述的一种变频器装置的数字孪生建模方法，其特征在于：所述根据电机的类型不同，选择电机模型包括：

直流电机，选择磁路耦合和电磁场理论模型，包括：磁路模型和电路模型，磁路模型用于描述电机内部磁场分布的模型，电路模型用于描述电机内部电路特性的模型；还包括电磁场模型和机械模型，电磁场模型用于描述电机内部电磁场分布的模型，机械模型用于描述电机转动和负载特性；

交流异步电机，选择基于多物理场耦合模型，包括：电磁场模型：考虑定子和转子之间的电磁相互作用采用边界元方法建立电机的电磁场模型；

机械场模型：考虑电机转子的转动、惯性、轴向力和径向力机械特性采用多体动力学方法建立电机的机械场模型；

热学场模型：考虑电机内部的热传导、热对流和热辐射采用有限元方法建立电机的热学场模型；

多物理场耦合：将以上三个场的模型进行耦合，建立交流异步电机的多物理场耦合模型；

交流同步电机，选择磁路有限元模型，包括：几何建模：建立电机的三维几何模型；

网格划分：对几何模型进行网格划分，将其分割为许多小的体积元素，用于计算电磁场分布；

磁路建模：利用磁路理论建立电机的磁路模型；

电磁场建模：将电机的磁路模型和网格划分结合起来，利用有限元方法计算电机的电磁场分布；

耦合分析：将电机的磁路模型和电磁场模型进行耦合分析，计算电机的转矩、转速、电流、电压参数。

6.根据权利要求5所述的一种变频器装置的数字孪生建模方法，其特征在于：所述建立变频器电机的物理模型包括建立机械模型，具体包括：

机械结构分析：根据机械系统的物理结构，对其内部的机械结构进行分析，以确定模型中包含哪些参数和变量；

机械参数确定：对于每个机械结构中的元件，确定其参数；

机械方程建立：根据机械结构和参数，建立机械方程组，描述机械内部各元件之间的关系和响应；

机械方程求解：对于建立的机械方程组，使用数值求解方法求解，以得到机械的响应和动态特性；

模型验证和调整：建立的机械模型进行验证和调整，以确保模型的准确性和可靠性。