[发明专利]一种变频器装置的数字孪生建模方法

说明书

本发明公开了一种变频器装置的数字孪生建模方法，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。本发明能保证足够的实时性，以确保模拟结果与实际系统行为的一致性。

技术领域

本发明涉及计算机安全技术领域，特别涉及一种变频器装置的数字孪生建模方法。

背景技术

变频器是一种电力电子设备，用于调节电机的转速和转矩。它控制电机的电源电压和频率，使其能够适应不同的负载和运行要求。变频器通过改变输入电源的频率和电压，控制输出电机的转速和转矩，从而实现精准的控制和节能效果。它广泛应用于工业生产中的各种设备和系统，如空调、泵、风机、卷扬机，以及电动汽车和电动工具领域。通过使用变频器，降低能耗和维护成本，提高设备的可靠性和效率。因为变频器装置实时控制电机的转速和转矩，因此数字孪生模型的建模和仿真需要具有足够的实时性，以确保模拟结果与实际系统行为的一致性。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供了一种变频器装置的数字孪生建模方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明公开一种变频器装置的数字孪生建模方法，包括：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。

进一步的：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。

进一步的：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。

进一步的：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。

进一步的：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；