本申請(qǐng)涉及電機(jī)，特別是涉及一種電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立方法、電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立裝置、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、脈沖寬度調(diào)制(pulse?width?modulation，pwm)變頻器內(nèi)部采用高性能功率半導(dǎo)體器件，如igbt開(kāi)關(guān)器件等。由于功率半導(dǎo)體器件快速開(kāi)斷的固有特性，pwm變頻器產(chǎn)生具有高電壓變化率的共模電壓，作用于電機(jī)的繞組，產(chǎn)生頻率范圍在幾十千赫茲到幾百千赫茲的共模電流。共模電壓經(jīng)電機(jī)內(nèi)部雜散電容的耦合，會(huì)在電機(jī)的軸承上感應(yīng)出高頻軸電壓。當(dāng)軸電壓超過(guò)潤(rùn)滑油膜擊穿的閾值電壓時(shí)，引起高頻放電脈沖，從而產(chǎn)生軸電流。軸承油膜擊穿會(huì)在短時(shí)間內(nèi)釋放大量的熱量，使擊穿點(diǎn)附近的金屬熔化，進(jìn)而產(chǎn)生坑蝕，潤(rùn)滑脂因高溫加速老化，縮短軸承使用壽命，危害電機(jī)的可靠運(yùn)行。因此，為了抑制pwm變頻器應(yīng)用引起的軸電流問(wèn)題，提高軸承使用壽命，需要對(duì)軸電流問(wèn)題進(jìn)行準(zhǔn)確建模和預(yù)測(cè)分析。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立方法、電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立裝置、電子設(shè)備及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，以提高軸電流高頻等效電路模型的精準(zhǔn)度，從而提高軸電流的預(yù)測(cè)及分析的精準(zhǔn)度，提升電機(jī)的可靠性。
2、本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立方法，所述建立方法包括：建立所述電機(jī)的繞組與定子機(jī)殼的耦合電路模型；所述耦合電路模型的模型參數(shù)至少包括相鄰層繞組之間、各層繞組與定子機(jī)殼之間的耦合參數(shù)；獲取所述繞組與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間的第一雜散電容、所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述定子機(jī)殼之間的第二雜散電容；獲取所述電機(jī)的軸承電容；基于所述耦合電路模型、所述第一雜散電容及所述第二雜散電容建立所述電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型。
3、在一些實(shí)施例中，所述獲取所述電機(jī)的繞組與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間的第一雜散電容、所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述定子機(jī)殼之間的第二雜散電容，包括：利用所述電機(jī)的有限元模型計(jì)算所述電機(jī)的定子繞組與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間的第一雜散電容、所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述定子機(jī)殼之間的第二雜散電容。
4、在一些實(shí)施例中，所述利用所述電機(jī)的有限元模型計(jì)算所述電機(jī)的定子繞組與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間的第一雜散電容、所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述定子機(jī)殼之間的第二雜散電容，包括：利用所述電機(jī)的有限元模型計(jì)算所述繞組與所述定子機(jī)殼之間的第三雜散電容、所述繞組與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸之間的第四雜散電容、所述轉(zhuǎn)軸與所述定子機(jī)殼之間的第五雜散電容；基于所述第三雜散電容、所述第四雜散電容及所述第五雜散電容計(jì)算所述第一雜散電容及所述第二雜散電容。
5、在一些實(shí)施例中，所述建立所述電機(jī)的繞組與定子機(jī)殼的耦合電路模型，包括：建立所述電機(jī)的繞組與定子殼體的耦合電路結(jié)構(gòu)；計(jì)算所述電機(jī)的定子機(jī)殼分別與所述電機(jī)設(shè)有繞組的定子槽中每層繞組之間的第一寄生電容、所述定子槽內(nèi)相鄰層所述繞組之間的第二寄生電容；獲取所述定子槽內(nèi)每層所述繞組的等效電阻、相鄰所述定子槽內(nèi)同層繞組匝間的自感及互感；基于所述耦合電路結(jié)構(gòu)、所述第一寄生電容、所述第二寄生電容、所述等效電阻、所述自感及所述互感建立所述電機(jī)的繞組和定子機(jī)殼的耦合電路模型。
6、在一些實(shí)施例中，所述獲取所述定子槽內(nèi)每層所述繞組的等效電阻、相鄰所述定子槽內(nèi)同一繞組匝間的自感及互感，包括：利用有限元方法計(jì)算所述定子槽內(nèi)每層繞組的等效電阻；利用瞬態(tài)電磁場(chǎng)求解器計(jì)算相鄰所述定子槽內(nèi)同層繞組匝間的自感及互感；所述基于所述電機(jī)的繞線結(jié)構(gòu)、所述第一寄生電容、所述第二寄生電容、所述等效電阻、所述自感及所述互感建立所述電機(jī)的繞組和定子機(jī)殼的耦合電路模型，包括：基于所述電機(jī)的繞組結(jié)構(gòu)建立初始耦合電路模型，并將所述第一寄生電容、所述第二寄生電容、所述等效電阻、所述自感及所述互感作為所述初始耦合電路的模型參數(shù)，以得到所述耦合電路模型。
7、在一些實(shí)施例中，所述利用瞬態(tài)電磁場(chǎng)求解器計(jì)算相鄰所述定子槽內(nèi)同一繞組匝間的自感及互感，包括：在瞬態(tài)電磁場(chǎng)求解器中建立所述定子槽內(nèi)繞組的有限元模型；將所述有限元模型連接到外部電路，并通過(guò)在maxwell中將外部電路與瞬態(tài)電磁場(chǎng)耦合來(lái)相鄰所述定子槽內(nèi)同一繞組匝間的自感及互感。
8、在一些實(shí)施例中，所述獲取所述電機(jī)的軸承電容，包括：獲得所述電機(jī)的軸承的潤(rùn)滑油膜的厚度及赫茲接觸面積；基于所述厚度及所述赫茲接觸面積計(jì)算平板電容，且基于所述厚度計(jì)算空氣電容；基于所述平板電容及所述空氣電容計(jì)算所述電機(jī)的軸承電容。
9、本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立裝置，所述建立裝置包括：第一建立模塊，用于建立所述電機(jī)的繞組與定子機(jī)殼的耦合電路模型；所述耦合電路模型的模型參數(shù)至少包括相鄰層繞組之間、各層繞組與定子機(jī)殼之間的耦合參數(shù)；第一計(jì)算模塊，用于獲取所述繞組與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間的第一雜散電容、所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述定子機(jī)殼之間的第二雜散電容；第二計(jì)算模塊，用于獲取所述電機(jī)的軸承電容；第二建立模塊，用于基于所述耦合電路模型、所述第一雜散電容及所述第二雜散電容建立所述電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型。
10、本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立方法。
11、本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立方法。
12、本申請(qǐng)技術(shù)方案的有益效果在于，本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾姍C(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立方法包括：建立電機(jī)的繞組與定子機(jī)殼的耦合電路模型；耦合電路模型的模型參數(shù)至少包括相鄰層繞組之間、各層繞組與定子機(jī)殼之間的耦合參數(shù)；獲取繞組與電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間的第一雜散電容、電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與定子機(jī)殼之間的第二雜散電容；獲取電機(jī)的軸承電容；基于耦合電路模型、第一雜散電容及第二雜散電容建立電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型。通過(guò)上述方式，本申請(qǐng)的耦合電路模型的模型參數(shù)至少包含了相鄰層繞組之間、各層繞組與定子機(jī)殼之間的耦合參數(shù)等，能夠?qū)⑾噜弻永@組之間、各層繞組與定子機(jī)殼之間的耦合參數(shù)等建模至軸電流高頻等效模型，并基于該耦合電路模型最終建立電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型，能夠提高軸電流高頻等效模型的模型參數(shù)的精準(zhǔn)度，從而能夠提高電機(jī)的軸電流的預(yù)測(cè)及分析的精準(zhǔn)度，進(jìn)而提高電機(jī)的可靠性。
1.一種電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立方法，其特征在于，所述建立方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立方法，其特征在于，所述獲取所述電機(jī)的繞組與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間的第一雜散電容、所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述定子機(jī)殼之間的第二雜散電容，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的建立方法，其特征在于，所述利用所述電機(jī)的有限元模型計(jì)算所述電機(jī)的定子繞組與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子之間的第一雜散電容、所述電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與所述定子機(jī)殼之間的第二雜散電容，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立方法，其特征在于，所述建立所述電機(jī)的繞組與定子機(jī)殼的耦合電路模型，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的建立方法，其特征在于，所述獲取所述定子槽內(nèi)每層所述繞組的等效電阻、相鄰所述定子槽內(nèi)同一繞組匝間的自感及互感，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的建立方法，其特征在于，所述利用瞬態(tài)電磁場(chǎng)求解器計(jì)算相鄰所述定子槽內(nèi)同一繞組匝間的自感及互感，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建立方法，其特征在于，所述獲取所述電機(jī)的軸承電容，包括：
8.一種電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立裝置，其特征在于，所述建立裝置包括：
9.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立方法。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電機(jī)的軸電流高頻等效電路模型的建立方法。