一種異步電動(dòng)機(jī)效率的二次辨識(shí)檢測(cè)方法*

于競(jìng)哲，　盧　泉

(1. 浙江大學(xué) 電氣工程學(xué)院，浙江 杭州　310027；2. 廣西大學(xué) 電氣工程學(xué)院，廣西 南寧　530004)

一種異步電動(dòng)機(jī)效率的二次辨識(shí)檢測(cè)方法*

于競(jìng)哲1，盧泉2

(1. 浙江大學(xué) 電氣工程學(xué)院，浙江 杭州310027；2. 廣西大學(xué) 電氣工程學(xué)院，廣西 南寧530004)

摘要：針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)異步電動(dòng)機(jī)輸出功率難以測(cè)量、運(yùn)行效率不易直接求解的問題，提出一種基于二次辨識(shí)的異步電動(dòng)機(jī)效率現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)算法。首先對(duì)獲取的電信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換完成初步辨識(shí)；根據(jù)所測(cè)輸入功率得到電機(jī)轉(zhuǎn)速估計(jì)值，對(duì)其進(jìn)行二次辨識(shí)，從而計(jì)算出轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確值；最后得出電動(dòng)機(jī)效率值。并在基于嵌入式傳感網(wǎng)絡(luò)的電機(jī)效率檢測(cè)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)算法，提高了電動(dòng)機(jī)效率測(cè)量的便捷性。試驗(yàn)結(jié)果表明，在高負(fù)載階段所求效率值與實(shí)際值誤差在約2%；而在低負(fù)載階段誤差在約4%，為工程實(shí)際中電機(jī)能效檢測(cè)提供了一定參考。

關(guān)鍵詞：三相異步電動(dòng)機(jī)； 效率檢測(cè)； 二次辨識(shí)法； 快速傅里葉變換

0引言

電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，占到整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域用電消費(fèi)的三分之二。又因?yàn)槿喈惒诫妱?dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和魯棒性好，大約90%的電動(dòng)機(jī)是三相異步電動(dòng)機(jī)[1]。因此提高異步電機(jī)的效能具有重要意義，而三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，其中效率值是一個(gè)難以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的重要數(shù)據(jù)。目前國(guó)內(nèi)外不少研究機(jī)構(gòu)和高校正致力于電機(jī)效率現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量方法的研究，并取得了大量研究成果。大致分為兩類：一類是銘牌法、統(tǒng)計(jì)法、電流法、轉(zhuǎn)差法等[2-3]，這類方法都對(duì)待測(cè)電機(jī)參數(shù)進(jìn)行了很多假設(shè)和估計(jì)，雖對(duì)待測(cè)系統(tǒng)有較少干擾，但其準(zhǔn)確性有待提高；另一類是等效電路法和損耗分析法[4-7]，其測(cè)量準(zhǔn)確性得到提高，但在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)操作難度較大，甚至影響正常生產(chǎn)。近年來(lái)，基于電氣量的電動(dòng)機(jī)效率間接測(cè)量方法的提出增加了測(cè)量的現(xiàn)場(chǎng)可操作性。文獻(xiàn)[8]提出了將氣隙轉(zhuǎn)矩法、間接轉(zhuǎn)速檢測(cè)法相結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)效率檢測(cè)法；文獻(xiàn)[9]使用最小二乘法和模型參考自適應(yīng)法對(duì)電機(jī)等效電路參數(shù)進(jìn)行在線辨識(shí)，進(jìn)而利用等效電路法完成電機(jī)能效的在線動(dòng)態(tài)評(píng)估；文獻(xiàn)[10]提出了氣隙轉(zhuǎn)矩法、間接轉(zhuǎn)速檢測(cè)法與定子電阻在線檢測(cè)法相結(jié)合的現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)效率檢測(cè)法，較好地提高了間接測(cè)量法的準(zhǔn)確性和可行性。然而上述方法計(jì)算過(guò)程仍然較為復(fù)雜，不便于電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。

針對(duì)上述問題，本文在基于可測(cè)電氣量的電機(jī)效能間接測(cè)量法的基礎(chǔ)上提出了二次辨識(shí)算法。首先對(duì)電動(dòng)機(jī)的電信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform, FFT)分析，計(jì)算得到頻率、相量、輸入功率和轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值，完成一次辨識(shí)。之后根據(jù)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速估計(jì)值對(duì)不同轉(zhuǎn)速進(jìn)行辨識(shí)，選用不同方法計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速，最后求出電機(jī)效率完成二次辨識(shí)。二次辨識(shí)算法基于可測(cè)電氣量，能夠準(zhǔn)確測(cè)出電動(dòng)機(jī)效率值，并在基于嵌入式傳感網(wǎng)絡(luò)的電機(jī)效率檢測(cè)系統(tǒng)上得到實(shí)現(xiàn)，提高了電動(dòng)機(jī)效率測(cè)量的便捷性。

1基于嵌入式的電機(jī)效率檢測(cè)系統(tǒng)

二次辨識(shí)算法根據(jù)基于嵌入式傳感網(wǎng)絡(luò)的電機(jī)效率檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)包括鉗形互感器，信號(hào)調(diào)理裝置，微控制器以及數(shù)據(jù)處理終端。系統(tǒng)首先通過(guò)傳感器對(duì)電機(jī)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)采樣。微控制器根據(jù)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路放大后的采樣數(shù)據(jù)使用二次辨識(shí)算法計(jì)算效率。計(jì)算結(jié)果被無(wú)線模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)處理終端中，其可查詢各種歷史和當(dāng)前數(shù)據(jù)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1　基于嵌入式傳感網(wǎng)絡(luò)的效率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

2二次辨識(shí)法

二次辨識(shí)算法首先對(duì)電信號(hào)進(jìn)行快速傅立葉變換，得到電機(jī)三相電量各次諧波的頻率、幅值和相角；然后求出輸入功率以及根據(jù)氣隙轉(zhuǎn)矩法求出電機(jī)轉(zhuǎn)矩，完成一次辨識(shí)。之后根據(jù)由負(fù)載率估算出的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速估計(jì)值進(jìn)行二次辨識(shí)，當(dāng)估計(jì)值不在同步轉(zhuǎn)速附近時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)子槽諧波法求出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；當(dāng)估計(jì)值接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)使用近似法求取轉(zhuǎn)速，最后求出電機(jī)效率。

2.1一次辨識(shí)

2.1.1基于FFT的電信號(hào)處理

首先對(duì)電動(dòng)機(jī)三相電信號(hào)進(jìn)行FFT分析以獲取各次諧波的數(shù)據(jù)。一次辨識(shí)首先假定系統(tǒng)頻率為f0，以N為采樣點(diǎn)數(shù)、Nf0為采樣頻率對(duì)電信號(hào)進(jìn)行采樣，得到離散序列x(n)。由于FFT對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行了截?cái)?，造成了信?hào)頻譜旁瓣之間的相互干擾，即產(chǎn)生頻譜泄漏。為了減小頻譜泄漏帶來(lái)的誤差，對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行加Hanning窗的FFT分析，采用的Hanning窗如下：

ω(n)=0.5-0.5cos[2πn/(N-1)]

(1)

對(duì)x(n)進(jìn)行加窗處理后得到x′(n)：

x′(n)=x(n)ω(n)

(2)

對(duì)x′(n)進(jìn)行FFT得X′(k)：

(3)

由于采樣不能完全同步，各離散點(diǎn)與信號(hào)的譜值不一致，F(xiàn)FT無(wú)法測(cè)出信號(hào)的準(zhǔn)確值，只能以臨近頻率分辨值來(lái)代替，即產(chǎn)生柵欄效應(yīng)。為減小柵欄效應(yīng)帶來(lái)的誤差，對(duì)FFT結(jié)果進(jìn)行插值處理，各次諧波的幅值和相位計(jì)算式如下：

Ak=|X′(k)|[2πδ(1-δ2)]/sin(πδ)

(4)

φk=angle[X′(k)]-[πδ(N-1)]/N

(5)

式(4)和(5)中Ak和φk分別對(duì)應(yīng)各次諧波的幅值和相位，δ=(2a-1)/(a+1)，a=(|X′(k+1)|)/(|X′(k)|)。

關(guān)于頻率的計(jì)算，文獻(xiàn)[11]通過(guò)對(duì)FFT的結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)隨著數(shù)據(jù)窗的推移，計(jì)算結(jié)果中的相量實(shí)部和虛部滿足一個(gè)恒等式：

(UR/f0)2+[UI/(f0+Δf)]2=C2

(6)

式中：UR、UI——電壓有效值的實(shí)部和虛部；

Δf——f0與實(shí)際頻率的誤差值；

C——常量。

由兩次FFT結(jié)果即可求出實(shí)際頻率

(7)

為了避免分母為零導(dǎo)致運(yùn)算出錯(cuò)，根據(jù)等比定理對(duì)式(7)進(jìn)行取連續(xù)M點(diǎn)的改進(jìn)，算式如下：

(8)

式中：URi、UIi——第i次諧波電壓有效值的實(shí)部和虛部。

采用上述方法計(jì)算出頻率f后，調(diào)整采樣頻率為Nf，以滿足同步采樣。

2.1.2輸入功率和電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算

對(duì)采樣序列進(jìn)行FFT計(jì)算后可以得到三相電量的基波相量，進(jìn)而可由電機(jī)三相電壓、電流有效值及功率因數(shù)角求得輸入功率Pin。

根據(jù)采樣電信號(hào)，按照氣隙轉(zhuǎn)矩法的公式可以求取電磁轉(zhuǎn)矩[12-13]，算式如下：

(iC-iA)∫[(uAB-R(iA-iB)]dt}

(9)

式中：p——電機(jī)極對(duì)數(shù)；

iA、iB、iC——電機(jī)三相線電流瞬時(shí)值；

R——1/2線間電阻值。

其中的電阻易測(cè)得，由于采樣時(shí)間間隔很小，積分方程可采用簡(jiǎn)單的梯形法，也可采用辛普森或高斯法在一次采樣結(jié)束后進(jìn)行計(jì)算求解。

2.2二次辨識(shí)

一次辨識(shí)通過(guò)對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行FFT計(jì)算得到三相電量基本參數(shù)、輸入功率及電磁轉(zhuǎn)矩，之后進(jìn)入二次辨識(shí)。二次辨識(shí)首先根據(jù)輸入功率結(jié)合其他參數(shù)估算負(fù)載率。文獻(xiàn)[14]在國(guó)標(biāo)給出的額定電壓下電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率計(jì)算公式基礎(chǔ)上，給出了帶電壓修正的負(fù)載率計(jì)算公式。其具有更高的準(zhǔn)確度及普遍性。算式為

(10)

(11)

式中：PN、Pin、P0——電動(dòng)機(jī)的額定功率、實(shí)際輸入功率和空載損耗；

ΔPN——電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載時(shí)的有功損耗。

ΔPN=(1/ηN-1)PN；KU=U/UN；K=(P0-Pmec)/ΔPN。

根據(jù)負(fù)載率通過(guò)式(12)估算電機(jī)的轉(zhuǎn)差率[15]

sλ=(n0-nN)λ/n0

(12)

式中：sλ——轉(zhuǎn)差率估算值；

n0——同步速；

nN——額定轉(zhuǎn)速。

通過(guò)sλ可以得出電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速估計(jì)值，對(duì)轉(zhuǎn)速估計(jì)值進(jìn)行判斷。當(dāng)其未達(dá)到同步轉(zhuǎn)速附近時(shí)，按轉(zhuǎn)子槽諧波法求取電機(jī)轉(zhuǎn)速。

定子和轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)共同作用于異步電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)。其中轉(zhuǎn)子繞組電流產(chǎn)生的齒諧波磁場(chǎng)在定子繞組中感生諧波電動(dòng)勢(shì)，產(chǎn)生相應(yīng)頻率電流，并與轉(zhuǎn)速相關(guān)[16]。這種與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速相關(guān)的特定頻率諧波即為轉(zhuǎn)子槽諧波頻率。其頻率可表示為

fsh=f1z2(1-s)/p±f1

(13)

式中：s——轉(zhuǎn)差率；

f1——電源頻率；

p——極對(duì)數(shù)；

z2——轉(zhuǎn)子槽數(shù)。

進(jìn)而根據(jù)求出的轉(zhuǎn)差率得出電機(jī)轉(zhuǎn)速

n=60(fsh±f1)/z2

(14)

綜上所述，在求出轉(zhuǎn)差率估算值sλ后，可根據(jù)式(12)得到轉(zhuǎn)子槽諧波頻率估計(jì)值，在測(cè)量出的定子電流頻譜中以轉(zhuǎn)子槽諧波頻率估計(jì)值為中心按照幅頻特性找到轉(zhuǎn)子槽諧波頻率實(shí)際值，之后根據(jù)式(14)求出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。

當(dāng)轉(zhuǎn)速估計(jì)值接近同步轉(zhuǎn)速時(shí)，電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速呈一個(gè)接近線性的關(guān)系，如圖2所示。

圖2　電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速關(guān)系圖

可利用圖2這條直線求轉(zhuǎn)速以簡(jiǎn)化計(jì)算方法。通過(guò)圖2直線上的零點(diǎn)和一個(gè)由轉(zhuǎn)子槽諧波法確定的非零點(diǎn)，可得到電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的關(guān)系式，之后根據(jù)一次辨識(shí)中的電磁轉(zhuǎn)矩結(jié)果快速求得轉(zhuǎn)速數(shù)值。

最后，由定義知，電機(jī)效率η等于電機(jī)輸出機(jī)械功率Pout和輸入功率Pin的比值。輸出機(jī)械功率可表示為

Pout=TaΩ-Pmec-Pad

(15)

式中：Ω——電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度；

Ta——電磁轉(zhuǎn)矩；

Pmec——機(jī)械損耗；

Pad——附加損耗。

其中的附加損耗可按額定功率的0.5%計(jì)算。機(jī)械損耗可通過(guò)空載試驗(yàn)求得，當(dāng)精度要求較低時(shí)也可采用同類型電機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。輸入功率和轉(zhuǎn)矩在一次辨識(shí)階段已計(jì)算，結(jié)合轉(zhuǎn)速，電機(jī)效率為

η=(TaΩ-Pmec-Pag)/Pin

(16)

3試驗(yàn)分析

使用電動(dòng)機(jī)綜合試驗(yàn)平臺(tái)對(duì)額定功率11kW、額定電壓380V的Y2-160M-4三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)平臺(tái)包括轉(zhuǎn)矩傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、交流電源、調(diào)壓器、異步電機(jī)和直流負(fù)載等，通過(guò)調(diào)節(jié)直流電機(jī)所帶負(fù)載來(lái)實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的負(fù)載調(diào)節(jié)。轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速傳感器用來(lái)讀取電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩與運(yùn)行轉(zhuǎn)速，從而得到電動(dòng)機(jī)的在測(cè)試原理上最為準(zhǔn)確的效率值，以此值作為試驗(yàn)中的效率準(zhǔn)確值。

試驗(yàn)首先測(cè)量電機(jī)在滿載、額定電壓和頻率條件下，線圈溫度穩(wěn)定后定子電阻為R=0.52Ω。之后進(jìn)行空載試驗(yàn)，通過(guò)作圖法可得機(jī)械損耗Pmec=0.083kW。最后對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行額定電壓下的負(fù)載試驗(yàn)，通過(guò)改變負(fù)載率測(cè)量電機(jī)在不同負(fù)載下的效率值。通過(guò)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速傳感器得到轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和效率的實(shí)際值。通過(guò)鉗形互感器測(cè)量電動(dòng)機(jī)各相的輸入電壓和電流值，通過(guò)所設(shè)計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)可以讀取使用二次辨識(shí)法計(jì)算所得到的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和效率值。所記錄數(shù)據(jù)如表1～表3所示。

從表1可看出，在各個(gè)負(fù)載率下轉(zhuǎn)速測(cè)量結(jié)果精度較高。在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較低時(shí)轉(zhuǎn)子槽諧波頻率降低，轉(zhuǎn)速測(cè)量需要的時(shí)間增加，隨著采集數(shù)據(jù)量的增加轉(zhuǎn)速的測(cè)量誤差稍有增加。從表2可看出，在高負(fù)載率階段，所求轉(zhuǎn)矩值與實(shí)際值基本上一致。在低負(fù)載時(shí)，由于算法對(duì)附加損耗和定子電阻還是進(jìn)行了一定近似處理，所以轉(zhuǎn)矩計(jì)算值與實(shí)際值存在一定誤差，誤差為約4%。從表2和表3可看出，電機(jī)效率測(cè)量結(jié)果的誤差主要由轉(zhuǎn)矩測(cè)量時(shí)產(chǎn)生。在高負(fù)載率階段，通過(guò)二次辨識(shí)法所求效率值與實(shí)際值基本上一致，誤差為約2%。在低負(fù)載階段，雙方雖然在結(jié)果上存在一定差距，但總體上還是較接近的，為4%左右。

表1　異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2　異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3　異步電動(dòng)機(jī)效率試驗(yàn)數(shù)據(jù)

4結(jié)語(yǔ)

本文采用二次辨識(shí)法對(duì)異步電動(dòng)機(jī)效率值進(jìn)行了檢測(cè)，依據(jù)異步電動(dòng)機(jī)所帶不同負(fù)載對(duì)轉(zhuǎn)速計(jì)算方法進(jìn)行了改進(jìn)，從而能夠較好地解決以不同轉(zhuǎn)速工作的異步電動(dòng)機(jī)的效率檢測(cè)問題。同時(shí)，此方法僅需測(cè)量異步電動(dòng)機(jī)的電氣量即可測(cè)量出電機(jī)的效率值，并在基于嵌入式的傳感網(wǎng)絡(luò)裝置中實(shí)現(xiàn)，增加了在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量的可操作性。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果可知采用二次辨識(shí)法測(cè)得的異步電動(dòng)機(jī)效率值與實(shí)際值基本一致，證明二次辨識(shí)法在不同轉(zhuǎn)速下測(cè)量異步電動(dòng)機(jī)效率值是準(zhǔn)確有效的，為異步電動(dòng)機(jī)的能效評(píng)估提供了一定參考。

【參 考 文 獻(xiàn)】

[1]FILHO A C L, GOMES R D, ADISSI M O, et al. Embedded system integrated into a wireless sensor network for online dynamic torque and efficiency monitoring in induction motors[J]． IEEE/ASME Transactions on Mechatronics， 2012，17(3)：404- 414．

[2]秦和.電動(dòng)機(jī)效率測(cè)定方法的進(jìn)展[J].中小型電機(jī),2004,31(1)：65-74.

[3]秦和.電動(dòng)機(jī)的能效水平及其影響[J].中小型電機(jī),2003,30(1)：1-13.

[4]三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)方法：GB/T 1032—2005[S].

[5]高翔,高峰,趙俊霞.三相異步電動(dòng)機(jī)額定功率測(cè)定辦法探析[J].山西電力,2013(4)：29-32.

[6]馮浩,金陽(yáng),鐘德剛.異步電動(dòng)機(jī)等效電路參數(shù)高精度計(jì)算方法探討[J].中小型電機(jī),2001,28(3)：1-6.

[7]林海燕.便攜式電機(jī)效率測(cè)試儀的研究[D].杭州：浙江大學(xué),2005.

[8]王慶.基于在線監(jiān)測(cè)的電動(dòng)機(jī)能效動(dòng)態(tài)評(píng)估方法研究[D].北京：華北電力大學(xué),2014.

[9]杜中蘭.用于系統(tǒng)能效動(dòng)態(tài)評(píng)估的異步電機(jī)參數(shù)辨識(shí)方法[D].北京：華北電力大學(xué),2014.

[10]LU B, HABETLER T G, HARLEY R G． A survey of efficiency estimation methods of in-service induction motors with considerations of condition monitoring requirements[M]． International Electric Machine and Drives Conference requirements，2005：25-34．

[11]李一泉,何奔騰.一種基于傅氏算法的高精度測(cè)頻方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2005,26(2)：78-81.

[12]楊罡，馬懷儉，顏景斌．基于氣隙轉(zhuǎn)矩法的高效電機(jī)效率測(cè)試[J]．哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，10(3)：125-127．

[13]韋鋒，孫遜，史偉偉．便攜式電機(jī)能效檢測(cè)儀的研制[J]．機(jī)電信息，2013(3)：125-129．

[14]方偉林,王永勤.三相異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載率計(jì)算公式在非額定電壓條件下的修正[J].黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào),1996,13(4)：67-69.

[15]王慶，張蓬鶴，趙海森，等．基于可測(cè)電氣量鼠籠式異步電機(jī)能效在線監(jiān)測(cè)方法[J]．微特電機(jī)，2013，41(12)：26-30．

[16]萬(wàn)安定，劉麗萍．基于轉(zhuǎn)子槽諧波的感應(yīng)電機(jī)無(wú)傳感器測(cè)速方法研究[J]．動(dòng)力系統(tǒng)與控制，2013(2)：63-68．

An Double Identification Algorithm for the Efficiency Test of Asynchronous Motor*

YUJingzhe1,LUQuan2

(1. College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027,China；2. College of Electrical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, China)

Abstract：In view of the problem that the motor’s output power can’t be measured directly and the motor’s operating efficiency was difficult to be obtained directly in the industrial field, an algorithm for efficiency monitoring based on double identification method was proposed. The initial identification was completed by a FFT analysis for acquired electrical signal. The estimated value of motor speed was gotten according to the measured input power. And the exact value of the speed was calculated by the second identification on the estimated value. The motor efficiency value was gotten finally. The algorithm was realized on the detection system for the motor efficiency based on the embedded sensor network, which could improve the efficiency of the motor efficiency measurement. The error of measured value and actual value is about 2% at high load stage, while the error was about 4% at low load stage showed by the experimental results, which provides a reference for the motors’ energy efficiency testing in engineering practice.

Key words：three phase asynchronous motor; efficiency monitoring; double identification method; fast fourier transform(FFT)

*基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51177018)；南寧市科技攻關(guān)資助項(xiàng)目(20141049)

作者簡(jiǎn)介：于競(jìng)哲(1991—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)殡姍C(jī)效能檢測(cè)技術(shù)和電能質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)。

中圖分類號(hào)：TM 306

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1673-6540(2016)05- 0088- 05

收稿日期：2015-11-24

盧泉(1982—)，男，副教授，研究生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榍度胧娇刂萍夹g(shù)和智能檢測(cè)技術(shù)等。