CN105207559B - 识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法，包括以下步骤：控制电机以预设给定速度运转，通过坐标转换器将电流值为零的d轴参考电流及预设电流值的q轴参考电流转换生成输往逆变器的三相参考电流；然后以预设采样频率采集电机的三相工作电流，并将采集的三相工作电流转换以生成d轴工作电流和q轴工作电流；将预设采样点数的q轴工作电流进行时域至频域转换，以生成频域信号；获取频域信号中幅值最大的谐波系数的频率；根据频率及预设给定速度，计算出电机的磁极对数。本发明还公开了一种识别机械周期性负载的电机磁极对数的装置。本发明实现了自动识别机械性周期性负载中电机的磁极对数，从而有利于提高电机控制电路的通用性。

Description

识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法及装置

技术领域

本发明涉及磁极对数识别领域，尤其涉及一种识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法及装置。

背景技术

随着控制行业的发展，永磁同步电机以其体积小、重量轻，能效高等特点，已成为变频控制领域的主流。在变频控制领域，机械周期性负载占有很大比重，例如压缩机、抽油机等，且由于这类设备的型号不断的增长，需要对应不同型号的设备配备不同的控制板卡，从而造成了设备控制板卡型号的快速增长，给产品的售后和库存带来了巨大的压力。并且，在硬件完全相同的情况下，有时仅因为控制参数的不同而不得不配备多套控制板卡，显然，造成了巨大的浪费。

基于以上原因，控制设备的电气及机械参数的自动辨识已成为一种新的需求，而在以往的自动参数识别研究中，通常是针对电机的定子电阻、电感及反电势系数等，没有对电机磁极对数识别的装置，而电机磁极对数也是需要自动识别的重要参数之一。因为，在一些工程应用中，所用的控制电机的磁极对数并不是唯一的，目前电机的磁极对数主要有二对极和三对极，如果控制板卡不能自动识别控制电机的磁极对数，将无法进行控制。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法，旨在实现自动识别出机械性周期性负载中电机的磁极对数，提高电机控制电路的通用性，降低控制成本。

为实现上述目的，本发明提供一种识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法，所述机械周期性负载包括电机、坐标转换器，分别与所述电机和坐标转换器连接的逆变器和电流采样单元；所述方法包括以下步骤：

控制所述电机以预设给定速度运转，向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，以供所述坐标转换器将所述d轴参考电流和q轴参考电流进行坐标转换以生成输往所述逆变器的三相参考电流；

控制所述电流采样单元以预设采样频率采集所述电机的三相工作电流，并控制所述坐标转换器将采集的三相工作电流进行坐标转换以生成d轴工作电流和q轴工作电流；

将预设采样点数的所述q轴工作电流进行时域至频域转换，以生成频域信号；

获取所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率；

根据所述频率及所述预设给定速度，计算出所述电机的磁极对数。

优选地，所述获取所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率的步骤包括：

选取所述频域信号中预设数量的谐波系数；

对选取的所述谐波系数的幅值进行比较，以获取所述谐波系数中幅值最大的谐波系数；

根据所述预设采样频率、预设采样点数及谐波系数计算所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率。

优选地，所述根据所述预设采样频率、预设采样点数及谐波系数计算所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率包括：

根据第一预设公式H_max＝(F/D)*L计算所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率；其中，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，F代表所述q轴工作电流的预设采样频率，D代表所述预设采样点数，L代表谐波系数。

优选地，所述根据所述频率及所述预设给定速度，计算出所述电机的磁极对数包括：

根据预设公式N_P＝2*ω_e/H_max进行计算，并将计算结果向高位取整；其中，N_P代表次级对数，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，ω_e代表所述给定速度。

为实现上述目的，本发明还提供了一种识别机械周期性负载的电机磁极对数的装置，所述机械周期性负载包括电机，坐标转换器，分别与所述电机和坐标转换器连接的逆变器和电流采样单元，所述装置包括：

控制模块，用于控制所述电机以预设给定速度运转，向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，以供所述坐标转换器将所述d轴参考电流和q轴参考电流进行坐标转换以生成输往所述逆变器的三相参考电流；还用于控制所述电流采样单元以预设采样频率采集所述电机的三相工作电流，并控制所述坐标转换器将采集的三相工作电流进行坐标转换以生成d轴工作电流和q轴工作电流；

频域转换模块，用于将预设采样点数的所述q轴工作电流进行时域至频域转换，以生成频域信号；

频率获取模块，用于获取所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率；

磁极对数获取模块，用于根据所述频率及所述预设给定速度，计算出所述电机的磁极对数。

优选地，所述频率获取模块包括：

选取单元，用于选取所述频域信号中预设数量的谐波系数；

比较单元，用于对选取的所述谐波系数的幅值进行比较，以获取所述谐波系数中幅值最大的谐波系数。

计算单元，用于根据所述预设采样频率、预设采样点数及谐波系数计算所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率。

优选地，所述频率获取模块用于根据第一预设公式H_max＝(F/D)*L计算所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率；其中，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，F代表所述q轴工作电流的预设采样频率，D代表所述预设采样点数，L代表谐波系数。

优选地，所述磁极对数获取模块包括：

根据预设公式N_P＝2*ω_e/H_max进行计算，并将计算结果向高位取整；其中，N_P代表次级对数，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，ω_e代表所述给定速度。

本发明通过控制机械性周期性负载中的电机以预设给定速度运转，向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，使得以预设采样频率采集到的q轴参考电流与电机的磁极对数相关，然后选将预设采样点数的所述q轴工作电流进行时域至频域转换，以生成频域信号，并获取所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率，最后根据所述频率及所述预设给定速度，计算出所述电机的磁极对数，从而实现识别出机械性周期性负载中的电机的磁极对数，提高了电机控制电路的通用性，降低了控制成本。

附图说明

图1为本发明实施例中所采用的机械周期性负载及其控制电路的结构示意图；

图2为本发明识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法一实施例的流程示意图；

图3为图2中步骤4的一实施例流程示意图：

图4为本发明识别机械周期性负载的电机磁极对数的装置一实施例的结构框图；

图5为图4中频率获取模块的结构框图；

图6为本发明一实施例中三对极电机q轴的采样电流曲线示意图；

图7为本发明一实施例中三对极电机q轴的采样电流的傅里叶曲线图；

图8为本发明一实施例中二对极电机q轴的采样电流曲线示意图；

图9为本发明一实施例中二对极电机q轴的采样电流的傅里叶曲线图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的技术方案是通过采集空调电机开环运行时的工作电流，再通过对该电流采样数据进行傅里叶转换处理，从而识别出机械周期性负载的电机的磁极对数。

图1是本发明实施例中所采用的机械周期性负载及其控制电路的结构示意图。如图1所示，所述机械周期性负载主要包括电机，坐标转换器，分别与所述电机和坐标转换器连接的逆变器和电流采样单元，其中坐标转换器包括用于将输入的d轴参考电流及q轴参考电流由两相旋转坐标转换为三相静止坐标的dq/abc及用于将电机的工作电流由三相静止坐标转换成两相旋转坐标的abc/dq。为了便于理解，下面给出实现本发明实施例所实现的基本原理：

根据力矩平衡方程：

T_e-T_L＝Ja(1)

可知：

T_e＝1.5N_p(Φi_q+(L_d-L_q)i_di_q) (2)

式(1)中T_e为电磁转矩，T_L为负载转矩，J为转动惯量，a为加速度。

式(2)中N_p为磁极对数，Φ为永磁体磁通，L_d为d轴电感，L_q为q轴电感，T_e为电磁力矩，i_d为电机工作时的d轴电流，i_q为电机工作时的q轴电流。

经过大量实验发现，当电机采用i_d＝0控制策略，且恒转速运行时，即加速度a＝0，则负载转矩与q轴电流成近似正比关系，参见公式(3)：

T_L＝1.5N_pΦi_q (3)

由于电机应用于机械周期性负载，即在恒转速旋转时，负载转矩T_L呈机械周期性波动，根据式(3)可知电机工作时的q轴电流中也会含有这种机械周期性波动的成分(谐波)，只要从采样电流中分离出这种成分，即可识别出该电机的磁极对数。

根据以上原理，可得本发明一实施例识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S1、控制所述电机以预设给定速度运转，向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，以供所述坐标转换器将所述d轴参考电流和q轴参考电流进行坐标转换以生成输往所述逆变器的三相参考电流；该步骤中所述控制所述电机以预设给定速度运转与所述向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流的动作不分先后。其中，给定速度预先设置在电机的控制器中，其单位为赫兹，例如，预先设置给定速度为42Hz，当电机启动后就可以以该预先设定好的42Hz电角速度运行。当该预设的给定速度一直不变时，则电机以恒转速旋转，即可以保证电机运转时的加速度为0。在此基础上，通过向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，从而使得电机工作时的q轴参考电流中带有与电机的磁极对数相关的信号成份。并且，上述d轴参考电流及q轴参考电流也预先设置在空调电机的控制器中，其中，本实施例中预先设置的参考电流为4A。另外，该步骤中的坐标转换器是用于将输入的d轴参考电流及q轴参考电流由两相旋转坐标转换为三相静止坐标。

步骤S2、控制所述电流采样单元以预设采样频率采集所述电机的三相工作电流，并控制所述坐标转换器将采集的三相工作电流进行坐标转换以生成d轴工作电流和q轴工作电流；其中，采样频率预先设置在空调电机的控制器中，例如，预设采样频率为6kHz。该步骤中的坐标转换器是用于将采样到的电机工作电流由三相静止坐标转换成两相旋转坐标。

由于机械性周期负载以预设给定速度运转，且向通过所述坐标转换器向电机发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，因此，其负载电流会出现谐波。

步骤S3、将预设采样点数的所述q轴工作电流进行时域至频域转换，以生成频域信号；

其中，可以是将采样到的全部q轴工作电流进行时域至频域转换，或者是将采样到的部分q轴工作电流信号进行时域至频域转换。当预设采样点数越多时，进行时域至频域转换后得到的谐波频率的分辨率就越高，如果预设采样点数越少，则进行时域至频域转换后得到的谐波频率的分辨率则有限。

并且，经过大量实验发现，当将采样到的q轴电流信号经过傅立叶变换(时域转频域)后，即可提取到q轴电流中与磁极对数对应的频率成分，其中，傅立叶变换的原理如下：

其中：

其中，T为周期，ω为基频频率。

由上可知，电机的磁极对数与q轴工作电流中的谐波相关，且幅值最大的谐波与基波最接近，因此，只需要求取各次谐波的幅值即可，而无须知道q轴测量电流的直流成分及相位，因此，公式如下：

A_n＝a_n ²+b_n ² (5)

A_max＝max(A_n)，n＝1,2,…N (6)

A_n为第n次谐波幅值的平方，A_max为N次谐波电流中幅值的最大值，该值所对应的频率即是我们需要提取的频率值。

若假定控制电机为2对极电机，给定电角速度为ω_e，且假定N_p对极永磁同步电机最大幅值时的谐波频率为H_maxHz，于是有：

H_max＝ω_e×2/N_p (7)

由此可知，只需知道所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率即可。

步骤S4、获取所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率；

其中，如图3所示，其中步骤S4包括以下步骤：

步骤S401、选取所述频域信号中预设数量的谐波系数；本实施例中，可以从生成的频域信号中，选择任意数量和任意位置段的谐波系数。

步骤S402、对选取的所述谐波系数的幅值进行比较，以获取所述谐波系数中幅值最大的谐波系数；

步骤S403、根据所述预设采样频率、预设采样点数及谐波系数计算所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率。其中，根据第一预设公式H_max＝(F/D)*L计算所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率；其中，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，F代表所述q轴工作电流的预设采样频率，D代表所述预设采样点数，L代表谐波系数。

步骤S5、根据所述频率及所述预设给定速度，计算出所述电机的磁极对数。本实施例中，根据第二预设公式N_P＝2*ω_e/H_max进行计算，并将计算结果向高位取整，具体地，假设计算结果为2.3或者2.6，则将计算结果向高位取整后两者均为3；其中，N_P代表次级对数，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，ω_e代表给定速度。

具体地，参照图6至图9，图6及图8中横坐标表示频率，纵坐标表示电流；图7及图9中横坐标表示谐波系数，纵坐标表示谐波幅度。

假设电机的实际磁极对数为三对极，输入的d轴参考电流为0，输入的q轴参考电流为4A，电机以给定速度42Hz开环旋转，经试验，若此时电流采样单元以6kHz采样频率对电机的三相工作电流进行采集，并将采集到的三相工作电流经坐标转换器变换后，可得到q轴的工作电流波形图，如图6，。

假设从所述q轴的工作电流选取1000个采样点数的电流信号进行时域至频域转换(傅里叶分析)，且选取前20个谐波系数进行幅值比较，如图7所示。由图7可知，在谐波系数为6时，谐波的幅度最大，根据第一预设公式H_max＝(F/D)*L可知，H_max＝(6000/1000)*6＝36HZ；且根据第二预设公式N_P＝2*ω_e/H_max可知，N_P＝2*42/36＝2.33333，通过将计算结果向高位取整可知N_P＝3，即该电机的磁极对数为三对极。

在相同的条件下，若此时电机的实际磁极对数为二对极，同样从所述q轴的工作电流选取1000个采样点数的电流信号进行时域至频域转换(傅里叶分析)，且选取前20个谐波(第一次谐波至第二十次谐波共20个谐波)进行幅值比较，如图9所示。由图9可知，在谐波系数为8时，谐波的幅度最大，根据第一预设公式H_max＝(F/D)*L可知，H_max＝(6000/1000)*8＝48HZ；且根据第二预设公式N_P＝2*ω_e/H_max可知，N_P＝2*42/48＝1.75，这是由于谐波频率的分辨率有限决定的，通过将计算结果向高位取整可知N_P＝2，即该电机的磁极对数为二对极。

需要说明的是，当预设采样点数越多时，采样后谐波频率的分辨率就越高，通过该谐波频率获得的磁极对数的值与实际磁极对数越接近。

综上，本发明方法通过控制机械性周期性负载中的电机以预设给定速度运转，向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，使得以预设采样频率采集到的q轴参考电流与电机的磁极对数相关，然后选将预设采样点数的所述q轴工作电流进行时域至频域转换，以生成频域信号，并获取所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率，最后根据所述频率及所述预设给定速度，计算出所述电机的磁极对数，从而实现识别出机械性周期性负载中的电机的磁极对数，提高了电机控制电路的通用性，降低了控制成本。

本发明一实施例还提出一种识别机械周期性负载的电机磁极对数的装置，如图4所示，该装置包括控制模块100、频域转换模块200、频率获取模块300及磁极对数获取模块400，其中，

所述控制模块100，用于控制所述电机以预设给定速度运转，向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，以供所述坐标转换器将所述d轴参考电流和q轴参考电流进行坐标转换以生成输往所述逆变器的三相参考电流；该步骤中所述控制所述电机以预设给定速度运转与所述向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流的动作不分先后。其中，给定速度预先设置在电机的控制器中，其单位为赫兹，例如，预先设置给定速度为42Hz，当电机启动后就可以以该预先设定好的42Hz电角速度运行。当该预设的给定速度一直不变时，则电机以恒转速旋转，即可以保证电机运转时的加速度为0。在此基础上，通过向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，从而使得电机工作时的q轴参考电流中带有与电机的磁极对数相关的信号成份。并且，上述d轴参考电流及q轴参考电流也预先设置在空调电机的控制器中，其中，本实施例中预先设置的参考电流为4A。另外，该步骤中的坐标转换器是用于将输入的d轴参考电流及q轴参考电流由两相旋转坐标转换为三相静止坐标。

所述控制模块100，还用于控制所述电流采样单元以预设采样频率采集所述电机的三相工作电流，并控制所述坐标转换器将采集的三相工作电流进行坐标转换以生成d轴工作电流和q轴工作电流；其中，采样频率预先设置在空调电机的控制器中，例如，预设采样频率为6kHz。该步骤中的坐标转换器是用于将采样到的电机工作电流由三相静止坐标转换成两相旋转坐标。

由于机械性周期负载以预设给定速度运转，且向通过所述坐标转换器向电机发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，因此，其负载电流会出现谐波。

所述频域转换模块200，用于将预设采样点数的所述q轴工作电流进行时域至频域转换，以生成频域信号；

其中，可以是将采样到的全部q轴工作电流进行时域至频域转换，或者是将采样到的部分q轴工作电流信号进行时域至频域转换。当预设采样点数越多时，进行时域至频域转换后得到的谐波频率的分辨率就越高，如果预设采样点数越少，则进行时域至频域转换后得到的谐波频率的分辨率则有限。

并且，经过大量实验发现，当将采样到的q轴电流信号经过傅立叶变换(时域转频域)后，即可提取到q轴电流中与磁极对数对应的频率成分，其中，傅立叶变换的原理如下：

其中：

其中，T为周期，ω为基频频率。

由上可知，电机的磁极对数与q轴工作电流中的谐波相关，且幅值最大的谐波与基波最接近，因此，只需要求取各次谐波的幅值即可，而无须知道q轴测量电流的直流成分及相位，因此，公式如下：

A_n＝a_n ²+b_n ² (5)

A_max＝max(A_n)，n＝1,2,…N (6)

A_n为第n次谐波幅值的平方，A_max为N次谐波电流中幅值的最大值，该值所对应的频率即是我们需要提取的频率值。

若假定控制电机为2对极电机，给定电角速度为ω_e，且假定N_p对极永磁同步电机最大幅值时的谐波频率为H_maxHz，于是有：

H_max＝ω_e×2/N_p(7)

由此可知，只需知道所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率即可。

所述频率获取模块300，用于获取所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率；

其中，如图5所示，所述频率获取模块300包括：

选取单元310，用于选取所述频域信号中预设数量的谐波系数；本实施例中，可以从生成的频域信号中，选择任意数量和任意位置段的谐波系数。

比较单元320，用于对选取的所述谐波系数的幅值进行比较，以获取所述谐波系数中幅值最大的谐波系数；

计算单元330，用于根据所述预设采样频率、预设采样点数及谐波系数计算所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率。其中，根据第一预设公式H_max＝(F/D)*L计算所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率；其中，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，F代表所述q轴工作电流的预设采样频率，D代表所述预设采样点数，L代表谐波系数。

所述磁极对数获取模块400，用于根据所述频率及所述预设给定速度，计算出所述电机的磁极对数。本实施例中，根据第二预设公式N_P＝2*ω_e/H_max进行计算，并将计算结果向高位取整，具体地，假设计算结果为2.3或者2.6，则将计算结果向高位取整后两者均为3；其中，N_P代表次级对数，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，ω_e代表给定速度。

具体地，参照图6至图9，图6及图8中横坐标表示频率，纵坐标表示电流；图7及图9中横坐标表示谐波系数，纵坐标表示谐波幅度。

假设电机的实际磁极对数为三对极，输入的d轴参考电流为0，输入的q轴参考电流为4A，电机以给定速度42Hz开环旋转，经试验，若此时电流采样单元以6kHz采样频率对电机的三相工作电流进行采集，并将采集到的三相工作电流经坐标转换器变换后，可得到q轴的工作电流波形图，如图6。

假设从所述q轴的工作电流选取1000个采样点数的电流信号进行时域至频域转换(傅里叶分析)，且选取前20个谐波系数进行幅值比较，如图7所示。由图7可知，在谐波系数为6时，谐波的幅度最大，根据第一预设公式H_max＝(F/D)*L可知，H_max＝(6000/1000)*6＝36HZ；且根据第二预设公式N_P＝2*ω_e/H_max可知，N_P＝2*42/36＝2.33333，这是由于谐波频率的分辨率有限决定的，通过将计算结果向高位取整可知N_P＝3，即该电机的磁极对数为三对极。

在相同的条件下，若此时电机的实际磁极对数为二对极，同样从所述q轴的工作电流选取1000个采样点数的电流信号进行时域至频域转换(傅里叶分析)，且选取前20个谐波(第一次谐波至第二十次谐波共20个谐波)进行幅值比较，如图9所示。由图9可知，在谐波系数为8时，谐波的幅度最大，根据第一预设公式H_max＝(F/D)*L可知，H_max＝(6000/1000)*8＝48HZ；且根据第二预设公式N_P＝2*ω_e/H_max可知，N_P＝2*42/48＝1.75，通过将计算结果向高位取整可知N_P＝2，即该电机的磁极对数为二对极。

需要说明的是，当预设采样点数越多时，采样后谐波频率的分辨率就越高，通过该谐波频率获得的磁极对数的值与实际磁极对数越接近。

综上，本发明装置通过控制模块100控制机械性周期性负载中的电机以预设给定速度运转，向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，使得以预设采样频率采集到的q轴参考电流与电机的磁极对数相关，然后通过频域转换模块200选将预设采样点数的所述q轴工作电流进行时域至频域转换，以生成频域信号，并通过频率获取模块300获取所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率，最后通过磁极对数获取模块400根据所述频率及所述预设给定速度，计算出所述电机的磁极对数，从而实现识别出机械性周期性负载中的电机的磁极对数，提高了电机控制电路的通用性，降低了控制成本。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例装置可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的装置。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法，所述机械周期性负载包括电机、坐标转换器，分别与所述电机和坐标转换器连接的逆变器和电流采样单元，其特征在于，所述方法包括：

控制所述电机以预设给定速度运转，向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，以供所述坐标转换器将所述d轴参考电流和q轴参考电流进行坐标转换以生成输往所述逆变器的三相参考电流；

控制所述电流采样单元以预设采样频率采集所述电机的三相工作电流，并控制所述坐标转换器将采集的三相工作电流进行坐标转换以生成d轴工作电流和q轴工作电流；

将预设采样点数的所述q轴工作电流进行时域至频域转换，以生成频域信号；

获取所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率；

根据所述频率及所述预设给定速度，计算出所述电机的磁极对数。

2.如权利要求1所述的识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法，其特征在于，所述获取所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率的步骤包括：

选取所述频域信号中预设数量的谐波系数；

对选取的所述谐波系数的幅值进行比较，以获取所述谐波系数中幅值最大的谐波系数；

根据所述预设采样频率、预设采样点数及谐波系数计算所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率。

3.如权利要求2所述的识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法，其特征在于，所述根据所述预设采样频率、预设采样点数及谐波系数计算所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率包括：

根据第一预设公式H_max＝(F/D)*L计算所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率；其中，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，F代表所述q轴工作电流的预设采样频率，D代表所述预设采样点数，L代表谐波系数。

4.如权利要求3所述的识别机械周期性负载的电机磁极对数的方法，其特征在于，所述根据所述频率及所述预设给定速度，计算出所述电机的磁极对数包括：

根据预设公式N_P＝2*ω_e/H_max进行计算，并将计算结果向高位取整；其中，N_P代表磁极对数，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，ω_e代表给定速度。

5.一种识别机械周期性负载的电机磁极对数的装置，所述机械周期性负载包括电机，坐标转换器，分别与所述电机和坐标转换器连接的逆变器和电流采样单元，其特征在于，所述装置包括：

控制模块，用于控制所述电机以预设给定速度运转，向所述坐标转换器发送电流值为零的d轴参考电流，及预设电流值的q轴参考电流，以供所述坐标转换器将所述d轴参考电流和q轴参考电流进行坐标转换以生成输往所述逆变器的三相参考电流；还用于控制所述电流采样单元以预设采样频率采集所述电机的三相工作电流，并控制所述坐标转换器将采集的三相工作电流进行坐标转换以生成d轴工作电流和q轴工作电流；

频域转换模块，用于将预设采样点数的所述q轴工作电流进行时域至频域转换，以生成频域信号；

频率获取模块，用于获取所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率；

磁极对数获取模块，用于根据所述频率及所述预设给定速度，计算出所述电机的磁极对数。

6.如权利要求5所述的识别机械周期性负载的电机磁极对数的装置，其特征在于，所述频率获取模块包括：

选取单元，用于选取所述频域信号中预设数量的谐波系数；

比较单元，用于对选取的所述谐波系数的幅值进行比较，以获取所述谐波系数中幅值最大的谐波系数；

计算单元，用于根据所述预设采样频率、预设采样点数及谐波系数计算所述频域信号中幅值最大的谐波系数的频率。

7.如权利要求6所述的识别机械周期性负载的电机磁极对数的装置，其特征在于，所述计算单元用于根据第一预设公式H_max＝(F/D)*L计算所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率；其中，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，F代表所述q轴工作电流的预设采样频率，D代表所述预设采样点数，L代表谐波系数。

8.如权利要求7所述的识别机械周期性负载的电机磁极对数的装置，其特征在于，所述磁极对数获取模块包括：

根据预设公式N_P＝2*ω_e/H_max进行计算，并将计算结果向高位取整；其中，N_P代表磁极对数，H_max代表选取的所述谐波系数中幅值最大的谐波系数的频率，ω_e代表所述给定速度。