一种电缆分布参数的确定方法、装置及变频器与流程

本发明涉及分布参数确定领域，特别是涉及一种电缆分布参数的确定方法、装置及变频器。

背景技术：

1、在变频调速系统中，若变频器的安装位置与电动机的安装位置之间的距离过远，当变频器给电动机发送脉冲信号时，电动机处将产生电压反射现象，使得电动机处产生过电压和高频阻尼振荡等现象，容易导致电动机损伤甚至烧毁。为了保护电动机，需要确定变频器与电动机之间的电缆的分布电感、分布电容和分布电阻这三个分布参数，根据分布参数建立电缆模型，通过仿真的方法分析电动机处产生的过电压和高频阻尼振荡等现象的严重程度，基于严重程度决定相关的滤波器配置策略，通过电缆中配置若干个滤波器以抑制过电压和高频阻尼振荡等现象，实现保护电动机的目的。

2、在现有技术中，通常是利用lcr(inductance、capacitance、resistance，电感、电容、电阻)分析仪对电缆进行测量以得到电缆的分布参数，但是，由于实际应用场景中通常没有配备lcr分析仪，且lcr分析仪的经济成本较高，不利于有效且低成本地确定电缆分布参数。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电缆分布参数的确定方法、装置及变频器，不需要利用lcr分析仪也可以准确地确定得到电缆的分布参数，降低了经济成本和提高了确定效率。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种电缆分布参数的确定方法，其特征在于，应用于变频器中的处理器，所述变频器的输出正极与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端连接电缆中第一线路的一端，所述第一线路的另一端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述电缆中的第二线路的一端连接，所述第二线路的另一端与所述变频器的输出负极连接，所述电缆分布参数的确定方法包括：

3、获取所述变频器输出的脉冲信号未经过所述第一线路时的所述第一电阻与所述第一线路之间的特征电压；

4、根据所述脉冲信号的脉冲电压、所述特征电压和所述第一电阻的阻值，确定所述电缆的特征阻抗；

5、根据所述特征阻抗、所述脉冲信号经过所述第一线路所需要的时间以及所述电缆的长度，确定所述电缆的分布电感和分布电容；

6、在所述脉冲信号经过所述第二线路后，所述变频器处于稳态工作时，获取所述第一电阻处的脉冲电流、所述第一电阻与所述第一线路之间的第一电压以及所述第二电阻处的第二电压；

7、根据所述第一电压、所述第二电压、所述脉冲电流和所述电缆的长度，确定所述电缆的分布电阻。

8、一方面，获取所述变频器输出的脉冲信号未经过所述第一线路时的所述第一电阻与所述第一线路之间的特征电压，包括：

9、在所述脉冲信号未经过所述第一线路时，获取所述第一电阻与所述第一线路之间的所述脉冲信号的振荡稳定后的电压作为所述特征电压。

10、一方面，根据所述脉冲信号的脉冲电压、所述特征电压和所述第一电阻的阻值，确定所述电缆的特征阻抗，包括：

11、根据以下公式确定所述电缆的特征阻抗：

12、

13、其中，zcable为所述特征阻抗，rvaristor为所述第一电阻的阻值，vpulse为所述脉冲电压，vt为所述特征电压。

14、一方面，所述第一电阻为变阻器；其中，所述变阻器的阻值范围与所述电缆的特征阻抗的阻值范围一致。

15、一方面，根据所述脉冲信号的脉冲电压、所述特征电压和所述第一电阻的阻值，确定所述电缆的特征阻抗，包括：

16、通过调整所述变阻器的阻值，当所述脉冲信号的脉冲电压的数值与所述特征电压的数值相同时，将所述变阻器的阻值作为所述电缆的特征阻抗。

17、一方面，根据所述特征阻抗、所述脉冲信号经过所述第一线路所需要的时间以及所述电缆的长度，确定所述电缆的分布电感和分布电容，包括：

18、根据以下公式确定所述电缆的分布电感和分布电容：

19、

20、其中，zcable为所述特征阻抗，lcable为所述分布电感，ccable为所述分布电容，lcable为所述电缆的长度，τ为所述脉冲信号经过所述第一线路所需要的时间。

21、一方面，在根据所述特征阻抗、所述脉冲信号经过所述第一线路所需要的时间以及所述电缆的长度，确定所述电缆的分布电感和分布电容之后，还包括：

22、判断所述第一电压与所述第二电压之间的电压差值在预设时长内是否均处于预设差值范围内；

23、若在，则判定所述变频器处于稳态工作，进入获取所述第一电阻处的脉冲电流、所述第一电阻与所述第一线路之间的第一电压以及所述第二电阻处的第二电压的步骤；

24、若不在，则判定所述变频器未处于稳态工作。

25、一方面，根据所述第一电压、所述第二电压、所述脉冲电流和所述电缆的长度，确定所述电缆的分布电阻，包括：

26、将所述第一电压的数值减去所述第二电压的数值的差值绝对值作为所述电缆的分布电压的数值；

27、基于以下公式计算所述电缆的分布电阻：

28、

29、其中，rcable为所述电缆的分布电阻，vcable为所述电缆的损失电压，lcabl为所述电缆的长度，i为所述脉冲电流。

30、本申请还提供一种电缆分布参数的确定装置，包括：

31、存储器，用于存储计算机程序；

32、处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述的电缆分布参数的确定方法的步骤。

33、本申请还提供一种变频器，其特征在于，包括变频器本体，还包括如上述的电缆分布参数的确定装置；

34、所述变频器本体与所述电缆分布参数的确定装置连接。

35、本申请的有益效果在于，变频器的输出正极与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端连接电缆中第一线路的一端连接，第一线路的另一端与第二电阻的一端连接，第二电阻的另一端与电缆中的第二线路的一端连接，第二线路的另一端与变频器的输出负极连接。首先获取变频器输出的脉冲信号未经过第一线路时的第一电阻与第一线路之间的特征电压，根据脉冲信号的脉冲电压、特征电压和第一电阻的阻值，确定电缆的特征阻抗，根据特征阻抗、脉冲信号经过第一线路所需要的时间以及电缆的长度，确定电缆的分布电感和分布电容，在脉冲信号经过第二线路后，变频器处于稳态工作时，获取第一电阻处的脉冲电流、第一电阻与第一线路之间的第一电压以及第二电阻处的第二电压，根据第一电压、第二电压、脉冲电流和电缆的长度，确定电缆的分布电阻。通过采集电压和电流，基于阻抗匹配的原理来确定电缆的分布参数的方式，不需要利用lcr分析仪也可以确定得到电缆的分布参数，还降低了经济成本和提高了确定效率。

技术特征：

1.一种电缆分布参数的确定方法，其特征在于，应用于变频器中的处理器，所述变频器的输出正极与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端连接电缆中第一线路的一端，所述第一线路的另一端与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述电缆中的第二线路的一端连接，所述第二线路的另一端与所述变频器的输出负极连接，所述电缆分布参数的确定方法包括：

2.如权利要求1所述的电缆分布参数的确定方法，其特征在于，获取所述变频器输出的脉冲信号未经过所述第一线路时的所述第一电阻与所述第一线路之间的特征电压，包括：

3.如权利要求1所述的电缆分布参数的确定方法，其特征在于，根据所述脉冲信号的脉冲电压、所述特征电压和所述第一电阻的阻值，确定所述电缆的特征阻抗，包括：

4.如权利要求1所述的电缆分布参数的确定方法，其特征在于，所述第一电阻为变阻器；其中，所述变阻器的阻值范围与所述电缆的特征阻抗的阻值范围一致。

5.如权利要求4所述的电缆分布参数的确定方法，其特征在于，根据所述脉冲信号的脉冲电压、所述特征电压和所述第一电阻的阻值，确定所述电缆的特征阻抗，包括：

6.如权利要求1所述的电缆分布参数的确定方法，其特征在于，根据所述特征阻抗、所述脉冲信号经过所述第一线路所需要的时间以及所述电缆的长度，确定所述电缆的分布电感和分布电容，包括：

7.如权利要求1所述的电缆分布参数的确定方法，其特征在于，在根据所述特征阻抗、所述脉冲信号经过所述第一线路所需要的时间以及所述电缆的长度，确定所述电缆的分布电感和分布电容之后，还包括：

8.如权利要求1至7任一项所述的电缆分布参数的确定方法，其特征在于，根据所述第一电压、所述第二电压、所述脉冲电流和所述电缆的长度，确定所述电缆的分布电阻，包括：

9.一种电缆分布参数的确定装置，其特征在于，包括：

10.一种变频器，其特征在于，包括变频器本体，还包括如权利要求9所述的电缆分布参数的确定装置；

技术总结
本发明公开了一种电缆分布参数的确定方法、装置及变频器，涉及分布参数确定领域，变频器、第一电阻、电缆和第二电阻依次连接。首先通过获取脉冲信号未经过电缆时的第一电阻与电缆之间的特征电压，根据脉冲信号电压、特征电压和第一电阻确定电缆的特征阻抗；再根据特征阻抗、脉冲信号经过电缆的时间和电缆长度确定电缆的分布电感和分布电容；当变频器处于稳态工作后，根据脉冲电流、第一电阻与电缆之间的电压、第二电阻处的电压和电缆长度确定电缆的分布电阻，最终得到电缆的三个分布参数。基于阻抗匹配原理的方式，不需要利用LCR分析仪也可以准确地确定得到电缆的分布参数，降低了经济成本和提高了确定效率。

技术研发人员：林华辉,耿程飞,闫兆彬
受保护的技术使用者：深圳市英威腾电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15