本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法，特別是一種發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、發(fā)電機(jī)電刷的電流大小受到兩個因素的影響。其一是電刷與集電環(huán)的接觸面積，其二是電刷的卡簧壓力。電刷與集電環(huán)之間如果接觸緊密雖然能夠提高電流傳輸?shù)男Ч?，但也會?dǎo)致電刷磨損加劇，可能會導(dǎo)致電阻增大，從而導(dǎo)致溫度升高。當(dāng)卡簧壓力不夠時，導(dǎo)致接觸不良，電阻增大，溫度升高；當(dāng)卡簧的壓力過大時，會導(dǎo)致電刷磨損加劇，產(chǎn)生過多熱量；即卡簧的壓力不足或過大時，均會產(chǎn)生過多熱量。

2、因此，本發(fā)明需要設(shè)計一種發(fā)電機(jī)電刷電流的監(jiān)測方法及系統(tǒng)，能夠及時調(diào)整卡簧的壓力，確保電刷與集電環(huán)之間處于最佳接觸狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明提供了一種發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法及系統(tǒng)，用于解決目前無法根據(jù)電刷和卡簧之間的溫度進(jìn)行對卡簧壓力的自動調(diào)節(jié)，導(dǎo)致電刷與集電環(huán)之間的接觸效果不佳的技術(shù)問題。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

4、第一方面，本發(fā)明提供了一種一種發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法，包括：采集電刷與卡簧處的溫度實際數(shù)據(jù)以及電刷的電流數(shù)據(jù)；依據(jù)所述溫度實際數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)模型；依據(jù)所述數(shù)據(jù)模型計算出溫度預(yù)測數(shù)據(jù)；通過比例-積分-微分控制算法對采集的溫度實際數(shù)據(jù)和計算出的溫度預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行運算；通過所述比例-積分-微分控制算法的運算結(jié)果自動調(diào)整卡簧壓力。

5、作為本發(fā)明所述發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法的一種優(yōu)選方案，其中：采集多組溫度實際數(shù)據(jù)和電刷的電流數(shù)據(jù)，并建立線性回歸方程模型，表示為：

6、y＝mx+b

7、其中，y是溫度預(yù)測數(shù)據(jù)，x是電流數(shù)據(jù)，m是斜率，b是截距。

8、作為本發(fā)明所述發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法的一種優(yōu)選方案，其中：使用最小二乘法計算出m和b，表示為：

9、

10、其中，n是數(shù)據(jù)點的集合，σxy是所有數(shù)據(jù)點的溫度實際數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的乘積之和，σx是所有電流數(shù)據(jù)之和，σy是所有溫度實際數(shù)據(jù)之和，∑x2是所有電流數(shù)據(jù)的平方和；

11、得溫度實際數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)的線性回歸回歸方程模型表示為：

12、y＝2.84x+21.3

13、其中，y是溫度預(yù)測數(shù)據(jù)，x是電流數(shù)據(jù)。

14、作為本發(fā)明所述發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法的一種優(yōu)選方案，其中：，所述比例-積分-微分控制算法表示為：

15、

16、若u(t)為正值，則增加卡簧壓力；若u(t)為負(fù)值，則減小卡簧壓力；

17、其中，u(t)是卡簧壓力的調(diào)整量，e(t)為溫度預(yù)測數(shù)據(jù)和溫度實際數(shù)據(jù)的差值，kp為比例增益，ki是積分增益，kd是微分增益。

18、作為本發(fā)明所述發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法的一種優(yōu)選方案，其中：確定臨界比例增益ku和振蕩周期pu的具體數(shù)值，使用ziegler-nichols計算kp、ki和kd，表示為：

19、kp＝0.6ku

20、

21、設(shè)定ki和kd為0，且kp為大于0的正整數(shù)；

22、逐步增大kp，直至系統(tǒng)輸出開始出現(xiàn)持續(xù)的振蕩，此時kp為臨界比例增益ku；

23、當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到臨界穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)振蕩時，記錄振蕩周期pu，其中pu為兩個連續(xù)峰值之間的時間間隔。

24、作為本發(fā)明所述發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述臨界比例增益ku為10，振蕩周期pu為5秒，比例增益kp則為6，積分增益ki則為2.4，微分增益kd則為3.75；

25、所述比例-積分-微分控制算法表示為：

26、

27、通過溫度預(yù)測數(shù)據(jù)和溫度實際數(shù)據(jù)的差值得出卡簧壓力的調(diào)整量；

28、根據(jù)所述調(diào)整量對卡簧壓力進(jìn)行自動調(diào)整。

29、作為本發(fā)明所述發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法的一種優(yōu)選方案，其中：根據(jù)調(diào)整量對卡簧壓力進(jìn)行自動調(diào)整，表示為：

30、

31、u(t)為卡簧壓力的調(diào)整量，最大信號是執(zhí)行器可以接受的最大輸入。

32、第二方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測系統(tǒng)，包括：采集模塊，用于采集電刷與卡簧處的溫度實際數(shù)據(jù)以及電刷的電流數(shù)據(jù)；控制模塊，用于通過比例-積分-微分控制算法對采集的溫度實際數(shù)據(jù)和計算出的溫度預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行運算，通過所述比例-積分-微分控制算法的運算結(jié)果得出需要對電動機(jī)施加的電壓；驅(qū)動模塊，通過調(diào)節(jié)對所述電動機(jī)施加的電壓并控制所述卡簧的壓力。

33、第三方面，本發(fā)明提供了一種電子設(shè)備，包括：存儲器和處理器；所述存儲器用于存儲計算機(jī)可執(zhí)行指令，所述處理器用于執(zhí)行所述計算機(jī)可執(zhí)行指令，該計算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法的步驟。

34、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，包括：其存儲有計算機(jī)可執(zhí)行指令，該計算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法的步驟。

35、本發(fā)明有益效果為：本發(fā)明通過對采集的溫度實際數(shù)據(jù)和計算出的溫度預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行運算，并根據(jù)運算結(jié)果自動調(diào)整卡簧壓力，使得電刷與集電環(huán)之間為最佳接觸狀態(tài)。

技術(shù)特征：

1.一種發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法，其特征在于，采集多組溫度實際數(shù)據(jù)和電刷的電流數(shù)據(jù)，并建立線性回歸方程模型，表示為：

3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法，其特征在于，使用最小二乘法計算出m和b，表示為：

4.如權(quán)利要求1或3所述的發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法，其特征在于，所述比例-積分-微分控制算法表示為：

5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法，其特征在于，

6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法，其特征在于，所述臨界比例增益ku為10，振蕩周期pu為5秒，比例增益kp則為6，積分增益ki則為2.4，微分增益kd則為3.75；

7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法，其特征在于，根據(jù)調(diào)整量對卡簧壓力進(jìn)行自動調(diào)整，表示為：

8.一種發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

10.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，其存儲有計算機(jī)可執(zhí)行指令，該計算機(jī)可執(zhí)行指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權(quán)利要求1至7任意一項所述發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法及操縱方法，屬于發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法技術(shù)領(lǐng)域，其中發(fā)電機(jī)電刷電流監(jiān)測方法包括采集電刷與卡簧處的溫度實際數(shù)據(jù)以及電刷的電流數(shù)據(jù)；依據(jù)所述溫度實際數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)模型；依據(jù)所述數(shù)據(jù)模型計算出溫度預(yù)測數(shù)據(jù)；通過比例?積分?微分控制算法對采集的溫度實際數(shù)據(jù)和計算出的溫度預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行運算；通過所述比例?積分?微分控制算法的運算結(jié)果自動調(diào)整卡簧壓力。本發(fā)明通過對采集的溫度實際數(shù)據(jù)和計算出的溫度預(yù)測數(shù)據(jù)進(jìn)行運算，并根據(jù)運算結(jié)果自動調(diào)整卡簧壓力，使得電刷與集電環(huán)之間為最佳接觸狀態(tài)。

技術(shù)研發(fā)人員：付立國,曹宇,趙振羽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華能牙克石發(fā)電有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10