CN118260993A - 温度场监测方法、系统、计算机设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电机技术领域，公开了一种温度场监测方法、系统、计算机设备及存储介质，本发明通过获取永磁同步电机的运行状态参数；基于运行状态参数，确定永磁同步电机的热源；采用数字孪生方式，根据热源对永磁同步电机的温度场进行在线模拟监测，生成温度场监测数据。本发明解决了现有永磁同步电机温度场仿真过程复杂，效率低，且仿真结果与真实环境不贴合的问题；实现了在电机运行过程中可以根据参数变化实时调整仿真模型精度的效果。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及温度场监测方法、系统、计算机设备及存储介质。
背景技术
永磁同步电动机具有结构简单、功率密度大、效率高、控制精度高等优点被广泛的应用于轨道交通、工业机器人等领域。但随着人们对永磁同步电机的性能要求越来越高，致使电机在运行过程中发热量增加，从而引发永磁体永久性退磁、绕组绝缘失效、轴承的润滑性与强度降低等问题，为此在电机的研发及使用过程中有必要对电机的温度场情况进行检测、在线显示与标定，可极大的提高电机的使用寿命与效率。
相关技术的永磁同步电机温度场仿真方法一般是通过有限元方法和系统建模等方法进行电机温度的仿真分析，使用此类方法前的处理工作繁杂，仿真效率低，基于电机数学模型的系统建模方法虽然可以用于在线仿真，但一般适用于理想环境下的研究，无法得到贴合真实环境的仿真结果。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种永磁同步电机的温度场监测方法，以解决现有永磁同步电机温度场仿真过程复杂，效率低，且仿真结果与真实环境不贴合的问题。
第一方面，本发明提供了一种永磁同步电机的温度场监测方法，方法包括：
获取永磁同步电机的运行状态参数；
基于运行状态参数，确定永磁同步电机的热源；
采用数字孪生方式，根据所述热源对所述永磁同步电机的温度场进行在线模拟监测，生成温度场监测数据。
本发明实施例提供的永磁同步电机的温度场监测方法，检测当前永磁同步电机的运行状态参数，可以准确捕捉永磁电机此刻的运行状态物理量，以充分获取永磁同步电机当前的损耗值。根据永磁同步电机的运行状态参数确定永磁同步电机的热源，能够实现损耗值和热源之间的数据转化，以便于采用数字孪生的方式对永磁同步电机的温度场进行在线监测，生成温度场监测数据，从而根据温度场监测数据对当前永磁同步电机温度场的温度进行实时显示，避免了因为电机温度场温度过高或者过低影响永磁体性能的问题。
在本申请一个可选的实施方式中，基于运行状态参数，确定永磁同步电机的热源，包括：
获取永磁同步电机的运行属性参数；
基于运行状态参数和运行属性参数，确定永磁同步电机的各个部件在运行过程中产生的运行损耗；
将各个运行损耗转换为永磁同步电机的热源。
本发明实施例提供的方法，通过获取永磁同步电机的运行属性参数，可以及时获知永磁同步电机的各个部分的状态。通过获取到的运行属性参数以及采集到的运行状态参数，可以为后续永磁同步电机各个部件计算运行损耗提供数据基础和依据。通过计算得到的电机各个部件的运行损耗以及损耗和热源之间的固定转换公式，可以通过计算得出永磁同步电机各个部件在工作工程中产生的热量情况，方便之后对永磁同步电机的温度场进行在线监测，以及便于生成温度场监测数据。
在一个可选的实施方式中，将各个运行损耗转换为永磁同步电机的热源，包括：
获取各个部件对应的体积；
基于各个部件对应的运行损耗与各个部件对应的体积之间的比值，确定永磁同步电机的热源。
本发明实施例提供的方法，通过检测永磁同步电机各个部件对应的体积参数，可以为同步电机各个部件热源的计算提供数据支撑，原因在于运行损耗与热源切换所用到的固定公式中，需要得到对应部件的体积；通过电机各个部件对应的体积与对应运行损耗之间的除法运算，得到永磁同步电机的热源，以此可以及时了解电机在工作过程中各个部件产生的热量情况，方便之后对永磁同步电机进行热量进行检测以及温度场模拟。
在一个可选的实施方式中，采用数字孪生方式，根据热源对永磁同步电机的温度场进行在线模拟监测，生成温度场监测数据，包括：
获取永磁同步电机的运行温度数据；
基于数字孪生方式以及热源对永磁同步电机的温度场进行模拟，得到永磁同步电机的温度场模拟数据；
采用数字孪生方式，根据运行温度数据对温度场模拟数据进行在线标定，生成温度标定数据；
基于温度标定数据对永磁同步电机的温度场数据进行监测，得到温度场监测数据。
本发明实施例提供的方法，通过数字孪生方式以及热源对永磁同步电机的温度场进行模拟，提升了温度场的仿真模拟速度，从而提高了温度场模拟数据的生成效率，降低了工程在线应用的难度。同时，结合数字孪生方式，采用永磁同步电机的运行温度数据对温度场模拟数据进行在线标定，以生成温度标定数据，实现了在电机运行过程中可以根据参数变化实时调整温度场模拟数据的效果，既保证了温度场模拟数据的仿真计算速度也提高了温度场模拟数据的模拟精度。另外，基于温度标定数据对永磁同步电机的温度场数据进行监测，得到温度场监测数据，实现了在电机运行过程中对电机温度分布情况直观的显示，便于了解当前电机永磁体的具体情况。
在一个可选的实施方式中，基于数字孪生方式以及热源对永磁同步电机的温度场进行模拟，得到永磁同步电机的温度场模拟数据，包括：
采用有限元分析方式生成热源对应的温度数据集；
采用预设分解方法对温度数据集进行分解，得到数据集分解结果；
从数据集分解结果中提取关键温度场数据；
利用数字孪生方式以及关键温度场数据对永磁同步电机的温度场进行模拟，生成温度场模拟数据。
本发明实施例提供的方法，通过有限元分析方式生成热源对应的温度数据集，并通过预设分解方法对温度数据集进行分解，实现了对温度数据集的处理、分解过程，提高了计算速率，便于关键温度场数据的提取操作；利用数字孪生方式以及关键温度场数据对永磁同步电机的温度场进行模拟，实现了对温度场的模拟过程，简化了电机温度场的建立流程，并且为温度场模拟数据的标定过程提供了数据支撑进而便于更新相关温度场关键参数，便于得到准确的温度场监测数据。
在一个可选的实施方式中，在获取永磁同步电机的运行状态参数之前，包括：
获取永磁同步电机的初始运行参数；
对初始运行参数进行预处理，生成预处理运行参数；
基于数字孪生方式对预处理运行参数进行格式转换，得到目标格式的运行状态参数。
本发明实施例提供的方法，通过获取永磁同步电机的初始运行参数，可以实现对于电机源数据的检出，同时根据源数据也可以直观的了解当前永磁同步电机的运行状态。用过对初始运行参数的预处理，可以完成对其的分解过程，剔除非关键参数，得到后续需要的关键参数，简化了参数处理的流程，为之后的格式转换提供了依据。通过数字孪生方式进行预处理运行参数的格式转换，保证了预处理后的运行状态参数满足对应的格式要求，为之后进行的运行损耗计算和热源计算提供了数据支撑。
第二方面，本发明提供了一种永磁同步电机的温度场监测系统，包括：
永磁同步电机；
数据采集单元，与永磁同步电机连接，用于采集永磁同步电机在运行过程所产生的初始运行参数；
数据转发单元，与数据采集单元连接，用于接收数据采集单元转发的初始运行参数，并对初始运行参数进行数据处理以生成运行状态参数；
数字孪生单元，与数据转发单元连接，用于接收数据转发单元转发的运行状态参数，并基于数字孪生方式对运行状态参数进行数据处理，得到温度场标定数据；
电机温度场监测单元，与数字孪生单元连接，用于根据温度场标定数据对永磁同步电机的温度场信息进行在线监测和在线更新。
本发明实施例提供的系统，数据采集单元和数据转发单元检测当前永磁同步电机的运行状态参数，可以准确捕捉到永磁电机此刻的运行状态物理量，并且可以充分获取永磁同步电机当前的损耗值。数字孪生单元可以计算永磁同步电机的热源和生成温度标定数据，实现了损耗值和热源之间的数据转化以及温度标定数据的生成，便于结合标定数据对永磁同步电机的温度场进行精准监测。通过电机温度场监测单元利用数字孪生单元得出的标定数据更新温度场的关键参数，并利用更新后的关键参数实现了对温度场的实时监测和显示，避免了因为电机温度场温度过高或者过低影响永磁体性能的问题。
在一个可选的实施方式中，该系统还包括：
电源模块，用于为永磁同步电机供电；
控制模块，用于对永磁同步电机的运行参数进行控制；
负载模块，用于在永磁同步电机的运转过程中施加负载，得到永磁同步电机在不同场景下的运行状态参数；
本实施例提供的方法，电源模块可以实现对于整个系统以及永磁同步电机的供电；控制模块通过对永磁同步电机的运行参数进行控制，能够保证永磁同步电机运行过程中的稳定性；负载模块通过在永磁同步电机的运转过程中施加负载，得到永磁同步电机在不同场景下的运行状态参数，为获取运行状态参数提供了对应的硬件基础。
在一个可选的实施方式中，数据采集单元包括：
传感器，用于对永磁同步电机运行过程中的物理状态信号进行采集；
数采设备，与传感器连接，用于获取传感器所采集到的物理状态信号；
上位机，与数采设备连接，用于获取数采设备发送的物理状态信号，对物理状态信号进行编码处理，得到初始运行参数，并将初始运行参数发送至数据转发单元。
在一个可选的实施方式中，数据转发单元包括：
数据接收单元，与上位机连接，用于接收上位机传输的初始运行参数，并对初始运行参数进行解码，得到解码后的运行参数；
数据提取单元，与数据接收单元连接，用于从解码后的运行参数中提取目标运行数据；
数据转发单元，与数据提取单元连接，用于对目标运行数据进行打包处理，得到永磁同步电机对应的运行状态参数，并将运行状态参数转发至数字孪生单元进行永磁同步电机的温度场数据模拟。
在一个可选的实施方式中，数字孪生单元包括：
数据通讯模块，与数据转发单元连接，用于接收数据转发单元转发的永磁同步电机的运行状态参数；
电机本体降阶模块，与数据通讯模块连接，用于根据永磁同步电机的运行属性参数与运行状态参数，确定永磁同步电机在运行过程中产生的运行损耗；
电机热源计算模块，与电机本体降阶模块连接，用于将各个运行损耗转换为永磁同步电机的热源；
电机温度场降阶模块，与电机热源计算模块连接，用于基于热源对永磁同步电机的温度场进行模拟，得到永磁同步电机的温度场模拟数据；
电机温度场标定模块，与电机温度场降阶模块连接，用于采用运行温度数据对温度场模拟数据进行在线标定，生成温度标定数据。
第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的永磁同步电机的温度场监测方法。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的永磁同步电机的温度场监测方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的永磁同步电机的温度场监测方法的流程示意图；
图2是根据本发明实施例的数字孪生模型的结构示意图；
图3是根据本发明实施例的温度场生成模型训练过程的示意图；
图4是根据本发明实施例的电机温度场标定过程的示意图；
图5是根据本发明实施例的永磁同步电机的温度场监测系统的结构示意图；
图6是本发明实施例的计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明实施例，提供了一种永磁同步电机的温度场监测方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
在本实施例中提供了一种永磁同步电机的温度场监测方法，用于图5所示的永磁同步电机的温度场监测系统。永磁同步电机的温度场监测系统包括：数据采集单元、数据转发单元、数字孪生单元、电机温度场监测单元。其中，数据采集单元包括：传感器、数采设备、上位机。数据转发单元包括：数据接收单元、数据提取单元、数据转发单元。数字孪生单元包括：数据通讯模块、电机本体降阶模块、电机热源计算模块、电机温度场降阶模块、电机温度场标定模块。
图1是根据本发明实施例的永磁同步电机的温度场监测方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
步骤S11，获取永磁同步电机的运行状态参数。
永磁同步电机的运行状态参数用于表征永磁同步电机在运行过程中所产生的状态参数物理量，具体可以包括电压、电流、电感、磁通量、电机转速等。在永磁同步电机启动运行后，通过温度场监测系统中的数据采集单元对永磁同步电机的运行参数进行采集和预处理，继而通过数据转发单元转发至数字孪生单元，以使数字孪生单元从中筛选出用于进行温度场监测的运行状态参数。
步骤S12，基于运行状态参数，确定永磁同步电机的热源。
永磁同步电机的热源表征永磁同步电机在运行过程中各个部件因运行损耗产生的热源。具体地，结合永磁同步电机的运行状态参数以及永磁同步电机本身所具有的运行属性，可以确定永磁同步电机各个部件在运行过程中产生的运行损耗，继而根据运行损耗与热源之间的关系，可以确定永磁同步电机的热源。
步骤S13，采用数字孪生方式，根据热源对永磁同步电机的温度场进行在线模拟监测，生成温度场监测数据。
利用数字孪生技术，构建一个与永磁同步电机对应的数字孪生模型，通过该数字孪生模型来实时接收来自实际电机的运行数据，并基于热源对温度场进行模拟，以实现在数字环境中模拟、监测和优化永磁同步电机的行为。
在一个具体的实施方式中，利用数字孪生技术构建与永磁同步电机对应的数字孪生模型的步骤可以包括：
步骤A，收集永磁同步电机的相关数据，包括电机的结构参数、材料特性、控制策略等。这些相关数据可以通过实验测量、文献调研或模型验证等方式获取，此处不作具体限定。
步骤B，根据收集到的相关数据，基于电机的物理原理和相关理论建立永磁同步电机的数字孪生模型。例如，采用永磁同步电机的电路模型、磁路模型、动态方程模型等实现物理模型的构建，本领域技术人员可以根据具体需求选择不同的建模方法。
步骤C，通过实验或优化算法对永磁同步电机的数字孪生模型中的参数进行辨识。其中，用于辨识的参数是根据永磁同步电机的实际运行情况确定的，以用于准确地描述永磁同步电机的行为。
步骤D，基于建立的数字孪生模型和上述辨识确定出的参数，使用数值方法(例如数值计算软件、仿真工具等)求解数字孪生模型，以获得永磁同步电机的动态响应。
步骤E，通过使用卡尔曼滤波、扩展卡尔曼滤波等数据融合技术，将永磁同步电机实际运行时的传感器数据与数字孪生模型的输出进行融合，提高数字孪生模型的准确性和可靠性。将数字孪生模型的输出与实际电机运行数据进行比较和验证，以验证数字孪生模型的准确性。如果两者之间存在差异，则计算两者之间的损失函数，通过损失函数来调整数字孪生模型的参数，以提高数字孪生模型的精度。
通过构建得到的数字孪生模型，根据热力学原理和传热规律，在数字环境中对永磁同步电机进行仿真、监测等操作，计算出电机内部的温度分布、温升情况和温度梯度等详细参数。继而，将实际测量的温度数据与数字孪生模型所输出的模拟数据进行对比，利用实际温度数据对模拟的温度场数据进行在线修正和标定，即根据实际运行数据对模型参数进行校准，以使模拟的温度场数据与实际数据相匹配。其中，实际测量的温度数据可以通过安装温度传感器和实时监测系统来实现。经过在线标定后的温度场数据被视为温度场监测数据进行显示，用于实时监测电机的温度状态，及时发现异常温度和潜在的热问题。
本实施例提供的永磁同步电机的温度场监测方法，通过数字孪生技术，在实际电机运行的同时，在数字环境中模拟并监测其温度场变化，使监测过程更加迅速且实时，而且由于数字孪生模型的精确性，监测数据也更为准确。通过模拟不同工况下的温度场分布，可以优化电机的设计、控制策略等，以改善电机的性能和效率。实时监测电机温度场的变化，可以及时发现异常温度，进行预警，从而避免因过热而导致设备损坏或性能下降。通过数字孪生技术获得的大量温度场数据可以为数据驱动的决策提供支持，如基于数据的故障预测、性能优化等。数字孪生模型可以根据实际需求进行调整和优化，具有很高的灵活性。例如，可以调整模型参数、增加新的功能模块等，以适应不同的应用场景和需求。
在一个可选的实施方式中，上述步骤S12可以包括：
步骤A1，获取永磁同步电机的运行属性参数。
永磁同步电机的运行属性参数用于表征永磁同步电机在运行过程中的固有属性参数。具体地，永磁同步电机的运行属性参数可以包括：电机三相绕组相电压、电机三相绕组相电流、电机三相绕组电阻、电机三相绕组磁链、初始额定功率、额定转速、额定电压、额定电流、磁极数、最大转矩、空载电流、磁极磁通、功率因数等参数。
步骤A2，基于运行状态参数和运行属性参数，确定永磁同步电机的各个部件在运行过程中产生的运行损耗。
永磁同步电机的温度场监测系统中设置有数字孪生单元，在数字孪生单元中部署有数字孪生模型。数字孪生模型为永磁同步电机数字孪生对象，用于匹配永磁同步电机实物平台物理特征与数据特征进行电机模型仿真。采用数字孪生模型对永磁同步电机的运行状态参数进行处理，以得到永磁同步电机的热源。
具体的，如图2所示，数字孪生模型可以包括：数据通讯模块、电机本体降阶模块、电机热源计算模块。获取永磁同步电机的运行属性参数的过程可以包括：
首先，通过数据通讯模块接收运行状态参数，并对状态运行参数进行噪声滤波以及电机数据的优化，并将优化后的运行状态参数传递至电机本体降阶模块。
其次，电机本体降阶模块根据运行属性参数与运行状态参数，确定永磁同步电机在运行过程中产生的运行损耗，并将运行损耗传递至电机热源计算模块。具体的计算过程如下：
电压方程表述公式：
其中：U3s电机三相绕组相电压；R3s电机三相绕组相电流；i3s电机三相绕组电阻；ψ3s电机三相绕组磁链。
磁链方程表述公式：
ψ3s＝L3si3s+φf·F3s(θe)
其中：L3s电机三相绕组电感；φf电机磁通量；F3s(θe)与电机电角度相关的系数；θe电机的电角度；Lm3电机定子互感；LI3电机定子漏感。
转矩方程表述公式：
其中：Te电机运行过程中的电磁转矩；pn电机的极对数；θm电机机械角度。
机械运动方程表述公式：
其中：J电机的转动惯量；wm电机的机械角速度；TL电机负载转矩；B电机的阻尼系数。
永磁同步电机的运行损耗主要包括运行过程中所产生的损耗，例如铁损耗、铜损耗、机械损耗。由于磁场不断变化，永磁同步电机会因磁场的变化而产生与磁场相关的损耗，例如涡流损耗和磁滞损耗。由于永磁同步电机的电流会通过相应的电线(例如铜线)进行传输，从而会在电线上产生电阻而导致热量损失，产生与热量损失相关的损耗。而且，永磁同步电机的摩擦和机械运动也会产生相应的能量损耗。
结合运行属性参数、运行状态参数以及以上表达式可以分别计算永磁同步电机在运行过程中所产生的运行损耗。具体地，根据磁链方程表述公式和电机的额定功率和额定转速可以得到因磁场变化所产生的损耗；根据电机的额定功率和功率因数可以计算出电流，根据电机的电阻、电流、欧姆定律可以计算得到因电流传输所产生的损耗等。当然，此处还可以通过设置相应的损耗监测装置实现运行损耗的测量。
步骤A3，将各个运行损耗转换为永磁同步电机的热源。
如上文所述，运行损耗可以包括永磁同步电机各个部件的运行损耗，运行损耗用来表征在电机工作过程中各个部件产生的能源损耗、机械损耗等。
热源是根据永磁同步电机各个部件的运行损耗计算的热源，即用来表征在电机工作过程中各个部件产生的热量以及温度情况。此处可以通过热源与运行损耗之间的关系，实现运行损耗和热源之间的转换。
具体地，通过电机热源计算模块将各个运行损耗转换为永磁同步电机的热源，包括：获取各个部件对应的体积；基于各个部件对应的运行损耗与各个部件对应的体积之间的比值，确定永磁同步电机的热源。
数字孪生模型可以通过电机热源计算模块将电机本体降阶模块计算出来的运行损耗换算成电机对应部件的热源。其中，热源表达式为：
S'＝S/V
其中：S'比损耗为电机温度场降阶模型的输入，比损耗即为电机对应部件的热源；S为永磁同步电机的损耗；V为发热源体积。
本发明实施例提供的方法，通过获取永磁同步电机的运行属性参数，可以及时获知永磁同步电机的各个部分的状态和参数。通过获取到的运行属性参数以及采集到的运行转台参数，可以为后续永磁同步电机各个部件计算运行损耗提供数据基础和依据。通过计算得到的电机各个部件的运行损耗以及损耗和热源之间的固定转换公式，可以计算得出永磁同步电机各个部件在工作工程中产生的热量情况，方便之后对永磁同步电机的温度场进行在线监测，以及生成温度场监测数据。
在一个可选的实施方式中，上述步骤S13具体可以包括：
步骤B1，获取永磁同步电机的运行温度数据。
数据采集单元的传感器包含温度传感器，通过对温度传感器发送温度数据采集指令，可以接收温度传感器采集的永磁同步电机的实时运行温度数据。
步骤B2，基于数字孪生方式以及热源对永磁同步电机的温度场进行模拟，得到永磁同步电机的温度场模拟数据。
数字孪生方式为物理世界与虚拟世界之间的连接提供了一个框架。通过建立精准的数字模型来模拟永磁同步电机的运行状态和行为。用于实时接收来自实际电机的运行数据，并利用这些数据进行模拟和分析。关键温度场数据是指能够反映电机温度场核心特征和变化趋势的数据，具体可以包括最高温度、最低温度、平均温度等关键参数，用于准确反映电机内部各部件的温度分布和变化情况。关键温度场数据可以通过传感器采集或者通过其他测量方法获得，并实时传输到数字孪生模型中。数字孪生模型利用这些关键温度场数据对永磁同步电机的温度场进行模拟。模拟过程采用有限元分析(FEA)等数值分析方法进行计算。通过将这些关键温度场数据输入到数字孪生模型中，模型能够根据热力学原理和传热规律，对电机内部的温度分布进行详细的模拟和分析。经过模拟计算后，数字孪生模型会生成温度场模拟数据。这些数据包括电机内部的温度分布、温升情况以及温度梯度等详细信息。
在确定出永磁同步电机热源后，利用这些热源数据，数字孪生模型将对永磁同步电机的温度场进行模拟，这一过程需要采用预设的模拟方法对温度场进行仿真，结合仿真数据以及数字孪生模型确定温度场模拟数据。具体地，预设的模拟方法可以包括：有限元分析法、有限差分法、边界元法、离散元法、无限元法等，此处并不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际需求确定。
以有限元分析法为例，结合热源在永磁同步电机中所处的位置、功率等参数建立永磁同步电机的三维模型，并根据永磁同步电机的材料属性，确定相应材料的热导率数据。具体地，永磁同步电机主要包括铁芯、绕组和永磁体等材料，此处可以根据铁芯、绕组和永磁体等材料的材料属性，分别确定铁芯、绕组和永磁体所对应的热导率数据。
将永磁同步电机的三维模型进行网格划分，利用有限元分析方法，如ANSYS、COMSOL等，根据热导率数据以及热传导方程建立永磁同步电机的传热模型。继而，根据传热模型，利用有限元方法对永磁同步电机的温度场数据进行数值求解，得到永磁同步电机在不同位置的温度分布情况。通过温度分布情况确定永磁同步电机的温度场模拟数据。
需要说明的是，在模拟过程中，还需要考虑永磁同步电机的工作状态、冷却方式、边界条件等因素，以获得更精确的温度场模拟数据。
在一个具体的实施方式中，上述步骤B2可以包括：
步骤B21，采用有限元分析方式生成热源对应的温度数据集。
步骤B22，采用预设分解方法对温度数据集进行分解，得到数据集分解结果。
步骤B23，从数据集分解结果中提取关键温度场数据。
步骤B24，利用数字孪生方式以及关键温度场数据对永磁同步电机的温度场进行模拟，生成温度场模拟数据。温度数据集用于表征热源所处位置的热源分布数据。具体地，采用有限元分析方式对热源进行网格划分，以将热源离散为由有限个单元组成的有限元模型，从而结合有限元方法即可计算出热源样本对应的温度数据集。
预设分解方法可以是奇异值分解方法(singular value decomposition，SVD)，具体地，采用SVD算法将温度数据集的对应矩阵分解，得到温度数据集的分解结果，其中分解结果为奇异值、左奇异向量和右奇异向量的乘积。其中，SVD表述公式为：
M＝U∑V*
即：
其中，M是一个m×n阶矩阵，表征为有限元计算结果的集合；为每一组有限元的计算结果；Σ是半正定m×n阶对角矩阵；而V*，即V的共轭转置，是n×n阶酉矩阵；Σ对角线上的元素σi即为M的奇异值。
根据SVD算法的分解结果，选择前几个主要的奇异值和相应的奇异向量重构并提取关键温度场数据，并在数字孪生单元中的电机温度场降阶模块中，利用关键温度场数据对永磁同步电机的温度场进行模拟，生成温度场模拟数据。在数字孪生模型中，利用关键温度场数据对永磁同步电机的温度场进行模拟。通过数值分析方法，模型能够计算出电机内部的温度分布、温升情况和温度梯度等详细信息。经过模拟计算后，生成的温度场模拟数据反映了在不同运行状态下电机内部的温度分布情况。
上述实施方式中，通过有限元分析方式生成热源对应的温度数据集，并通过预设分解方法对温度数据集进行分解，实现了对温度数据集的处理、分解过程，提高了计算速率，便于关键温度场数据的提取操作；利用关键温度场数据对永磁同步电机的温度场进行模拟，实现了对温度场模拟的模拟过程，并且为温度场模拟数据的标定过程提供了数据支撑，进而便于更新相关温度场关键参数，得到准确的温度场监测数据。
在一个可选的实施方式中，在数字孪生单元的电机温度场降阶模块中部署有温度场生成模型，该温度场生成模型为基于有限元分析和奇异值分解方式所预先训练完成的神经网络模型。通过的该温度场生成模型可以根据热源生成温度模拟数据，并将温度场模拟数据传递至电机温度场标定模块，电机温度场标定模块则可以采用运行温度数据对温度场模拟数据进行在线标定，将标定后的温度场模拟数据作为温度标定数据。
具体地，基于热源对永磁同步电机的温度场进行模拟，得到永磁同步电机的温度场模拟数据的步骤通过完成训练的温度场生成模型实现；其中，如图3所示，温度场生成模型按照以下方式训练得到：
步骤B201，获取永磁同步电机的热源样本集合，其中，热源样本集合中包括永磁同步电机的多个热源样本。
步骤B202，针对热源样本集合中的任一热源样本，确定热源样本对应的温度场仿真数据。
步骤B203，采用有限元分析方式生成热源样本对应的温度数据集。
步骤B204，采用预设分解方法对温度数据集进行分解，从温度数据集中提取关键温度场数据样本。
步骤B205，利用温度场生成模型对关键温度场数据样本进行处理，以输出关键温度场数据样本对应的预测温度场模拟数据。
步骤B206，对比预测温度场模拟数据和温度场仿真数据，并基于对比结果生成误差信息，以通过误差信息对温度场生成模型进行校正。
热源样本集合为预先采集的针对于永磁同步电机的多个热源样本所构成的集合。温度仿真数据为热源样本实际所对应的仿真数据。在温度场生成模型训练过程中，采用有限元分析方式对热源样本进行有限元处理，得到针对于热源样本的温度数据集，继而采用预设分解方法对温度数据集进行分解，以得到相应的温度数据集分解结果，根据分解结果从温度数据集中提取出针对于热源样本的关键温度场数据样本，通过该关键温度场数据样本表征热源样本的温度分布情况。继而，将关键温度场数据样本输入至温度场生成模型进行温度场预测，输出预测的温度场模拟数据。
将预测温度场模拟数据和温度场仿真数据进行对比，确定出预测温度场模拟数据和温度场仿真数据之间的损失函数，通过损失函数表征预测温度场模拟数据和温度场仿真数据的误差信息。利用误差信息对温度场生成模型进行迭代优化，以实现针对于温度场生成模型的校正，以保证温度场生成模型所输出的预测温度场模拟数据逼近于温度场仿真数据。
在完成针对于温度场生成模型的训练后，将温度场生成模型部署至电机温度场降阶模块，以使电机温度场降阶模块能够根据永磁同步电机的热源输出相应的温度场模拟数据。
步骤B3，采用数字孪生方式，根据运行温度数据对温度场模拟数据进行在线标定，生成温度标定数据。
在温度场监测中，运行温度数据是指在实际运行过程中采集得到的电机温度数据，运行温度数据反映了电机在不同工况下的实时温度变化，是标定温度场模拟数据的重要依据。在线标定是指在数字孪生模型中，利用实时获取的运行温度数据对温度场模拟数据进行校准和修正的过程。通过在线标定，可以使模拟的温度场数据更加接近实际运行数据，提高模拟的准确性和可靠性。
运行温度数据为采集到的实时永磁同步电机的温度数据。温度场模拟数据为基于关键温度场数据对永磁同步电机的温度场进行仿真模拟后得到的温度数据，模拟得到的温度数据为待修正的温度参数。如图4所示，此处可以通过电机温度场标定模块以运行温度数据为基准，对待修正的温度参数进行修正，以此完成对数字孪生模型的在线标定，此时，修正后的模拟温度数据为电机温度场标定模块生成的温度标定数据。
步骤B4，基于温度标定数据对永磁同步电机的温度场数据进行监测，得到温度场监测数据。
基于根据数字孪生模型计算出的温度标定数据，并利用温度标定数据对温度场相关的关键参数进行更新，温度场监测单元对永磁同步电机的温度场数据进行检测，检测到温度场监测数据后进行在线的温度监测和显示。
本发明实施例提供的永磁同步电机的温度场监测方法，通过获取运行温度数据和利用数字孪生技术进行模拟，可以得到更为准确和实时的温度场模拟数据，减少了误差，提高数据的准确性，从而更好地反映电机的实际运行状态。通过在线标定和监测，实现了对温度场数据的实时校准和修正，确保了数据的实时性和准确性。通过监测永磁同步电机的温度场数据，可以及时发现异常温度，进行预警，避免因过热而导致设备损坏或性能下降。基于数字孪生技术的温度场模拟可以帮助优化电机的设计、控制策略等，改善电机的性能和效率。
在一种可选的实施方式中，在获取到运行参数之前，方法还包括：获取永磁同步电机的初始运行参数；对初始运行参数进行预处理，生成预处理运行参数；基于数字孪生方式对预处理运行参数进行格式转换，得到目标格式的运行状态参数。
在永磁同步电机启动运行后，数据采集单元可以接收采集指令，并对采集指令进行响应，以完成对永磁同步电机的状态信号的采集，其中，状态信号可以包括电机的电流、电压、振动等物理信号。
数据采集单元在完成对电机运行状态信号的采集之后，对状态信号进行初步处理与分析，得到初始运行参数，其中初始运行参数可以包括：电压、电流、振动等物理量。
数据采集单元将初始运行参数以特定的格式进行编码，例如JSON、XML等格式，数据转发单元则使用相应的解析工具将数据解析成物理信号。或者，如果使用特定的通信协议进行数据传输，数据转发单元需要根据协议规定的解码方式将数据解析成物理信号。或者，数据以二进制形式传输，数据转发单元通过位运算操作将二进制数据转换为物理信号。
数据转发单元采用TCP/IP通讯方式，对数据采集单元编码后的初始运行参数进行接收、处理与转发。具体地，数据转发单元在接收到数据采集单元上传的初始运行参数后，以固定方式对初始运行参数进行解码，得到实际的物理信号。对解码后实际的物理信号进行数据处理，得到预处理运行参数。具体地，对解码后的实际物理信号进行滤波、降噪等处理，去除或减少噪声、干扰等不需要的信号成分。还可以是根据传感器的特性和测量误差，对解码后的物理信号进行校正，以提高数据的准确性和可靠性。例如，对温度传感器的读数进行线性校正，使其与实际温度值更加一致。
继而，数据转发单元基于数字孪生方式对预处理运行参数进行格式转换，得到目标格式的运行状态参数，这个过程可以理解为将原始的运行参数数据进行适当的处理和转换，以满足数字孪生模型所需的特定格式要求。预处理运行参数是指原始采集到的运行参数数据，这些数据可能存在异常值、缺失值或格式不统一等问题，需要进行清洗和整理。接下来，基于数字孪生方式，利用适当的算法和技术对预处理后的运行参数进行格式转换。这可能涉及到数据归一化、特征提取、数据重塑等方面的处理。格式转换的目标是将原始的运行参数转换为数字孪生模型所要求的特定格式。在格式转换过程中，可能需要将多个来源和类型的运行参数进行整合和统一。例如，将不同传感器采集的温度、压力、流量等参数转换为统一的数值范围或单位，以便于数字孪生模型进行模拟和分析。最终，经过格式转换后的运行状态参数将以目标格式输出，这些参数可以作为数字孪生模型的输入数据，用于模拟电机的运行状态和行为。通过这种方式，数字孪生模型能够更加准确地反映电机的实际运行情况，为优化控制、预测和维护提供有力支持。数据转发单元按照目标格式将预处理运行参数进行处理和打包，并将经过处理和打包后得到的运行状态参数发送至数字孪生单元进行温度场数据的模拟。
本发明实施例提供的永磁同步电机的温度场监测方法，通过获取初始运行参数，并对参数进行预处理和格式转换，确保了数据的完整性、准确性和一致性，对于后续的温度场模拟和监测提供了保障，从而减少误差和异常值的影响。预处理步骤包括滤波、降噪和校正等，有助于提高数据的清晰度和准确性，同时有助于生成更为可靠的温度场模拟数据，从而提高温度场监测的准确性和精度。格式转换步骤确保了数据的兼容性和整合能力。通过将来自不同来源和类型的运行参数转换为统一的目标格式，可以更好地满足数字孪生模型的需求，并促进不同数据之间的整合和统一分析。准确的数据输入提高了数字孪生模型的准确性。通过使用高质量的运行参数数据进行模拟，更好地反映了电机的实际运行状态和行为，从而为温度场监测提供更为准确的预测和判断。数字孪生方式提供了很大的灵活性，实现了根据不同的需求对数据进行处理和转换，使得温度场监测能够适应不同的应用场景和需求变化，提高方法的适应性和扩展性。
本实施例提供一种永磁同步电机的温度场监测系统，如图5所示，包括：
永磁同步电机501；
数据采集单元502，与永磁同步电机连接，连接方式可以是有线连接，也可以是无线的通信连接。数据采集单元用于采集永磁同步电机在运行过程所产生的初始运行参数，以及对初始运行参数进行预处理。数据采集单元具体可以包括传感器、数采设备、上位机等，其中，传感器可以是温度传感器、电压传感器、电流传感器等；
数据转发单元503，与数据采集单元连接，用于接收数据采集单元转发的初始运行参数，并对初始运行参数进行数据处理以生成运行状态参数，数据转发单元可以包括：数据接收单元、数据提取单元、数据转发单元。数据接收单元在接收到数据采集单元发送的初始运行参数之后，对初始运行参数进行处理数据，再将处理后的数据发送至数据提取单元完成对于关键数据的提取，最后通过数据转发单元发送至数字孪生单元；
数字孪生单元504，与数据转发单元连接，用于接收数据转发单元转发的运行状态参数，并基于数字孪生方式对运行状态参数进行数据处理，得到温度场标定数据，数字孪生单元包括：数据通讯模块、电机本体降阶模块、电机热源计算模块、电机温度场降阶模块、电机温度场标定模块。首先，数据通讯模块接收到数据转发单元发送的运行状态参数后之后，将其发送至电机本体降阶模块。其次，电机本体降阶模块获取运行属性参数，并与运行状态参数计算生成运行损耗。再次，将运行损耗通过电机热源计算模块将运行损耗转换为热源，热源再通过电机温度场降阶模块对温度场进行模拟，得到温度场模拟数据。最后，通过电机温度场标定模块对温度场模拟数据进行在线标定，生成温度标定数据，并将温度标定数据发送至电机温度场监测单元；
电机温度场监测单元505，与数字孪生单元连接，用于根据温度场标定数据对永磁同步电机的温度场信息进行在线监测和在线更新。在接收到数字孪生单元发出的温度标定数据后，对永磁同步电机的关键参数进行更新，并对温度场信息进行在线的实时监测，得到对应的监测数据。
在一些可选的实施方式中，如图5所示，永磁同步电机的温度场监测系统还包括：
电源模块506，用于为永磁同步电机供电，其中电源模块可以包括：开关电源模块、线性电源模块、DC-DC转换器、其他电源模块(如功率放大器、逆变器等)；
控制模块507，用于对永磁同步电机的运行参数进行控制，其中，控制模块可以是控制器，控制器可以包括：可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，PLC)、分布式控制系统(Distributed Control System，DCS)、可编程自动化控制器(ProgrammableAutomation Controller，PAC)、微控制器单元(Microcontroller Unit，MCU)等；
负载模块508，用于在永磁同步电机的运转过程中施加负载，得到永磁同步电机在不同场景下的运行状态参数，不同的场景可以添加不同的负载量；
在一些可选的实施方式中，数据采集单元包括：
传感器，用于对永磁同步电机运行过程中的物理状态信号进行采集，其中传感器可以包括：电压传感器、电流传感器、电阻传感器、温度传感器、磁通量传感器等，可以通过各个传感器采集电机运行参数中的各个物理量，并通过物理量来表征电机的物理状态；
数采设备，与传感器连接，用于获取传感器所采集到的物理状态信号，数采设备是指采集、处理、传输和存储各种物理量、信号和信息的设备，数采设备可以包括：数据采集卡、数据采集器、数采仪等；
上位机，与数采设备连接，用于获取数采设备发送的物理状态信号，对物理状态信号进行编码处理，得到初始运行参数，并将初始运行参数发送至数据转发单元，其中，上位机可以包括：MATLAB、LabVIEW、Python等。
在一些可选的实施方式中，电源模块可以实现对于整个系统以及永磁同步电机的供电；控制模块通过对永磁同步电机的运行参数进行控制，能够保证永磁同步电机运行过程中的稳定性；负载模块通过在永磁同步电机的运转过程中施加负载，得到永磁同步电机在不同场景下的运行状态参数，为获取运行状态参数提供了对应的硬件基础。
在一些可选的实施方式中，数据转发单元包括：
数据接收单元，与上位机连接，用于接收上位机传输的初始运行参数，并对初始运行参数进行解码，得到解码后的运行参数，基于数据接收单元与上位机之间固定的编解码规则，对初始运行参数按照固定规则进行解码，数据接收单元在整个项目中处于较为底层的位置，也是底层与高层结合的核心，其底层接口为网络接口，对设备通过GPRS网络，利用GPRS_RTU无线方式上传数据并接收，GPRS_RTU采用TCP/IP方式与服务器通信，服务器利用RTG-D通信服务器开发包接口进行数据的接收，通过开发包提供的接口，接收元氏数据，并递交数据处理模块，数据处理模块按照不同设备的协议对原始数据进行解析(解析过程包括解码等过程)、计算、处理；
数据提取单元，与数据接收单元连接，用于从解码后的运行参数中提取目标运行数据，其中，目标运行数据用于表征模拟温度场所需的关键数据，数据提取单元提取目标运行数据需要对应的数据提取工具，比如使用Python提取，其步骤包括：选择要定位的URL；确定需要提取的目标运行数据；编写提取代码；运行相应提取代码提取数据；以必要格式存储目标运行数据。
数据转发单元，与数据提取单元连接，用于对目标运行数据进行打包处理，得到永磁同步电机对应的运行状态参数，并将运行状态参数转发至数字孪生单元进行永磁同步电机的温度场数据模拟。
需要说明的是，数据接收单元，用于通过第一端口接收上位机采集到的传感器数据并将数据以固定方式解码以获得实际的物理信号。第一端口可以通过局域网的IP地址与端口号进行数据接收。
数据转发单元，用于根据孪生模型的输入信号格式进行打包，并通过第二端口发送至数字孪生模型用于模型计算，发送数据的IP地址应与端口应与孪生模型的通讯模块相匹配。
在一些可选的实施方式中，数字孪生单元包括：
数据通讯模块，与数据转发单元连接，用于接收数据转发单元转发的永磁同步电机的运行状态参数，其中，数据通讯模块可以是：串口模块、ZigBee无线通信模块、无线蓝牙模块、wifi通信模块、USB模块等；
电机本体降阶模块，与数据通讯模块连接，用于根据永磁同步电机的运行属性参数与运行状态参数，确定永磁同步电机在运行过程中产生的运行损耗；
电机热源计算模块，与电机本体降阶模块连接，用于将各个运行损耗转换为永磁同步电机的热源；
电机温度场降阶模块，与电机热源计算模块连接，用于基于热源对永磁同步电机的温度场进行模拟，得到永磁同步电机的温度场模拟数据；
电机温度场标定模块，与电机温度场降阶模块连接，用于对温度场模拟数据进行在线标定，生成温度标定数据。
上述各个模块和单元的更进一步的功能描述与上述对应实施例相同，在此不再赘述。
本发明实施例提供的系统，通过数字孪生单元根据热源对永磁同步电机的温度场进行在线监测，生成温度场监测数据，完成永磁同步电机在线温度场的温度监测和显示。针对于永磁同步电机而言，基于数字孪生的永磁同步电机温度场在线显示与标定系统能够在电机运行过程中直观的显示电机温度分布情况，解决了监测电机温度场温度数据效率低且无法在线显示，导致永磁体退磁的问题，高效的提升了电机的研发效率与使用安全。
通过在数字孪生单元的电机温度场降阶模块对永磁同步电机的温度场进行模拟，便于为后续的温度标定提供数据支撑，以能够有效的更新与温度场相关的关键参数，得到准确的温度场监测数据。
基于数据采集单元采集的数据，以及数字孪生单元中的电机温度场标定模块以运行温度数据为基准，对待修正的温度参数进行修正，以此完成对于运行温度数据的在线标定。实现了根据电机运行过程中的参数变化实时调整模型精度，既保证了虚拟模型的计算速度也提高了虚拟模型精度。
本发明实施例还提供一种计算机设备，具有上述图6所示的永磁同步电机的温度场监测系统。
请参阅图6，图6是本发明可选实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，如图6所示，该计算机设备包括：一个或多个处理器10、存储器20，以及用于连接各部件的接口，包括高速接口和低速接口。各个部件利用不同的总线互相通信连接，并且可以被安装在公共主板上或者根据需要以其它方式安装。处理器可以对在计算机设备内执行的指令进行处理，包括存储在存储器中或者存储器上以在外部输入/输出装置(诸如，耦合至接口的显示设备)上显示GUI的图形信息的指令。在一些可选的实施方式中，若需要，可以将多个处理器和/或多条总线与多个存储器和多个存储器一起使用。同样，可以连接多个计算机设备，各个设备提供部分必要的操作(例如，作为服务器阵列、一组刀片式服务器、或者多处理器系统)。
处理器10可以是中央处理器，网络处理器或其组合。其中，处理器10还可以进一步包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路，可编程逻辑器件或其组合。上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件，现场可编程逻辑门阵列，通用阵列逻辑或其任意组合。
其中，存储器20存储有可由至少一个处理器10执行的指令，以使至少一个处理器10执行实现上述实施例示出的方法。
存储器20可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据计算机设备的使用所创建的数据等。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非瞬时存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非瞬时固态存储器件。在一些可选的实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器10远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
存储器20可以包括易失性存储器，例如，随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如，快闪存储器，硬盘或固态硬盘；存储器20还可以包括上述种类的存储器的组合。
该计算机设备还包括通信接口30，用于该计算机设备与其他设备或通信网络通信。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，上述根据本发明实施例的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可记录在存储介质，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程存储介质或非暂时机器可读存储介质中并将被存储在本地存储介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件的存储介质上的这样的软件处理。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体、随机存储记忆体、快闪存储器、硬盘或固态硬盘等；进一步地，存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件，当软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现上述实施例示出的方法。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种永磁同步电机的温度场监测方法，其特征在于，包括：
获取永磁同步电机的运行状态参数；
基于所述运行状态参数，确定所述永磁同步电机的热源；
采用数字孪生方式，根据所述热源对所述永磁同步电机的温度场进行在线模拟监测，生成温度场监测数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述运行状态参数，确定所述永磁同步电机的热源，包括：
获取所述永磁同步电机的运行属性参数；
基于所述运行状态参数和所述运行属性参数，确定所述永磁同步电机的各个部件在运行过程中产生的运行损耗；
将各个所述运行损耗转换为所述永磁同步电机的热源。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将各个所述运行损耗转换为所述永磁同步电机的热源，包括：
获取所述各个部件对应的体积；
基于所述各个部件对应的运行损耗与所述各个部件对应的体积之间的比值，确定所述永磁同步电机的热源。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用数字孪生方式，根据所述热源对所述永磁同步电机的温度场进行在线模拟监测，生成温度场监测数据，包括：
获取所述永磁同步电机的运行温度数据；
基于数字孪生方式以及所述热源对所述永磁同步电机的温度场进行模拟，得到所述永磁同步电机的温度场模拟数据；
采用所述数字孪生方式，根据所述运行温度数据对所述温度场模拟数据进行在线标定，生成温度标定数据；
基于所述温度标定数据对所述永磁同步电机的温度场数据进行监测，得到所述温度场监测数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于数字孪生方式以及所述热源对所述永磁同步电机的温度场进行模拟，得到所述永磁同步电机的温度场模拟数据，包括：
采用有限元分析方式生成所述热源对应的温度数据集；
采用预设分解方法对所述温度数据集进行分解，得到数据集分解结果；
从所述数据集分解结果中提取关键温度场数据；
利用数字孪生方式以及所述关键温度场数据，对所述永磁同步电机的温度场进行模拟，生成所述温度场模拟数据。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在获取永磁同步电机的运行状态参数之前，包括：
获取所述永磁同步电机的初始运行参数；
对所述初始运行参数进行预处理，生成预处理运行参数；
基于数字孪生方式对所述预处理运行参数进行格式转换，得到目标格式的所述运行状态参数。
7.一种永磁同步电机的温度场监测系统，其特征在于，包括：
永磁同步电机；
数据采集单元，与所述永磁同步电机连接，用于采集所述永磁同步电机在运行过程所产生的初始运行参数；
数据转发单元，与所述数据采集单元连接，用于接收所述数据采集单元转发的所述初始运行参数，并对所述初始运行参数进行数据处理以生成运行状态参数；
数字孪生单元，与所述数据转发单元连接，用于接收所述数据转发单元转发的所述运行状态参数，并基于数字孪生方式对所述运行状态参数进行数据处理，得到温度场标定数据；
电机温度场监测单元，与所述数字孪生单元连接，用于根据所述温度场标定数据对所述永磁同步电机的温度场信息进行在线监测和在线更新。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述数据采集单元包括：
传感器，用于对所述永磁同步电机运行过程中的物理状态信号进行采集；
数采设备，与所述传感器连接，用于获取所述传感器所采集到的所述物理状态信号；
上位机，与所述数采设备连接，用于获取所述数采设备发送的所述物理状态信号，对所述物理状态信号进行编码处理，得到所述初始运行参数，并将所述初始运行参数发送至数据转发单元。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数据转发单元包括：
数据接收单元，与所述上位机连接，用于接收所述上位机传输的所述初始运行参数，并对所述初始运行参数进行解码，得到解码后的运行参数；
数据提取单元，与所述数据接收单元连接，用于从所述解码后的运行参数中提取目标运行数据；
数据转发单元，与所述数据提取单元连接，用于对所述目标运行数据进行打包处理，得到所述永磁同步电机对应的运行状态参数，并将所述运行状态参数转发至所述数字孪生单元进行所述永磁同步电机的温度场数据模拟。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数字孪生单元包括：
数据通讯模块，与所述数据转发单元连接，用于接收所述数据转发单元转发的所述永磁同步电机的运行状态参数；
电机本体降阶模块，与所述数据通讯模块连接，用于根据永磁同步电机的运行属性参数与所述运行状态参数，确定所述永磁同步电机在运行过程中产生的所述运行损耗；
电机热源计算模块，与所述电机本体降阶模块连接，用于将各个所述运行损耗转换为所述永磁同步电机的热源；
电机温度场降阶模块，与所述电机热源计算模块连接，用于基于所述热源对所述永磁同步电机的温度场进行模拟，得到所述永磁同步电机的温度场模拟数据；
电机温度场标定模块，与所述电机温度场降阶模块连接，用于采用运行温度数据对所述温度场模拟数据进行在线标定，生成温度标定数据。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410346575.2A CN118260993A (zh) | 2024-03-25 | 2024-03-25 | 温度场监测方法、系统、计算机设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202410346575.2A CN118260993A (zh) | 2024-03-25 | 2024-03-25 | 温度场监测方法、系统、计算机设备及存储介质 |
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| CN118260993A true CN118260993A (zh) | 2024-06-28 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202410346575.2A Pending CN118260993A (zh) | 2024-03-25 | 2024-03-25 | 温度场监测方法、系统、计算机设备及存储介质 |
Country Status (1)
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2024
- 2024-03-25 CN CN202410346575.2A patent/CN118260993A/zh active Pending
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