本发明属于电机驱动系统领域，涉及一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法。
背景技术：
1、随着性能更高、开关速度更快、损耗更少的新型宽带隙半导体器件在逆变器领域的广泛应用，电机驱动系统逐渐朝着高速、高压和高频的方向发展，由此引起的电机高频共模效应和差模效应愈发严峻，进而导致的高频轴承电流和轴承电蚀问题成为目前影响电机轴承可靠性的主要问题之一。电机轴承电压和轴电压则是引起轴承电流和轴承电蚀的直接原因，而对轴承电压和轴电压幅频特性的计算是评估轴承电流和轴承电蚀风险的重要依据。现有用于计算分析电机内部电压信号的模型主要包括分布参数模型和集中参数模型，分布参数模型由大量沿电机绕组空间分布排列的电路元件组成，计算复杂且需大量测试数据的支持，由于轴承和转子处的电压信号并不依赖于绕组的空间分布，因此，集中参数模型被广泛用于轴承和转子处的电压信号分析计算。研究表明，小型或中小型电机的可靠性主要受到轴承电压和电火花放电轴承电流的影响，而电机的轴电压水平会随着电机的尺寸立方的增加而增加，中大型或大型电机的可靠性则主要受到轴电压和循环轴承电流的影响。但由于目前轴承电流和轴承电蚀的研究大多集中于中小型电机，因此电机电压信号的预估模型大多仅用于计算中小型电机的轴承电压水平，少有针对中大型或大型电机轴电压水平的计算模型。目前高速高压高频的发展背景下愈发严峻的共模效应和差模效应，使得中大型或大型电机中由共模效应和差模效应引起的两类感应轴电压和循环轴承电流极大地影响电机轴承的运行寿命。
2、因此，目前亟需一个可用于计算预估中大型或大型电机轴电压水平的模型，寻求一种结构简单，计算准确，综合考虑共模/差模效应和循环轴承电流对共模/差模效应影响，且不局限于特定电机类型的通用电机多源轴电压计算模型。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法。
2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法，该方法包括以下步骤：
4、构建一个同时考虑共模和差模效应的电机等效电路模型，所述模型适用于时域和103hz-108hz宽频域范围；
5、电机等效电路模型包括轴承、定子绕组、定子铁芯、转子及电机内部寄生耦合电容五部分；
6、根据电机真实物理组成构件的分布情况构建，且模型元件的具体参数值通过电机不同部位的阻抗频率响应测试结果经参数计算后确定。
7、进一步，所述参数包括定子铁芯阻抗zc,tot和zd,tot，转子阻抗zrotor，机壳和转子之间的电容crf，驱动端和非驱动端轴承等效阻抗；
8、计算机壳和转子之间的电容和绕组和转子之间的电容，其中电容值通过高频共模阻抗测试结果和差模阻抗测试结果计算得到。
9、进一步，所述计算定子到机壳电容具体为：
10、绕组和机壳间的总电容通过低频下共模阻抗测试结果计算得到：
11、
12、输入端和中性点处定子绕组与机壳间电容和通过高频下共模阻抗测试结果计算得到；
13、机壳和转子之间的电容和绕组和转子之间的电容的计算：
14、机壳和转子之间的电容crf与转子与机壳间的阻抗测试结果zrf和三相绕组短接点与转子间的阻抗测试结果zwr的计算表达式为：
15、
16、其中，ctest_zwr为zwr阻抗测试结果的电容值，ctest_zrf为zrf阻抗测试结果的电容值，cwf_total为绕组和机壳间的总电容。
17、进一步，所述参数计算步骤还包括：对计算得到的各参数进行修正，以适应不同电机类型和尺寸的参数差异。
18、进一步，所述参数计算步骤还包括：利用最小二乘法等拟合算法对计算得到的各参数进行优化，以提高计算模型的准确性。
19、进一步，所述参数计算步骤还包括：进行多组不同频率下的阻抗测试，以获取更全面的参数数据，用于计算模型构建。
20、进一步，所述参数计算步骤还包括：采用数字仿真技术，对计算得到的各参数进行验证和优化。
21、进一步，所述参数计算步骤还包括：将计算得到的参数应用于电机多源轴电压耦合计算模型，以验证计算模型的准确性。
22、进一步，所述参数计算步骤还包括：对计算得到的参数进行敏感性分析，以评估不同参数对计算模型结果的影响。
23、进一步，所述参数计算步骤还包括：将计算得到的参数应用于电机多源轴电压耦合计算模型，以评估计算模型的适用性。
24、本发明的有益效果在于：
25、(1)本发明采用集中参数模型，模型结构简单，电路组成元件参数值基于电机各部位阻抗频域测试结果经简单计算即可获得，易于实现。
26、(2)通过本发明提供的电机多源轴电压耦合计算模型，可以更准确地评估电机的高频性能，为电机设计和优化提供依据。
27、(3)通过本发明提供的电机多源轴电压耦合计算模型，可以提前识别和解决电机高频接地电流问题，减少电机故障和维修次数，降低维护成本。
28、(4)本发明能够预估电机接地电路中的高频接地电流，有助于识别潜在的安全风险，提高电机的安全性和可靠性。
29、(5)本发明提供的电机多源轴电压耦合计算模型能够更准确地评估电机的高频性能，推动电机技术的进一步发展和创新。
30、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
1.一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法，其特征在于：所述参数包括定子铁芯阻抗zc,tot和zd,tot，转子阻抗zrotor，机壳和转子之间的电容crf，驱动端和非驱动端轴承等效阻抗；
3.根据权利要求1所述的一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法，其特征在于：所述计算定子到机壳电容具体为：
4.根据权利要求3所述的一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法，其特征在于：所述参数计算步骤还包括：对计算得到的各参数进行修正，以适应不同电机类型和尺寸的参数差异。
5.根据权利要求3所述的一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法，其特征在于：所述参数计算步骤还包括：利用最小二乘法等拟合算法对计算得到的各参数进行优化，以提高计算模型的准确性。
6.根据权利要求3所述的一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法，其特征在于：所述参数计算步骤还包括：进行多组不同频率下的阻抗测试，以获取更全面的参数数据，用于计算模型构建。
7.根据权利要求3所述的一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法，其特征在于：所述参数计算步骤还包括：采用数字仿真技术，对计算得到的各参数进行验证和优化。
8.根据权利要求3所述的一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法，其特征在于：所述参数计算步骤还包括：将计算得到的参数应用于电机多源轴电压耦合计算模型，以验证计算模型的准确性。
9.根据权利要求3所述的一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法，其特征在于：所述参数计算步骤还包括：对计算得到的参数进行敏感性分析，以评估不同参数对计算模型结果的影响。
10.根据权利要求3所述的一种同时考虑共模和差模效应的电机多源轴电压耦合计算模型的构建方法，其特征在于：所述参数计算步骤还包括：将计算得到的参数应用于电机多源轴电压耦合计算模型，以评估计算模型的适用性。
