本发明涉及电机绝缘检测，具体涉及电机等效电路、漏电流计算方法、绝缘监测方法及电路。
背景技术：
1、电机已在电动汽车、风力发电、工业生产等领域得到广泛的应用，可靠性问题是制约其在各领域应用的重要因素。在工业、交通等应用中，突发的电机故障不仅对电机自身造成伤害，还可能造成整个传动系统乃至供电系统损坏，电机故障造成的停工、安全事故对人员的生命财产安全造成的影响不可估量。
2、随着变频技术的普及和电力电子开关器件性能的增强，电机绝缘系统承受的电应力远大于传统电机绝缘系统；此外，对于高能量密度的需求，电机的体积逐渐变小，进一步限制了电机的散热能力，导致电机绝缘系统的故障率进一步上升。
3、目前的传统方法主要采用离线的绝缘测试，主要包括绝缘电阻、耐压、阻抗、冲击电压、局部放电、漏电流等方面的测试。传统方法应用于电机出厂测试，电机维修等场合，无法在电机运行过程中应用，为了避免电机在运行中突发故障，提出一种电机绝缘状态在线监测的方案及系统，提高电机运行中的可靠性。
4、现有的绝缘状态监测技术主要为绝缘阻抗频谱的在线分析，聚焦于基频和中频段(1mhz以内)的绝缘阻抗，但低频段的绝缘阻抗反映的绝缘信息较少，对绝缘老化的敏感度较差。现有的大多数绝缘监测技术也高度依赖于硬件性能，需要大量采样高精度测量仪器，也需要较高的计算成本，较长的计算时间。
技术实现思路
1、因此，本发明要解决的技术问题在于解决现有技术中电机绕组等效电路不能良好反应电机绝缘老化的问题，从而提供电机等效电路、漏电流计算方法、绝缘监测方法及电路。
2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种电机绕组等效电路，包括：第一绕组等效电路及第二绕组等效电路，其中，电机的绕组分为两部分，第一部分为与供电端连接的第一绕组，第二部分为剩余的第二绕组；第一绕组等效电路，其第一端与供电端连接，其第一端为电机的绕组端，其第二端与第二绕组等效电路的第一端连接，其第三端与第二绕组等效电路的第二端连接后接地，第一绕组等效电路为电机的供电电缆及第一绕组的等效电路；第二绕组等效电路为第二绕组的等效电路。
4、本发明提供的电机绕组等效电路，为了对绝缘老化检测提供理论参考，构建电机绕组等效电路模型，将容易老化的部位等效成第一绕组等效电路，方便后续计算分析。
5、在一种可选的实施方式中，第一绕组等效电路包括：第一等效电阻、第一等效电感及第一等效电容，其中，第一等效电阻，其第一端为电机的绕组端，其第二端与第一等效电感的第一端连接，第一等效电阻为电机的供电电缆及电机的第一部分绕组的等效电阻；第一等效电感，其第二端与第一等效电容的第一端及第二绕组等效电路的第一端连接，第一等效电感为电机的供电电缆及电机的第一部分绕组的等效电感；第一等效电容，其第二端与第二绕组等效电路的第二端连接后接地，第一等效电容为电机的第一部分绕组的对地电容。
6、在一种可选的实施方式中，第二绕组等效电路包括：第二等效电阻、第二等效电感、第二等效电容、第三等效电阻及第三等效电容，其中，第二等效电阻，其第一端与第三等效电阻的第一端、第三等效电容的第一端及第一等效电感的第二端连接，其第二端与第二等效电感的第一端连接；第二等效电感，其第二端与第三等效电阻的第二端、第三等效电容的第二端及第二等效电容的第一端连接；第二等效电容，其第二端与第一等效电容的第二端连接后接地。
7、第二方面，本发明提供一种电机漏电流参数的计算方法，基于第一方面的电机绕组等效电路进行计算，电机漏电流参数的计算方法包括：获取第一绕组等效电路中的漏电流；根据漏电流在第一绕组等效电路中的谐振频率计算得到漏电流的频率；基于第一绕组等效电路及第二绕组等效电路的参数计算得到漏电流的周期及幅值。
8、本发明提供的电机漏电流参数的计算方法，能够准确地对老化部位的漏电流进行频率、幅值等特征参数的分析、计算，获得各个特征参数随电机老化程度的变化趋势，从而获取并预测电机老化程度。
9、在一种可选的实施方式中，漏电流的频率的计算公式为：
10、
11、其中，fhf为漏电流的频率；l1为第一等效电感；cg1为第一等效电容。
12、在一种可选的实施方式中，漏电流的周期的计算公式为：
13、
14、其中，t0为漏电流的周期；l1为所述第一等效电感；cg1为所述第一等效电容；cg2为第二等效电容；rp为第三等效电阻；漏电流的幅值的计算公式为：
15、
16、其中，a0为漏电流的幅值。
17、第三方面，本发明提供一种电机绝缘老化监测方法，电机的供电端与逆变器的交流侧连接，方法包括：在逆变器切换自身目标相开关管的通断状态的死区时间内将直流信号清零；当逆变器切换自身目标相开关管的通断状态后，获取逆变器交流侧的漏电流；基于第二方面的电机漏电流参数的计算方法，得到包含漏电流的频率、周期及幅值漏电流信号；对漏电流信号进行衰减、翻转、积分处理后，获得直流信号；基于直流信号的电压的大小评估电机的绝缘老化程度。
18、本发明提供的电机绝缘老化检测方法，通过依次对电机的漏电流信号进行衰减、翻转及积分处理后得到直流信号，该直流信号衰减速度缓慢，且上述处理过程不会改变或消除漏电流的特征信息，在保留漏电流特征信息的条件下便于采集处理，检测结果不依赖于仪器的精度及电流采样率，改善了传统监测方法所要求高电流采样率的问题。且积分清零电路在每次积分电路输出直流信号之前将积分电路的输出端重置清零，避免保证直流信号受上一次绝缘老化检测时直流信号的影响，信号处理速度快，监测结果准确。通过硬件电路处理漏电流信号，降低了软件的计算成本，信号采样可直接在电机控制器中进行，无需增加额外的微控制器。由于不同的绝缘老化程度会导致漏电流的电压不同，且衰减速度慢的直流信号电压的大小易于采集检测，从而能快速通过直流信号电压的大小评估电机的绝缘老化的程度。
19、第四方面，本发明提供一种绝缘老化监测电路，用于实现第三方面的监测方法，电路包括：电流传感器、信号衰减电路、乘法器、积分电路、积分清零电路及控制器，其中，电流传感器，其以非接触方式与电机的供电端连接，其输出端与所述信号衰减电路的输入端连接，其用于采集电机的共模电流后输出漏电流信号；信号衰减电路，其输入端与电机的供电端连接，其输入端接收电机的漏电流信号，其输出端与乘法器的输入端连接，其用于将漏电流信号衰减至预设电压区间内后输出第一级信号；乘法器，其输出端与积分电路的输入端连接，其用于将第一级信号的负半周期信号翻转至正半周期后输出第二级信号；积分电路，其输出端与控制器的输入端连接，其用于将第二级信号积分后输出直流信号；控制器，其第一输出端与逆变器的控制端连接，其用于控制逆变器切换目标相开关管的通断状态、在逆变器切换目标相开关管的通断状态的死区时间内输出清零信号，并基于直流信号的电压的大小评估电机的绝缘老化程度；积分清零电路，其输入端与控制器的第二输出端连接，其输入端接收清零信号，其输出端与积分电路的输出端连接，其用于基于清零信号将积分电路输出的直流信号清零。
20、本提供的绝缘老化检测电路，依次对待检测设备的漏电流信号进行衰减、翻转及积分处理后得到直流信号，该直流信号衰减速度缓慢，且上述处理过程不会改变或消除漏电流的特征信息，在保留漏电流特征信息的条件下便于采集处理，检测结果不依赖于仪器的精度及电流采样率，改善了传统监测方法所要求高电流采样率的问题，且仅需要对漏电流信号进行衰减、翻转、积分就可以生成老化检测结果。且积分清零电路在每次积分电路输出直流信号之前将积分电路的输出端重置清零，避免保证直流信号受上一次绝缘老化检测时直流信号的影响，信号处理速度快、处理过程简单，检测结果准确。由于不同的绝缘老化程度会导致漏电流的电压不同，且衰减速度慢的直流信号电压的大小易于采集检测，从而能快速通过直流信号电压的大小评估待检测设备的绝缘老化的程度。
21、在一种可选的实施方式中，信号衰减电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第一运算放大器，其中，第一电阻，其第一端输入漏电流信号，其第二端与第二电阻的第一端及第一运算放大器的反相输入端连接；第二电阻，其第二端与第一运算放大器的同相输出端及乘法器的输入端连接；第三电阻，其第一端接地，其第二端与第四电阻的第一端及第一运算放大器的同相输入端连接；第四电阻，其第二端与第一运算放大器的反相输出端及乘法器的输入端连接。
22、本发明提供的绝缘老化检测电路，信号衰减电路根据输入端的两个信号的电压差值输出衰减的、幅值在预设电压区间内的第一级信号，以满足后级硬件的电压要求。
23、在一种可选的实施方式中，积分电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容及第二运算放大器，其中，第五电阻，其第一端与乘法器的输出端连接，其第二端与第二运算放大器的反相输入端、第六电阻的第一端及第一电容的第一端连接；第六电阻，其第二端与第一电容的第二端、第二运算放大器的输出端及积分清零电路的输出端连接；第七电阻，其第一端接地，其第二端与第二运算放大器的同相输入端连接。
1.一种电机绕组等效电路，其特征在于，包括：第一绕组等效电路及第二绕组等效电路，其中，
2.根据权利要求1所述的电机绕组等效电路，其特征在于，所述第一绕组等效电路包括：第一等效电阻、第一等效电感及第一等效电容，其中，
3.根据权利要求2所述的电机绕组等效电路，其特征在于，所述第二绕组等效电路包括：第二等效电阻、第二等效电感、第二等效电容、第三等效电阻及第三等效电容，其中，
4.一种电机漏电流参数的计算方法，其特征在于，基于权利要求3所述的电机绕组等效电路进行计算，所述电机漏电流参数的计算方法包括：
5.根据权利要求4所述的电机漏电流参数的计算方法，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的电机漏电流参数的计算方法，其特征在于，
7.一种电机绝缘老化监测方法，其特征在于，所述电机的供电端与逆变器的交流侧连接，所述方法包括：
8.一种绝缘老化监测电路，其特征在于，用于实现权利要求7所述的监测方法，所述电路包括：电流传感器、信号衰减电路、乘法器、积分电路、积分清零电路及控制器，其中，
9.根据权利要求8所述的绝缘老化监测电路，其特征在于，所述信号衰减电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第一运算放大器，其中，
10.根据权利要求8所述的绝缘老化监测电路，其特征在于，所述积分电路包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容及第二运算放大器，其中，
