專(zhuān)利名稱(chēng)：一種同步電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止位置檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種同步電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止位置檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)同步電機(jī)靜止時(shí)轉(zhuǎn)子位置的準(zhǔn)確、可靠檢測(cè)，防止同步電機(jī)初始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)反轉(zhuǎn)，提高電機(jī)靜止變頻啟動(dòng)設(shè)備的工作可靠性，確保電機(jī)的快速、平穩(wěn)啟動(dòng)。
背景技術(shù)：
靜止變頻系統(tǒng)在啟動(dòng)同步電機(jī)時(shí)，首先要獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置，以決定該給定子繞組哪兩相通電流，產(chǎn)生正向轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)。以往的初始位置檢測(cè)方法是給電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組施加直流電流階躍，測(cè)量電流施加瞬間電機(jī)定子感應(yīng)出的相電壓值，計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組磁通方向與A相繞組軸線的夾角θ ^，如

圖1，獲得轉(zhuǎn)子初始位置。受電流階躍信號(hào)陡度的限制、直流電流紋波的存在以及電機(jī)參數(shù)的影響，感應(yīng)出的電壓量值比較小，且疊加有各種干擾信號(hào)，信號(hào)波形差；并且，經(jīng)測(cè)量回路中電壓互感器傳變后，信號(hào)更弱，有用信號(hào)與干擾信號(hào)大小可比。因此，以往方法不能準(zhǔn)確測(cè)量電流施加瞬間電機(jī)定子感應(yīng)出的相電壓值，從而不能準(zhǔn)確獲得轉(zhuǎn)子初始位置，容易使電機(jī)反轉(zhuǎn)。國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)《抽水蓄能電站發(fā)電電動(dòng)機(jī)變頻啟動(dòng)原理》(姜樹(shù)德等，第二屆水力發(fā)電技術(shù)國(guó)際會(huì)議論文集，北京中國(guó)電力出版社，2009年)給出了電機(jī)初始位置檢測(cè)采用相電壓的原理性方法，沒(méi)有提及通過(guò)測(cè)量電機(jī)定子線電壓，采用線電壓計(jì)算轉(zhuǎn)子位置，也沒(méi)有給出實(shí)際應(yīng)用中準(zhǔn)確提取有用信號(hào)的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題是給同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組加直流電流階躍時(shí)，受電流階躍信號(hào)陡度的限制、直流電流紋波(直流電流由整流設(shè)備提供)的存在以及電機(jī)參數(shù)的影響， 電機(jī)定子感應(yīng)出的電壓信號(hào)量值比較小，且疊加有各種干擾信號(hào)，信號(hào)波形差；并且，經(jīng)測(cè)量回路中的電壓互感器傳變后，信號(hào)更弱，有用信號(hào)與干擾信號(hào)大小可比，因此，不能準(zhǔn)確測(cè)量到電流施加瞬間電機(jī)定子感應(yīng)出的相電壓值，從而不能準(zhǔn)確獲得轉(zhuǎn)子初始位置，容易使電機(jī)反轉(zhuǎn)。對(duì)此，本發(fā)明提供一種新的同步電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止位置檢測(cè)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種同步電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止位置檢測(cè)方法，在給電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組施加直流電流階躍，測(cè)量電機(jī)定子繞組感應(yīng)出的線電壓信號(hào)，檢測(cè)出電機(jī)定子感應(yīng)出的線電壓信號(hào)的最大瞬時(shí)值，再利用采用線電壓信號(hào)最大瞬時(shí)值的計(jì)算公式，計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)子磁通方向與A相繞組軸線的夾角θ ^，以獲得準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置，計(jì)算流程如圖2所示。線電壓信號(hào)可再由數(shù)字濾波器濾除干擾信號(hào)并適當(dāng)放大濾波，再檢測(cè)出電機(jī)定子感應(yīng)出的線電壓信號(hào)的最大瞬時(shí)值，再利用采用線電壓信號(hào)最大瞬時(shí)值的計(jì)算公式，計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)子磁通方向與A相繞組軸線的夾角Θ —接入電機(jī)定子AB線電壓原始信號(hào)uABp、BC線電壓原始信號(hào)uBCp、CA線電壓原始信號(hào)ueAp，消除相電壓信號(hào)中與有用信號(hào)大小可比的共模干擾成份；并且，線電壓信號(hào)比相應(yīng)的相電壓信號(hào)大。
3
針對(duì)uABp、uBCp及uCAp信號(hào)，設(shè)計(jì)如式①所示的濾波器F(z) = K*G (z) *G (ζ)①其中

權(quán)利要求
1.一種同步電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止位置檢測(cè)方法，其特征是測(cè)量電機(jī)定子感應(yīng)出的線電壓信號(hào)，檢測(cè)出電機(jī)定子感應(yīng)出的線電壓信號(hào)的最大瞬時(shí)值，再利用采用線電壓信號(hào)最大瞬時(shí)值的計(jì)算公式，計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)子磁通方向與A相繞組軸線的夾角θ ^，以獲得準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同步電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止位置檢測(cè)方法，其特征是測(cè)量電機(jī)定子感應(yīng)出的線電壓信號(hào)，再由低通數(shù)字濾波，濾除干擾并適當(dāng)放大信號(hào)，濾波器傳遞函數(shù)為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種同步電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止位置檢測(cè)方法，其特征是接入電機(jī)定子AB線電壓原始信號(hào)uABp、BC線電壓原始信號(hào)uBCp、CA線電壓原始信號(hào)uCAp，消除相電壓信號(hào)中與有用信號(hào)大小可比的共模干擾成份；并且，線電壓信號(hào)比相應(yīng)的相電壓信號(hào)大；針對(duì)UABp、Ubcp及Ucap信號(hào)，設(shè)計(jì)式①所示的濾波器UaBp、Ubcp及Ucap信號(hào)為單調(diào)衰減的直流電壓信號(hào)即線電壓信號(hào)；定子線電壓原始信號(hào)Uabi^ Ubcp及U。Ap經(jīng)上述濾波器濾波后，產(chǎn)生UAB、Ubc及Uffl信號(hào)后， 進(jìn)而獲得UAB、Ubc及Uffl信號(hào)中的最大瞬時(shí)值UABmax, Ubqiim及Ucamax ；利用式③計(jì)算出轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，轉(zhuǎn)子磁通方向相對(duì)于定子A相繞組軸線的夾角
全文摘要
一種同步電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止位置檢測(cè)方法，測(cè)量電機(jī)定子感應(yīng)出的線電壓信號(hào)，檢測(cè)出電機(jī)定子感應(yīng)出的線電壓信號(hào)的最大瞬時(shí)值，再利用采用線電壓信號(hào)最大瞬時(shí)值的計(jì)算公式；測(cè)量電機(jī)定子感應(yīng)出的線電壓信號(hào)后，可再由低通數(shù)字濾波，濾除干擾并適當(dāng)放大信號(hào)，檢測(cè)出經(jīng)濾波后線電壓信號(hào)中的最大瞬時(shí)值，再利用采用線電壓的計(jì)算公式，計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)子磁通方向與相繞組軸線的夾角，以獲得準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置。本發(fā)明用于同步電機(jī)靜止變頻啟動(dòng)控制，與以往同步電機(jī)轉(zhuǎn)子靜止位置檢測(cè)方法相比，本發(fā)明更能有效地提取準(zhǔn)確反映轉(zhuǎn)子靜止位置的線電壓信息，并以此線電壓信息準(zhǔn)確地計(jì)算出轉(zhuǎn)子靜止時(shí)的相對(duì)位置。
文檔編號(hào)H02P6/16GK102468795SQ201010539868
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月10日
發(fā)明者劉為群, 吳龍, 施一峰, 牟偉, 石祥建, 閆偉 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司, 南京南瑞繼保電氣有限公司