CN110138287B - 一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法及系统 - Google Patents

一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法及系统 Download PDF

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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position

Abstract

本发明公开了一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法，包括获取电机转子不同位置时的转子位置角和相应的转子相对机械位置角；计算不同位置转子位置角之间的差值Δγei和相应的转子相对机械位置角之间的差值Δγmi，计算Δγei与pΔγmi的差值ξi；其中，p为转子极对数，i为整数，1≤i≤q，q为差值数量；响应于所有ξi均在阈值范围内，则转子位置角准确。同时也公开了现有的系统。本发明可以对静止变频器检测到的转子位置角进行校验，判断转子位置角的正确性。

Description

一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法及系统
技术领域
本发明涉及一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法及系统，属于同步电机启动控制技术领域。
背景技术
如图1所示的静止变频器一次回路图，三相全控整流桥和直流电抗器组成直流电流源，通过控制逆变桥将直流电流变成频率逐渐升高的交流电流输入到同步电机定子，使电机由静止升速到需要转速。静止变频器广泛用于抽水蓄能电站可逆式机组水泵的启动。在静止变频器启动电机前，首先需要静止变频器对电机转子静止时的位置角(转子磁通与电机A相磁通的夹角)进行测量，再根据转子位置确定初始启动转矩施加的具体位置。但是，处于某个随机具体位置的电机转子实际位置角并不知道，所以无法判断静止变频器检测到的转子位置角和转子在该位置的实际位置角是否一致，无法直接对检测到的转子位置角进行校验，而只是通过初始转矩能否实现电机正常转动来判断转子位置角正确与否。
发明内容
本发明提供了一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法及系统，解决了静止变频器检测到的转子位置角无法校验的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法，包括以下步骤，
获取电机转子不同位置时的转子位置角和相应的转子相对机械位置角；
计算不同位置转子位置角之间的差值Δγei和相应的转子相对机械位置角之间的差值Δγmi，计算Δγei与pΔγmi的差值ξi；其中，p为转子极对数，i为整数，1≤i≤q，q为差值数量；
响应于所有ξi均在阈值范围内，则静止变频器检测转子位置角准确。
获取转子相对机械位置角的过程为，
转子主轴端部边线被若干角度标识分割成若干等分，其中一个标识设定为0°；
电机本体或其他非转动部件设置有与角度标识配合的指示部件；
指示部件指示的角度标识为转子相对机械位置角。
转子主轴端部边线分成的等分数n为，
Figure GDA0002701018030000021
其中，δ为允许偏差，k≥1为校验精度系数。
不同位置转子位置角差值计算过程为，
转子位置角γe1、γe2、...、γeq，计算γe1-γeq和γe(j+1)-γej，得到q个差值Δγe1、Δγe2、...、Δγeq；其中，j为整数，1≤j≤q-1；
不同位置转子相对机械位置角差值计算过程为，
转子位置角γm1、γm2、...、γmq，计算γm1-γmq和γm(j+1)-γmj，得到q个差值Δγm1、Δγm2、...、Δγmq；其中，j为整数，1≤j≤q-1。
响应于所有|ξi|≤δ，则转子位置角准确。
一种同步电机转子静止位置检测值的校验系统，包括，
位置角获取模块：获取电机转子不同位置时的转子位置角和相应的转子相对机械位置角；
计算模块：计算不同位置转子位置角之间的差值Δγei和相应的转子相对机械位置角之间的差值Δγmi，计算Δγei与pΔγmi的差值ξi；其中，p为转子极对数，i为整数，1≤i≤q，q为差值数量；
判断模块：响应于所有ξi均在阈值范围内，则静止变频器检测转子位置角准确。
计算模块中，
不同位置转子位置角差值计算过程为，
转子位置角γe1、γe2、...、γeq，计算γe1-γeq和γe(j+1)-γej，得到q个差值Δγe1、Δγe2、...、Δγeq；其中，j为整数，1≤j≤q-1；
不同位置转子相对机械位置角差值计算过程为，
转子位置角γm1、γm2、...、γmq，计算γm1-γmq和γm(j+1)-γmj，得到q个差值Δγm1、Δγm2、...、Δγmq；其中，j为整数，1≤j≤q-1。
响应于所有|ξi|≤δ，判断模块判断静止变频器检测转子位置角准确。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行同步电机转子静止位置检测值的校验方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行同步电机转子静止位置检测值的校验方法。
本发明所达到的有益效果：本发明可以对静止变频器检测到的转子位置角进行校验，判断转子位置角的正确性。
附图说明
图1为现有静止变频器一次回路图；
图2为本发明的流程图；
图3为转子角度标识示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图2所示，一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法，包括以下步骤，
步骤1，获取电机转子不同位置时的转子位置角γe1、γe2、...、γeq和相应的转子相对机械位置角γm1、γm2、...、γmq，q为位置数量。
转子位置角即为静止变频器检测到的转子位置角，每个转子位置角对应一转子相对机械位置角，该角度相当于转子主轴转动的角度。
获取转子相对机械位置角的方法如下：
1)如图2所述，转子主轴端部边线(主轴端部为圆形，边线即为该圆的圆周线)被若干角度标识分割成n等分，n≥2，其中一个标识设定为0°，其余角度标识所对应的角度为
Figure GDA0002701018030000041
所有角度标识随转子转动；
n的计算公式如下：
Figure GDA0002701018030000042
其中，δ为允许偏差，单位为度，k≥1为校验精度系数，k越大，校验偏差
Figure GDA0002701018030000043
越小，p为转子极对数。
一般情况下转子极对数为1，允许偏差为1°，校验偏差为0.5°，将p＝1、δ＝1°以及
Figure GDA0002701018030000051
带入公式，得n＝720，即将转子主轴端部边线分成720等分，即没间隔0.5°设置一角度标识。
2)电机本体或其他非转动部件设置有与角度标识配合的指示部件，如指示线等；
3)指示部件指示的角度标识为转子相对机械位置角。
步骤2，计算不同位置转子位置角之间的差值Δγei和相应的转子相对机械位置角之间的差值Δγmi，计算Δγei与pΔγmi的差值ξi；其中，i为整数，1≤i≤q，q为差值数量与位置数量一致。
不同位置转子位置角差值计算过程为：转子位置角γe1、γe2、...、γeq，计算γe1-γeq和γe(j+1)-γej，得到q个差值Δγe1、Δγe2、...、Δγeq；其中，j为整数，1≤j≤q-1；
不同位置转子相对机械位置角差值计算过程为：转子位置角γm1、γm2、...、γmq，计算γm1-γmq和γm(j+1)-γmj，得到q个差值Δγm1、Δγm2、...、Δγmq；其中，j为整数，1≤j≤q-1。
具体公式如下：
Figure GDA0002701018030000052
Figure GDA0002701018030000053
ξi＝Δγei-p×Δγmi。
步骤3，响应于所有|ξi|≤δ，则静止变频器检测转子位置角准确。
一种同步电机转子静止位置检测值的校验系统，包括：
位置角获取模块：获取电机转子不同位置时的转子位置角和相应的转子相对机械位置角。
转子位置角可直接从静止变频器采集；可如上述方法中获取转子主轴转动的角度，从而获得转子相对机械位置角，然后将该转子相对机械位置角通过输入设备输入位置角获取模块。
计算模块：计算不同位置转子位置角之间的差值Δγei和相应的转子相对机械位置角之间的差值Δγmi，计算Δγei与pΔγmi的差值ξi；其中，p为转子极对数，i为整数，1≤i≤q，q为差值数量。
不同位置转子位置角差值计算过程为：转子位置角γe1、γe2、...、γeq，计算γe1-γeq和γe(j+1)-γej，得到q个差值Δγe1、Δγe2、...、Δγeq；其中，j为整数，1≤j≤q-1；
不同位置转子相对机械位置角差值计算过程为：转子位置角γm1、γm2、...、γmq，计算γm1-γmq和γm(j+1)-γmj，得到q个差值Δγm1、Δγm2、...、Δγmq；其中，j为整数，1≤j≤q-1。
判断模块：响应于所有|ξi|≤δ，则静止变频器检测转子位置角准确。
一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行同步电机转子静止位置检测值的校验方法。
一种计算设备，包括一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行同步电机转子静止位置检测值的校验方法的指令。
本发明可以对静止变频器检测到的转子位置角进行校验，判断转子位置角的正确性。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法，其特征在于：包括以下步骤，
获取电机转子不同位置时的转子位置角和相应的转子相对机械位置角；其中，转子位置角为转子磁通与电机A相磁通的夹角；
转子主轴端部边线被若干角度标识分割成若干等分，电机本体或其他非转动部件设置有与角度标识配合的指示部件，指示部件指示的角度标识为转子相对机械位置角；
计算不同位置转子位置角之间的差值Δγei和相应的转子相对机械位置角之间的差值Δγmi，计算Δγei与pΔγmi的差值ξi；其中，p为转子极对数，i为整数，1≤i≤q，q为差值数量；
响应于所有ξi均在阈值范围内，则静止变频器检测转子位置角准确。
2.根据权利要求1所述的一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法，其特征在于：转子主轴端部边线分成的等分数n为，
Figure FDA0002767054140000011
其中，δ为允许偏差，k≥1为校验精度系数。
3.根据权利要求1所述的一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法，其特征在于：不同位置转子位置角差值计算过程为，
转子位置角γe1、γe2、...、γeq，计算γe1-γeq和γe(j+1)-γej，得到q个差值Δγe1、Δγe2、...、Δγeq；其中，j为整数，1≤j≤q-1；
不同位置转子相对机械位置角差值计算过程为，
转子位置角γm1、γm2、...、γmq，计算γm1-γmq和γm(j+1)-γmj，得到q个差值Δγm1、Δγm2、...、Δγmq；其中，j为整数，1≤j≤q-1。
4.根据权利要求1所述的一种同步电机转子静止位置检测值的校验方法，其特征在于：响应于所有|ξi|≤δ，则转子位置角准确。
5.一种同步电机转子静止位置检测值的校验系统，其特征在于：包括，
位置角获取模块：获取电机转子不同位置时的转子位置角和相应的转子相对机械位置角；其中，转子位置角为转子磁通与电机A相磁通的夹角；
转子主轴端部边线被若干角度标识分割成若干等分，电机本体或其他非转动部件设置有与角度标识配合的指示部件，指示部件指示的角度标识为转子相对机械位置角；
计算模块：计算不同位置转子位置角之间的差值Δγei和相应的转子相对机械位置角之间的差值Δγmi，计算Δγei与pΔγmi的差值ξi；其中，p为转子极对数，i为整数，1≤i≤q，q为差值数量；
判断模块：响应于所有ξi均在阈值范围内，则静止变频器检测转子位置角准确。
6.根据权利要求5所述的一种同步电机转子静止位置检测值的校验系统，其特征在于：计算模块中，
不同位置转子位置角差值计算过程为，
转子位置角γe1、γe2、...、γeq，计算γe1-γeq和γe(j+1)-γej，得到q个差值Δγe1、Δγe2、...、Δγeq；其中，j为整数，1≤j≤q-1；
不同位置转子相对机械位置角差值计算过程为，
转子位置角γm1、γm2、...、γmq，计算γm1-γmq和γm(j+1)-γmj，得到q个差值Δγm1、Δγm2、...、Δγmq；其中，j为整数，1≤j≤q-1。
7.根据权利要求5所述的一种同步电机转子静止位置检测值的校验系统，其特征在于：响应于所有|ξi|≤δ，判断模块判断静止变频器检测转子位置角准确。
8.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于：所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法。
9.一种计算设备，其特征在于：包括，
一个或多个处理器、一个或多个存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述一个或多个存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行根据权利要求1至4所述的方法中的任一方法的指令。
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