CN111953252B - 一种用于三级式无刷同步电机变频交流发电系统的同步采样方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种用于三级式无刷同步电机变频交流发电系统的同步采样方法，涉及宽变频交流数字采样技术领域，能够提升电压有效值采集的准确性和及时性。本发明包括：利用FPGA得到永磁发电机输出的电压频率来间接推算得到主电机输出电压频率；通过FPGA控制AD7656对主电机输出电压、电流信号进行采集；根据主电机输出的电压信号频率和采样点数，确定DSP的采样频率；按照采样频率从FPGA中读取数据,若不是初次采样，则将当前采集到的数据的瞬时值存放在队列尾部，再根据队列中的所有数据获得有效值；利用有效值输出的PWM信号。本发明适用于提高飞机变频交流发电系统数字采样和有效值计算的准确性和快速性，从而提高调压精度和动态性能。

Description

一种用于三级式无刷同步电机变频交流发电系统的同步采样 方法

技术领域

本发明涉及三级式无刷同步电机变频交流数字采样技术领域，尤其涉及一种用于三级式无刷同步电机变频交流发电系统的同步采样方法。

背景技术

变频交流发电系统以其结构简单、安全可靠、功率密度高、易实现起动发电等优点，被广泛应用在目前最先进的多电大客机如A380、A350和B787中，目前我国成功首飞的大客机C919也采用了变频交流发电系统这一架构。应用在飞机的变频交流电源系统的电压频率一般在360～800Hz之间，输出电压目前有 115/200V和230/400V两种，为了维持飞机供电系统的电压稳定，要求输出电压要在全转速范围内具有良好的调压精度。

飞机变频交流电源系统省去了恒速传动装置，简化了系统结构，但同时也对GCU(Generator Control Unit,发电机控制器)提出了更高的设计要求。发电机控制器最主要的功能是维持电压的稳定，电压反馈值的精确性和实时性直接影响着电压调节的性能。

但是，传统的定频定采样点数的方法很难满足在宽变频对正周期信号的准确采集，准确性和实时性难以保证。因此变频交流发电系统应用在飞机上，仍然存在诸多技术问题需要解决，例如在全转速范围内保持调压精度相比于仅利用DSP进行异步采样的方法，会由于采样点数误差导致周期误差的产生，并且难以快速检测到信号频率的变化，这就影响了信号采集的准确度和及时性。

发明内容

本发明的实施例提供一种用于三级式无刷同步电机变频交流发电系统的同步采样方法，能够提升电压有效值采集的准确性和及时性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

利用FPGA测得PMG输出的三相交流电压信号频率，从而得到和PMG同轴旋转的主电机输出的电压频率；

在对所述电压频率进行滤波后，对所述发电机输出的三相电压进行同步采集；根据主发电机输出的电压信号频率和采样点数，确定数字信号处理器(DSP) 的采样频率；按照所述采样频率从现场可编程逻辑门阵列(FPGA)中读取数据存放在队列中，并判断是否为初次采样，若不是初次采样，则将当前采集到的数据的瞬时值存放在队列尾部，再根据队列中的所有数据获得有效值；将所述有效值输入调压模块，利用所述调压模块输出的脉冲宽度调制(PWM)信号，驱动功率电路执行调压功能。

首先通过过零点比较电路将永磁发电机(PMG)发出的正弦电压信号转换成同频率的方波，然后送入FPGA中得到永磁发电机的转速信号，从而间接得到主电机发出电能的频率信息，在通过FPGA控制AD7656芯片对主电机发出的三相电压、电流等交流信号进行高速采集，在FPGA中对数字信号进行中值滤波后，送入DSP中计算有效值，在计算有效值时，采用顺时值周期积分法，即固定采样点数不变，改变采样频率，把采集数据设计成队列形式，当一个点过来时，舍弃最前面的点，从而实现采集到一个点即计算出电压的有效值，来进行数字调压。

相对于异步采样的方法，本实施例提供一种同步采样的方案，具体提出一种飞机宽变频交流同步采样和有效值算法，通过FPGA可以实时快速的跟踪频率变化，并能够实现交流信号的高速采集和滤波，实现了瞬时值计算有效值，极大地提升了系统的运行效率，提升了电压有效值计算的准确性和及时性，从而使飞机变频交流发电系统在全转速范围内都能保证良好的调压精度，并提高了数字调压系统的动态性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1为采集系统硬件架构图；

图2为三级式无刷同步电机变频交流发电系统的硬件架构示意图；

图3为数据采集过程的整体软件流程图；

图4为发电机控制器采集三相交流电源在320Hz下的有效值示意图；

图5为发电机控制器采集三相交流电源在400Hz下的有效值示意图；

图6为发电机控制器采集三相交流电源在640Hz下的有效值示意图；

图7为发电机控制器采集三相交流电源在800Hz下的有效值示意图；

图8为发电机控制器采集三相交流电源在400Hz下变幅值的有效值示意图；

图9为发电机控制器采集三相交流电源从400Hz变为640Hz在变为400Hz 下的有效值示意图；

图10为发电机控制器采集三相交流电源从400Hz变为800Hz在变为400Hz 下的有效值示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。下文中将详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/ 或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本实施例公开了一种可以用于三级式无刷同步电机变频交流发电系统的同步采样和有效值计算方法，属于飞机宽变频交流采样技术领域。实际应用中可以采用DSP+FPGA+AD7656的硬件架构。

本实施例的主要设计思路在于，利用FPGA通过硬件测频的方法获得三级式无刷同步电机的转速，在控制A/D转换芯片AD7656对主电机输出三相电压、电流等交流量进行高速数据采集和数字滤波后送给数字信号处理器DSP，在DSP中通过顺时值周期积分法来计算三相电压有效值，通过调压程序来输出脉宽调制信号(PWM信号)，完成调压的目的。其中，利用了可以实现高速同步采样的AD7656 芯片，通过FPGA来控制AD转换芯片采样，并且采用的为同步采样方法和瞬时值周期积分法来计算有效值。

用于三级式无刷同步变频交流发电系统的同步采样本发明实施例提供一种用于三级式无刷同步电机变频交流发电系统的同步采样方法，包括：

S1、利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)测得永磁发电机(PMG)输出的三相交流电压信号频率，并得到和PMG同轴旋转的主电机输出的电压频率。

S2、在对所述电压频率进行滤波后，通过FPGA控制AD7656对所述主电机输出的三相电压进行同步采集。

S3、根据主电机输出的电压信号频率和采样点数，确定数字信号处理器(DSP) 的采样频率。

S4、若是初次采样即队列中无数据，按照所述采样频率从FPGA中读取N个数据存放在队列中，根据队列中的所有数据获得电压有效值，N为固定的采样点数个数；。

S5、若不是初次采样，则将当前采集到的数据的瞬时值存放在队列尾部，再根据队列中的所有数据获得有效值。

S6、将所述有效值输入调压模块，利用所述调压模块输出的脉冲宽度调制 (PWM)信号，驱动功率电路执行调压功能。

传统的定频定采样点数的方法很难满足在宽变频对正周期信号的准确采集，准确性和实时性难以保证。因此变频交流发电系统应用在飞机上，仍然存在诸多技术问题需要解决，例如在全转速范围内保持调压精度相比于仅利用DSP进行异步采样的方法，会由于采样点数误差导致周期误差的产生，并且难以快速检测到信号频率的变化，这就影响了信号采集的准确度和快速性，本发明利用FPGA 进行硬件测频，可以快速准确的获得信号频率，并且通过误差累加单元的设置防止了同步采样中同步误差的累加，通过瞬时值周期积分法，可以快速准确的获得电压有效值，使发电系统在全转速范围保证电压调节的精度。

在本实施例中，步骤S2，在根据主发电机输出的电压信号频率和采样点数，确定数字信号处理(DSP)的采样频率后，还包括：

通过误差累计增量，确定DSP中断服务程序的计数值；

DSP按照所述采样频率，通过中断服务程序从FPGA中读取数据；

若判断为初次采样，则采样N个数据，再根据所述N个数据获得有效值。其中，首先需要判断是否为初次采样，若是初次采样按照所述采样频率从FPGA 中读取N个数据存放在队列中，根据所述N个数据获得电压有效值。

若不是初次采样，则将当前采集到的数据的瞬时值存放在队列尾部，再根据队列中的所有数据获得有效值。

本实施例中所设计的DSP数据采集过程包括根据主发电机输出电压信号频率和采样点数动态确定DSP的采样频率f_s，通过误差累计增量法，动态确定中断服务程序的计数值，DSP按照所述采样频率f_s从FPGA中读取数据，并存放在一个队列中，判断是否为初次采样，若是初次采样则采样N个数据，在求平方和后取平均值，开根号后获得有效值，若不是初次采样，则采集一个数据，对队列中的数据求取有效值。

其中，根据FPGA测到的主电机输出电压频率f，根据采样点数N来确定采样频率f_s＝N×f，通过采样频率f_s确定中断定时器的计数值为N_t＝f_d/f_s，(f_d为 DSP的计数频率)，因为N_t不一定为整数，所以会产生同步误差，采用误差累计增量法，动态确定中断定时器的计数值，可以使误差不累计，减小周期误差的大小，提高有效值计算的精度。

具体的，所述通过误差累计增量，确定中断服务程序的计数值，包括：

读取误差累加单元S_i，且

其中

(v为计数值不为整数带来的同步误差)，ent为取整符号，N为采样点数，i为计数单元， f_s为采样频率，f_d为DSP的计数频率。

在每次采样前判断S_i的值，若S_i＜0.5，则定时器计数值

若S_i≥0.5，则计数值取为u+1，并且把S_i更新为S_i＝S_i-1。

本实施例中设计的误差累计增量法，动态确定中断定时器的计数值指的是设置一个误差累加单元S_i，令

(其中

ent为取整符号，N为采样点数，i为计数单元)，每次采样前判断S_i的值，若S_i＜0.5，则定时器计数值为

若S_i≥0.5，则计数值取为u+1，并且把S_i改为 S_i＝S_i-1。采用这种方法造成的同步误差不会累计，可以减小有效值计算的周期误差。

在本实施例中，步骤S1，所述利用永磁发电机输出的三相交流电压信号频率，得到主电机输出的电压频率，包括：

通过过零点比较电路，将所述发电机输出的三相交流电压中的正弦信号转换成方波信号。

将转换的方波信号通过光耦隔离后输入所述FPGA中，并在所述FPGA中测得方波频率f_PMG，获取所述发电机的转速

并进一步得到主电机输出的电压频率

其中，p₁为所述永磁发电机(PMG)的极对数，p₂为所述主电机极对数。

例如：把永磁发电机输出的三相交流电压通过过零点比较电路把正弦信号转换成方波信号，在通过光耦隔离后送入FPGA中，在FPGA中利用等精度测频法测得方波频率f_PMG，从而推算出电机的转速

(p₁为永磁发电机极对数)，得到主电机输出电压频率

(p₂为主电机极对数)。

具体的，所述在所述FPGA中利用等精度测频法测得方波频率，包括：在闸门时间里对方波信号计数为N_x，检测标准信号计数为N_s，在所述FPGA中测得得方波信号的频率为

其中，所述闸门时间为t，t为所述方波信号的周期的整数倍，f_t为标准信号的频率。

例如：在将永磁发电机输出的三相电压正弦信号经过过零点比较电路转换成方波信号后，利用FPGA对方波信号容易检测的特点进行测频，等精度测频即通过设置实际闸门时间为t使之成为被测信号周期的整数倍，在闸门时间里对方波信号计数为N_x，检测标准信号计数为N_s，设标准信号的频率为f_t，则可以测得方波信号的频率为

从而推算出电机的转速

(p₁为永磁发电机极对数)，得到主电机输出电压频率

(p₂为主电机极对数),采用这种方法测得的频率误差

采用等精度测频法可以满足频率测量的精度和动态要求。

AD7656的长度为16位，可以提高采样精度。本实施例中利用FPGA控制 AD7656可以实现数据的高速采集，在高速采集数字信号中采用中值滤波不会影响电压计算有效值，采用这种滤波方式可以减小谐波带来的干扰即中值滤波法可以减小谐波带来的干扰。

本实施例中，步骤S3，所述对所述发电机输出的三相电压进行同步采集，包括：

在调压点采集所述发电机输出的三相电压的电压信号u_a、u_b和u_c，其中，u_a、 u_b和u_c为电压信号的模拟信号。经过电阻分压后再通过变压器隔离后输入所述 FPGA，通过所述FPGA控制AD7656采样芯片将隔离后得到的信号转换为数字信号U_A、U_B和U_C。通过所述FPGA对U_A、U_B和U_C进行数字中值滤波。

例如：采集主电机输出三相电压指的是：采集调压点的电压信号u_a、u_b、u_c经过电阻分压后通过变压器隔离后，通过FPGA控制AD7656采样芯片对发电机输出三相电压进行高速同步采集，转换为数字信号U_A、U_B和U_C。数字滤波指的是：在FPGA中对采集到的U_A、U_B、U_C进行数字中值滤波。

在本实施例中，步骤S5，所述将当前采集到的数据的瞬时值存放在队列尾部，再根据队列中的所有数据获得有效值，包括：

若不是初次采样即队列中存满数据时，当采集到一个数据后把队列所有数据循环左移一位。将采集的瞬时值放在所述队列的尾部，再对所述队列的所有数据求平方和后再取平均值，将所述平均值开根号后获得所述有效值。

例如：当不是初次采样时，采集到一个数据后把队列所有数据循环左移一位，在把采集的瞬时值放在队列的尾部，然后对队列的所有数据求平方和后取平均值，开根号后获得有效值。获得有效值后送入调压模块来输出PWM信号来驱动功率电路完成调压功能。采用瞬时值周期积分法需要在DSP中把数据按照队列的形式存放，每一次采样之后需要去掉最前面的值，然后对所有数据进行循环左移，把采集到的最新数据放到队尾，实现采样一次即计算一次有效值，反馈电压有效值的刷新速度大大加快，可以提高调压系统的动态性能。

在本实施例中，步骤S2中，所述对所述电压频率进行滤波，包括：

在得到所述主电机输出电压频率后，依次执行程序判断滤波和中值滤波。所述程序判断滤波包括：相邻两次采样信号的差值大于某值时，判定为干扰信号，并舍弃干扰信号。中值滤波指包括：连续采集3个频率信号后，按照频率信号中的参数大小进行排序，取排序结果的中间值作为采样值。

例如：利用FPGA测到的主电机输出电压频率f，需要经过程序判断滤波和中值滤波，程序判断滤波指的是两次采样信号的差值大于某值时，表明信号为干扰信号，需要舍弃，否则为有效信号。中值滤波指的是采集几个信号对其排序，取中间值为本次采样值。采用两种滤波方式，可以大大减小频率因干扰带来的误差，提高频率采集的精度。

举例来说，本实施例应用在飞机宽变频交流同步采样的场景中，如图1所示的硬件架构框图和图2所示采用所述硬件架构的三级式无刷同步电机变频交流发电系统(在图2中，U_PMG为永磁发电机输出三相电压信号，I_ef为交流励磁机励磁电流，U为主电机输出三相电压信号，I为主电机输出三相电流信号)，其中：

(1).获取转速和频率信息：把永磁发电机输出的三相交流电压通过过零点比较电路把正弦信号转换成方波信号，在通过光耦隔离后送入FPGA中，在FPGA 中利用等精度测频法测得方波频率f_PMG，从而推算出电机的转速

(p₁为永磁发电机极对数)，得到主电机输出电压频率

(p₂为主电机极对数)。

(2)频率滤波：对计算得到的主电机输出电压频率进行程序判断滤波和中值滤波。

(3).采集主电机输出三相电压：采集调压点的电压信号u_a、u_b、u_c经过电阻分压后通过变压器隔离后，通过FPGA控制AD7656采样芯片对发电机输出三相电压进行高速同步采集，转换为数字信号U_A、U_B、U_C。

(4).数字滤波：在FPGA中对采集到的U_A、U_B、U_C进行数字中值滤波。

(5).DSP数据采集：根据主发电机输出电压信号频率和采样点数动态确定 DSP的采样频率f_s，通过误差累计增量法，动态确定中断服务程序的计数值，DSP 按照采样频率f_s确定的中断服务程序里从FPGA中读取数据，并存放在一个队列中，判断是否为初次采样，若是初次采样则采样N个数据，在求平方和后取平均值，开根号后获得有效值，若不是初次采样，则采集一个数据。

(6).瞬时值周期积分法：当不是初次采样时，采集到一个数据后把队列所有数据循环左移一位，在把采集的瞬时值放在队列的尾部，然后对队列的所有数据求平方和后取平均值，开根号后获得有效值。

(7)获得有效值后送入调压模块来输出PWM信号来驱动功率电路完成调压功能。图3为飞机宽变频交流同步采样和有效值算法的软件流程图，图中详细介绍了整个采样和有效值算法的流程。

图4-图7显示了利用发电机控制器(GCU)对输出有效值为115V的三相交流电源(用来替代变频发电机)进行输出电压检测，在320Hz、400Hz、640Hz和 800Hz下获得的电压有效值，可以看到采用这种DSP+FPGA+AD7656的硬件架构，并采用同步采样和瞬时值周期积分法可以使电压有效值在全频率范围内稳定在 114V到116V之间，并且只有±0.5V的误差，可以满足国军标GJB 181B-2012对调压精度的要求。

图8显示了利用发电机控制器(GCU)对三相交流电源(用来替代变频发电机)进行输出电压检测，三相交流源输出电压为400Hz，有效值幅值变化从115V 到125V到105V再到115V，可以看到采用这种DSP+FPGA+AD7656的硬件架构，并采用同步采样和瞬时值周期积分法可以使输出电压有效值在变幅值时能够很好的跟踪电压有效值变化，可以满足对调压精度的要求。(三相交流电源在变幅值时，因为其自身的特性输出电压会有较大的变化，并不能一直维持不变)

图9和图10显示了利用发电机控制器(GCU)对三相交流电源(用来替代变频发电机)进行输出电压检测，三相交流源输出电压有效值为115V，频率变化分别从400Hz到640Hz再到400Hz,400Hz到800Hz再到400Hz，可以看到采用这种DSP+FPGA+AD7656的硬件架构，并采用同步采样和瞬时值周期积分法可以使输出电压有效值在变频率时能够很好的跟踪电压有效值变化，可以满足对调压精度的要求。(三相交流电源在频率瞬间变化很大时，因为其自身的特性输出电压会有较大的变化，并不能一直保持不变)

相对于异步采样的方法，本实施例设计了一种同步采样方案。旨在提出一种飞机宽变频交流同步采样和有效值算法，从而提升电压有效值计算的准确性和及时性，进而提高飞机变频交流发电系统的调压精度和动态性能。

本实施例实现的有益效果主要包括了：

1.采用FPGA对信号进行硬件测频，并采用等精度测频法，并且对频率进行了程序判断滤波和中值滤波，可以极大地提高频率测量的准确性和实时性。

2.由于采用了A/D转换芯片AD7656，可以实现对三相电压信号进行高速同步采集，三相交流电压信号不存在相位差，并且利用了FPGA控制AD7656对信号高速采集可以对信号进行中值滤波，减小干扰信号的影响。

3.利用FPGA控制AD7656对信号进行采集，不需要占用DSP的资源，并且 A/D转换芯片AD7656具有6路16位的采样通道，而DSP自带的采样通道为12 位，因此AD7656具有更高的采样精度。

4.该方法可以实现在宽频率范围内对信号进行同步采集，利用误差累加单元，可以减小因数字信号处理器DSP中断服务程序中计数值不能时刻为整数值带来的周期误差。

5.采用瞬时值周期积分法，即采集到到一个电压数据，电压有效值就会更新一次，此时的有效值受到了之前数据的影响，起到了滑动滤波的作用，可以减小干扰带来的影响，并且能够提高有效值反馈的及时性，提高调压的动态性能。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于三级式无刷同步电机变频交流发电系统的同步采样方法，其特征在于，包括：

利用现场可编程逻辑门阵列(FPGA)测得永磁发电机(PMG)输出的三相交流电压信号频率，并得到和PMG同轴旋转的主电机输出的电压频率；

在对所述电压频率进行滤波后，通过FPGA控制AD7656对所述主电机输出的三相电压进行同步采集；

根据主电机输出的电压信号频率和采样点数，确定数字信号处理器(DSP)的采样频率；

若是初次采样即队列中无数据，按照所述采样频率从FPGA中读取N个数据存放在队列中，根据队列中的所有数据获得电压有效值，N为固定的采样点数个数；

若不是初次采样，则将当前采集到的数据的瞬时值存放在队列尾部，再根据队列中的所有数据获得有效值；

将所述有效值输入调压模块，利用所述调压模块输出的脉冲宽度调制(PWM)信号，驱动功率电路执行调压功能；

在根据主电机输出的电压信号频率和采样点数，确定数字信号处理器(DSP)的采样频率后，还包括：

通过误差累计增量，确定DSP中断服务程序的计数值；

DSP按照所述采样频率，通过中断服务程序从FPGA中读取数据；

若判断为初次采样，则采样N个数据，再根据所述N个数据获得有效值；

所述通过误差累计增量，确定DSP中断服务程序的计数值，包括：

读取误差累加单元S_i，且

其中

ent为取整符号，N为采样点数，i为计数单元，f_s为采样频率，f_d为DSP的计数频率；

在每次采样前判断S_i的值，若S_i＜0.5，则定时器计数值

若S_i≥0.5，则计数值取为u+1，并且把S_i更新为S_i＝S_i-1。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到和PMG同轴旋转的主电机输出的电压频率，包括：

通过过零点比较电路，将所述PMG输出的三相交流电压中的正弦信号转换成方波信号；

将转换的方波信号通过光耦隔离后输入所述FPGA中，并在所述FPGA中测得方波频率f_PMG，获取所述三级式无刷同步电机的转速

并进一步得到主电机输出的电压频率

其中，p₁为所述永磁发电机的极对数，p₂为所述主电机极对数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述FPGA中测得方波频率，包括：

在闸门时间里对方波信号计数为N_x，检测标准信号计数为N_s，在所述FPGA中测得得方波信号的频率为

其中，所述闸门时间为t，t为所述方波信号的周期的整数倍，f_t为标准信号的频率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述主电机输出的三相电压进行同步采集，包括：

在调压点采集所述主电机输出的三相电压的电压信号u_a、u_b和u_c，其中，u_a、u_b和u_c为电压信号的模拟信号；

u_a、u_b和u_c经过电阻分压后再通过变压器隔离后，通过所述FPGA控制AD7656采样芯片将模拟信号分别转换为数字信号U_A、U_B和U_C；

通过所述FPGA对U_A、U_B和U_C进行数字中值滤波。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将当前采集到的数据的瞬时值存放在队列尾部，再根据队列中的所有数据获得有效值，包括：

若不是初次采样即队列中存满数据时，当在数据采集后把队列所有数据循环左移一位；

将采集的瞬时值放在所述队列的尾部，再对所述队列的所有数据求平方和后再取平均值，将所述平均值开根号后获得所述有效值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述电压频率进行滤波，包括：

在得到所述主电机输出电压频率后，依次执行程序判断滤波和中值滤波；

所述程序判断滤波包括：相邻两次采样信号的差值大于某值时，判定为干扰信号，并舍弃干扰信号；

中值滤波指包括：连续采集3个频率信号后，按照频率信号中的参数大小进行排序，取排序结果的中间值作为采样值。

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