CN113809969B - 一种同步电机转子位置评估方法和装置 - Google Patents

一种同步电机转子位置评估方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113809969B
CN113809969B CN202110869027.4A CN202110869027A CN113809969B CN 113809969 B CN113809969 B CN 113809969B CN 202110869027 A CN202110869027 A CN 202110869027A CN 113809969 B CN113809969 B CN 113809969B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
phase
stator winding
synchronous motor
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110869027.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113809969A (zh
Inventor
李浩源
李官军
陶以彬
吴福保
杨波
居蓉蓉
余豪杰
何洁琼
陈国伟
殷实
孙博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Original Assignee
China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI filed Critical China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI
Priority to CN202110869027.4A priority Critical patent/CN113809969B/zh
Publication of CN113809969A publication Critical patent/CN113809969A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113809969B publication Critical patent/CN113809969B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/18—Estimation of position or speed
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/32—Determining the initial rotor position
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/34—Arrangements for starting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022—Synchronous motors
    • H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
    • H02P25/026—Synchronous motors controlled by supply frequency thereby detecting the rotor position
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2203/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the means for detecting the position of the rotor
    • H02P2203/03—Determination of the rotor position, e.g. initial rotor position, during standstill or low speed operation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2203/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the means for detecting the position of the rotor
    • H02P2203/11—Determination or estimation of the rotor position or other motor parameters based on the analysis of high frequency signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本申请提供一种同步电机转子位置评估方法和装置，先确定定子绕组的电压中感应信号的频率，然后确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号，最后评估同步电机转子的位置，通过滑动平均滤波模块提高了同步电机转子位置的精度。本申请充分利用励磁绕组中已有的励磁绕组的电压，并通过对励磁绕组的电压进行傅里叶分解，得到励磁绕组的电压中交流信号的频率，进而得到与励磁绕组的电压中交流信号的频率相等的定子绕组的电压中感应信号的频率，无需增加辅助设备和注入额外信号，成本较低。而且能够提高静止变频器的启动成功率，为静止变频器在全功率变速运行、重载启动和低速抗负载扰动能力提升打下良好基础，且提高了同步电机的运行性能。

Description

一种同步电机转子位置评估方法和装置
技术领域
本申请涉及电力电子技术领域，具体涉及一种同步电机转子位置评估方法和装置。
背景技术
抽水蓄能电站通常用于电能的大容量存储，基于晶闸管的静止变频器(StaticFrequency Converter，SFC)是抽水蓄能电站的核心控制设备。静止变频器根据同步电机的转子位置进行换流，进而实现自同步，一旦转子位置出错，静止变频器就会出现换流失败。因此，在同步电机启动前，就需要准确获取转子的初始位置，从而保证静止变频器生产的第一组可控硅脉冲序列可以使得同步电机获得最大的启动转矩，进而实现同步电机的可靠启动。
目前，采用磁链观测法和电压过零检测法实现同步电机转子位置检测，具体是通过对定子绕组电动势积分得到磁链，再求反正切计算转子位置。但是投励时刻容易误判，低频时同步机组电动势小，且晶闸管换相会导致电压波形畸变，导致检测精度低。
发明内容
为了克服上述现有技术中精度低的不足，本申请提供一种同步电机转子位置评估方法，包括：
基于采集的励磁绕组的电压确定定子绕组的电压中感应信号的频率；
基于所述定子绕组的电压中感应信号的频率和所述定子绕组的线电压确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号；
基于所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号评估所述同步电机转子的位置。
所述基于采集的励磁绕组的电压确定定子绕组的电压中感应信号的频率，包括：
通过设置于励磁绕组上的第一电压传感器采集所述励磁绕组的电压；
对所述励磁绕组的电压进行傅里叶分解，得到励磁绕组的电压中交流信号的频率；
基于所述励磁绕组的电压中交流信号的频率确定所述定子绕组的电压中感应信号的频率。
所述基于所述定子绕组的电压中感应信号的频率和所述定子绕组的电压确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号，包括：
通过设置于定子绕组上的第二电压传感器采集所述定子绕组的线电压；
对所述定子绕组的线电压进行clark变换，得到所述定子绕组在两相静止坐标系下的电压；
基于所述定子绕组在两相静止坐标系下的电压和上一时刻的转子位置确定所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号。
所述定子绕组在两相静止坐标系下的电压按下式确定：
式中，uα表示所述定子绕组在两相静止坐标系下的α轴电压，uβ表示所述定子绕组在两相静止坐标系下的β轴电压，uab表示所述定子绕组A相和B相之间的线电压，ubc表示所述定子绕组B相和C相之间的线电压，uca表示所述定子绕组C相和A相之间的线电压。
所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号按下式确定：
式中，MAFin(T-1)表示所述锁相环中滑动平均滤波模块在T-1时刻的输入信号，表示转子在T-1时刻的位置，ωf表示所述定子绕组的电压中感应信号的频率，Ts表示采样周期。
所述基于所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号评估所述同步电机转子的位置，包括：
基于所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号确定转子在T时刻的位置偏差；
基于所述同步电机转子在T时刻的位置偏差确定所述同步电机转子的转速；
基于所述同步电机转子的转速确定所述同步电机转子的位置。
所述同步电机转子在T时刻的位置偏差按下式确定：
式中，ε(T)表示所述同步电机转子在T时刻的位置偏差，ε(T-1)表示所述同步电机转子在T-1时刻的位置偏差，MAFin(T-1)表示所述锁相环中滑动平均滤波模块在T-1时刻的输入信号，MAFin(T-N)表示所述锁相环中滑动平均滤波模块在T-N时刻的输入信号，N表示MAF的数组维数，并且N＝Tf/Ts，Tf表示励磁绕组的电压中交流信号的周期，Ts表示采样周期。
所述同步电机转子的转速按下式确定：
式中，表示所述同步电机转子在T时刻的转速，Kp表示比例系数，Ki表示积分系数。
所述同步电机转子的位置按下式确定：
式中，表示所述同步电机转子在T时刻的位置评估值，/>表示所述同步电机转子在T-1时刻的位置。
本申请还提供一种同步电机转子位置评估装置，包括：
第一确定模块，用于基于采集的励磁绕组的电压确定定子绕组的电压中感应信号的频率；
第二确定模块，用于基于所述定子绕组的电压中感应信号的频率和所述定子绕组的线电压确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号；
评估模块，用于基于所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号评估所述同步电机转子的位置。
第一确定模块具体用于：
通过设置于励磁绕组上的第一电压传感器采集所述励磁绕组的电压；
对所述励磁绕组的电压进行傅里叶分解，得到励磁绕组的电压中交流信号的频率；
基于所述励磁绕组的电压中交流信号的频率确定所述定子绕组的电压中感应信号的频率。
第二确定模块具体用于：
通过设置于定子绕组上的第二电压传感器采集所述定子绕组的线电压；
对所述定子绕组的线电压进行clark变换，得到所述定子绕组在两相静止坐标系下的电压；
基于所述定子绕组在两相静止坐标系下的电压和上一时刻的转子位置确定所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号。
第二确定模块按下式确定定子绕组在两相静止坐标系下的电压：
式中，uα表示所述定子绕组在两相静止坐标系下的α轴电压，uβ表示所述定子绕组在两相静止坐标系下的β轴电压，uab表示所述定子绕组A相和B相之间的线电压，ubc表示所述定子绕组B相和C相之间的线电压，uca表示所述定子绕组C相和A相之间的线电压。
第二确定模块按下式确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号：
式中，MAFin(T-1)表示所述锁相环中滑动平均滤波模块在T-1时刻的输入信号，表示转子在T-1时刻的位置，ωf表示所述定子绕组的电压中感应信号的频率，Ts表示采样周期。
评估模块具体用于：
基于所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号确定转子在T时刻的位置偏差；
基于所述同步电机转子在T时刻的位置偏差确定所述同步电机转子的转速；
基于所述同步电机转子的转速确定所述同步电机转子的位置。
评估模块按下式确定转子在T时刻的位置偏差：
式中，ε(T)表示所述同步电机转子在T时刻的位置偏差，ε(T-1)表示所述同步电机转子在T-1时刻的位置偏差，MAFin(T-1)表示所述锁相环中滑动平均滤波模块在T-1时刻的输入信号，MAFin(T-N)表示所述锁相环中滑动平均滤波模块在T-N时刻的输入信号，N表示MAF的数组维数，并且N＝Tf/Ts，Tf表示励磁绕组的电压中交流信号的周期，Ts表示采样周期。
评估模块按下式确定转子的转速：
式中，表示所述同步电机转子在T时刻的转速，Kp表示比例系数，Ki表示积分系数。
评估模块按下式确定所述同步电机转子的位置：
式中，表示所述同步电机转子在T时刻的位置评估值，/>表示所述同步电机转子在T-1时刻的位置。
本申请提供的技术方案具有以下有益效果：
本申请的提供同步电机转子位置评估方法中，基于采集的励磁绕组的电压确定定子绕组的电压中感应信号的频率，基于所述定子绕组的电压中感应信号的频率和所述定子绕组的线电压确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号，基于锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号评估同步电机转子的位置，通过滑动平均滤波模块提高了同步电机转子位置的精度；
本申请充分利用励磁绕组中已有的励磁绕组的电压，并通过对励磁绕组的电压进行傅里叶分解，得到励磁绕组的电压中交流信号的频率，进而得到与励磁绕组的电压中交流信号的频率相等的定子绕组的电压中感应信号的频率，无需增加辅助设备和注入额外信号，成本较低；
本申请通过锁相环中的滑动平均滤波模块得到转子的位置偏差，并通过锁相环中的比例积分模块和积分模块得到转子的位置，避免使用带通滤波模块和低通滤波模块，滑动平均滤波模块起到了较好的滤波作用，进而为提高转子位置提供基础；
本申请提供的技术方案可以适用于多种应用场合，尤其适用于抽水蓄能电站等应用场合。
本申请提供的技术方案得到的转子位置能够提高静止变频器的启动成功率，为静止变频器在全功率变速运行、重载启动和低速抗负载扰动能力提升打下良好基础，且提高了同步电机的运行性能。
附图说明
图1是本申请实施例中同步电机转子位置评估方法的一种流程图；
图2是本申请实施例中同步电机转子位置评估方法的另一种流程图；
图3是本申请实施例中滑动平均滤波模块的幅值和相位特性曲线图；
图4是本申请实施例中同步电机转子位置评估装置的结构示意图；
图5是本申请实施例中用于抽水蓄能电站同步电机转子位置检测系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细说明。
实施例1
本申请实施例1提供了一种同步电机转子位置评估方法，具体流程图如图1所示，具体过程如下：
S101：基于采集的励磁绕组的电压确定定子绕组的电压中感应信号的频率；
S102：基于定子绕组的电压中感应信号的频率和定子绕组的线电压确定锁相环中滑动平均滤波模块(MAF)的输入信号；
S103：基于锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号评估同步电机转子的位置。
其中，基于采集的励磁绕组的电压确定定子绕组的电压中感应信号的频率，包括：
通过设置于励磁绕组上的第一电压传感器(如图5中的PT1)采集励磁绕组的电压；
对励磁绕组的电压进行傅里叶分解，得到励磁绕组的电压中交流信号的频率；
基于励磁绕组的电压中交流信号的频率确定定子绕组的电压中感应信号的频率。
需要说明的是，励磁绕组的电压中交流信号的频率与定子绕组的电压中感应信号的频率相等。
基于定子绕组的电压中感应信号的频率和定子绕组的电压确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号，具体过程为：
通过设置于定子绕组上的第二电压传感器(如图5中的PT2)采集定子绕组的线电压；
对定子绕组的线电压进行clark变换，得到定子绕组在两相静止坐标系下的电压；
基于定子绕组在两相静止坐标系下的电压和上一时刻的转子位置确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号。
进一步地，定子绕组在两相静止坐标系下的电压按下式确定：
式中，uα表示定子绕组在两相静止坐标系下的α轴电压，uβ表示定子绕组在两相静止坐标系下的β轴电压，uab表示定子绕组A相和B相之间的线电压，ubc表示定子绕组B相和C相之间的线电压，uca表示定子绕组C相和A相之间的线电压。
可选地，锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号按下式确定：
式中，MAFin(T-1)表示锁相环中滑动平均滤波模块在T-1时刻的输入信号，表示转子在T-1时刻的位置，ωf表示定子绕组的电压中感应信号的频率，Ts表示采样周期。
基于锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号评估同步电机转子的位置，如图2所示，包括：
基于锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号确定转子在T时刻的位置偏差；
基于转子在T时刻的位置偏差确定同步电机转子的转速；
基于同步电机转子的转速确定同步电机转子的位置。
其中，转子在T时刻的位置偏差按下式确定：
式中，ε(T)表示同步电机转子在T时刻的位置偏差，ε(T-1)表示同步电机转子在T-1时刻的位置偏差，MAFin(T-1)表示锁相环中滑动平均滤波模块在T-1时刻的输入信号，MAFin(T-N)表示锁相环中滑动平均滤波模块在T-N时刻的输入信号，N表示MAF的数组维数，并且N＝Tf/Ts，Tf表示励磁绕组的电压中交流信号的周期，Ts表示采样周期。
可选地，转子的转速按下式确定：
式中，表示同步电机转子在T时刻的转速，Kp表示比例系数，Ki表示积分系数。
进而，转子的位置按下式确定：
式中，表示同步电机转子在T时刻的位置评估值，/>表示同步电机转子在T-1时刻的位置。
图3为滑动平均滤波模块的幅值和相位特性曲线图，其中曲线A表示本申请实施例中的滑动平均滤波模块MAF的幅值和相位，曲线B表示低通滤波模块的幅值和相位。从图3可以看出，滑动平均滤波模块MAF的低频特性与低通滤波模块的低频特性相同，同时对整数次高频信号具有较强的抑制能力。比如，励磁绕组中交流信号的频率值为400Hz，则可以设计滑动平均滤波模块MAF窗口长度为0.0025s。根据滑动平均滤波模块MAF的幅频特性可以确定，滑动平均滤波模块MAF在1/Tf＝400Hz及其整数倍处具有较强的陷波能力，即与低通滤波器相比，滑动平均滤波模块MAF具有较强的滤波能力。因此，进一步提高了转子位置的精度。
实施例2
基于同一发明构思，本申请实施例2还提供一种同步电机转子位置评估装置，如图4所示，包括：
第一确定模块，用于基于采集的励磁绕组的电压确定定子绕组的电压中感应信号的频率；
第二确定模块，用于基于定子绕组的电压中感应信号的频率和定子绕组的线电压确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号；
评估模块，用于基于锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号评估同步电机转子的位置。
第一确定模块具体用于：
通过设置于励磁绕组上的第一电压传感器采集励磁绕组的电压；
对励磁绕组的电压进行傅里叶分解，得到励磁绕组的电压中交流信号的频率；
基于励磁绕组的电压中交流信号的频率确定定子绕组的电压中感应信号的频率。
第二确定模块具体用于：
通过设置于定子绕组上的第二电压传感器采集定子绕组的线电压；
对定子绕组的线电压进行clark变换，得到定子绕组在两相静止坐标系下的电压；
基于定子绕组在两相静止坐标系下的电压和上一时刻的转子位置确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号。
第二确定模块按下式确定定子绕组在两相静止坐标系下的电压：
式中，uα表示定子绕组在两相静止坐标系下的α轴电压，uβ表示定子绕组在两相静止坐标系下的β轴电压，uab表示定子绕组A相和B相之间的线电压，ubc表示定子绕组B相和C相之间的线电压，uca表示定子绕组C相和A相之间的线电压。
第二确定模块按下式确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号：
式中，MAFin(T-1)表示锁相环中滑动平均滤波模块在T-1时刻的输入信号，表示转子在T-1时刻的位置，ωf表示定子绕组的电压中感应信号的频率，Ts表示采样周期。
评估模块具体用于：
基于锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号确定转子在T时刻的位置偏差；
基于同步电机转子在T时刻的位置偏差确定同步电机转子的转速；
基于同步电机转子的转速确定同步电机转子的位置。
评估模块按下式确定转子在T时刻的位置偏差：
式中，ε(T)表示同步电机转子在T时刻的位置偏差，ε(T-1)表示同步电机转子在T-1时刻的位置偏差，MAFin(T-1)表示锁相环中滑动平均滤波模块在T-1时刻的输入信号，MAFin(T-N)表示锁相环中滑动平均滤波模块在T-N时刻的输入信号，N表示MAF的数组维数，并且N＝Tf/Ts，Tf表示励磁绕组的电压中交流信号的周期，Ts表示采样周期。
评估模块按下式确定转子的转速：
式中，表示同步电机转子在T时刻的转速，Kp表示比例系数，Ki表示积分系数。
评估模块按下式确定同步电机转子的位置：
式中，表示同步电机转子在T时刻的位置评估值，/>表示同步电机转子在T-1时刻的位置。
基于上述同步电机转子位置评估装置，本申请实施例提供一种用于抽水蓄能电站同步电机转子位置检测系统。如图5所示，同步电机转子位置检测系统包括交流系统AC、静止变频器(包括整流桥、电抗器和逆变桥)、同步电机、控制装置和转子位置检测装置。θr表示转子位置实际值，uf表示励磁绕组的电压。
具体的，交流系统用于为静止变频器供电。控制装置用于基于上一时刻的转子位置下发脉冲信号给静止变频器，通过静止变频器为同步电机提供交流电压。在静止变频器提供的交流电压的基础上，同步电机开始运行。同步电机的定子绕组的线电压通过第二电压传感器PT2采集，励磁绕组的电压通过第一电压传感器PT1采集。转子位置检测装置基于第一电压传感器PT1采集的励磁绕组的电压和第二电压传感器PT2采集的同步电机的定子绕组的线电压确定当前时刻转子位置。需要说明的是，由于转子位置是不断变化的，所以控制装置也会根据不断变化的转子位置发送不同的脉冲信号给静止变频器，实现对静止变频器的控制。
为了描述的方便，以上所述装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。
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。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本申请的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本申请精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本申请的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种同步电机转子位置评估方法，其特征在于，包括：
基于采集的励磁绕组的电压确定定子绕组的电压中感应信号的频率；
基于所述定子绕组的电压中感应信号的频率和所述定子绕组的线电压确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号；
基于所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号评估所述同步电机转子的位置；
所述基于采集的励磁绕组的电压确定定子绕组的电压中感应信号的频率，包括：
通过设置于所述励磁绕组上的第一电压传感器采集所述励磁绕组的电压；
对所述励磁绕组的电压进行傅里叶分解，得到励磁绕组的电压中交流信号的频率；
基于所述励磁绕组的电压中交流信号的频率确定所述定子绕组的电压中感应信号的频率；
所述基于所述定子绕组的电压中感应信号的频率和所述定子绕组的电压确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号，包括：
通过设置于所述定子绕组上的第二电压传感器采集所述定子绕组的线电压；
对所述定子绕组的线电压进行clark变换，得到所述定子绕组在两相静止坐标系下的电压；
基于所述定子绕组在两相静止坐标系下的电压和上一时刻的转子位置确定所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号；
所述定子绕组在两相静止坐标系下的电压按下式确定：
式中，uα表示所述定子绕组在两相静止坐标系下的α轴电压，uβ表示所述定子绕组在两相静止坐标系下的β轴电压，uab表示所述定子绕组A相和B相之间的线电压，ubc表示所述定子绕组B相和C相之间的线电压，uca表示所述定子绕组C相和A相之间的线电压；
所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号按下式确定：
式中，MAFin(T-1)表示所述锁相环中滑动平均滤波模块在T-1时刻的输入信号，表示转子在T-1时刻的位置，ωf表示所述定子绕组的电压中感应信号的频率，Ts表示采样周期；
所述基于所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号评估所述同步电机转子的位置，包括：
基于所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号确定转子在T时刻的位置偏差；
基于所述同步电机转子在T时刻的位置偏差确定所述同步电机转子的转速；
基于所述同步电机转子的转速确定所述同步电机转子的位置；
所述同步电机转子在T时刻的位置偏差按下式确定：
式中，ε(T)表示所述同步电机转子在T时刻的位置偏差，ε(T-1)表示所述同步电机转子在T-1时刻的位置偏差，MAFin(T-1)表示所述锁相环中滑动平均滤波模块在T-1时刻的输入信号，MAFin(T-N)表示所述锁相环中滑动平均滤波模块在T-N时刻的输入信号，N表示MAF的数组维数，并且N＝Tf/Ts，Tf表示励磁绕组的电压中交流信号的周期，Ts表示采样周期；
所述同步电机转子的转速按下式确定：
式中，表示所述同步电机转子在T时刻的转速，Kp表示比例系数，Ki表示积分系数；
所述同步电机转子的位置按下式确定：
式中，表示所述同步电机转子在T时刻的位置评估值，/>表示所述同步电机转子在T-1时刻的位置。
2.一种同步电机转子位置评估装置，下述模块用于执行如权利要求1所述方法，其特征在于，包括：
第一确定模块，用于基于采集的励磁绕组的电压确定定子绕组的电压中感应信号的频率；
第二确定模块，用于基于所述定子绕组的电压中感应信号的频率和所述定子绕组的线电压确定锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号；
评估模块，用于基于所述锁相环中滑动平均滤波模块的输入信号评估所述同步电机转子的位置。
CN202110869027.4A 2021-07-30 2021-07-30 一种同步电机转子位置评估方法和装置 Active CN113809969B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110869027.4A CN113809969B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种同步电机转子位置评估方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110869027.4A CN113809969B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种同步电机转子位置评估方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113809969A CN113809969A (zh) 2021-12-17
CN113809969B true CN113809969B (zh) 2023-10-20

Family

ID=78942531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110869027.4A Active CN113809969B (zh) 2021-07-30 2021-07-30 一种同步电机转子位置评估方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113809969B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106680716A (zh) * 2017-01-20 2017-05-17 浙江大学 一种基于无位置传感器的永磁电机轴承故障诊断的方法
CN107947649A (zh) * 2017-12-11 2018-04-20 中兴通讯股份有限公司 电机转子位置修正方法、装置及设备、存储介质
CN109245647A (zh) * 2018-09-05 2019-01-18 合肥工业大学 基于脉振高频注入的永磁同步电机无传感器控制方法
CN112600473A (zh) * 2020-11-23 2021-04-02 江苏科技大学 一种永磁同步电机转子位置估算系统及方法
CN112910329A (zh) * 2021-01-25 2021-06-04 东南大学 一种基于移动均值滤波器的pmsm无位置传感器控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106680716A (zh) * 2017-01-20 2017-05-17 浙江大学 一种基于无位置传感器的永磁电机轴承故障诊断的方法
CN107947649A (zh) * 2017-12-11 2018-04-20 中兴通讯股份有限公司 电机转子位置修正方法、装置及设备、存储介质
CN109245647A (zh) * 2018-09-05 2019-01-18 合肥工业大学 基于脉振高频注入的永磁同步电机无传感器控制方法
CN112600473A (zh) * 2020-11-23 2021-04-02 江苏科技大学 一种永磁同步电机转子位置估算系统及方法
CN112910329A (zh) * 2021-01-25 2021-06-04 东南大学 一种基于移动均值滤波器的pmsm无位置传感器控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113809969A (zh) 2021-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101964624B (zh) 永磁同步电机的无传感器控制系统
Keysan et al. Real-time speed and position estimation using rotor slot harmonics
CN107402350B (zh) 一种三相异步电机偏心故障检测方法
CN103344368B (zh) 基于可测电气量的鼠笼式异步电机能效在线监测方法
CN106208855A (zh) 同步电动机的温度估计装置
CN103036499A (zh) 一种永磁电动机转子位置的检测方法
CN103308706A (zh) 一种叶片泵转速检测方法及其装置
CN113504497B (zh) 基于交错分析的电机驱动系统电流传感器异常检测方法
CN104949798B (zh) 一种测量电机转动惯量的方法
CN102170262B (zh) 一种直驱永磁同步风电机组无速度传感器控制方法
Lee et al. Automatic power frequency rejection instrumentation for nonintrusive frequency signature tracking
CN113809969B (zh) 一种同步电机转子位置评估方法和装置
CN104393809B (zh) 适用于scr静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法
CN108521246A (zh) 永磁同步电机单电流传感器电流预测控制的方法及装置
JP6477147B2 (ja) 永久磁石電動機の鎖交磁束量測定方法、永久磁石電動機の鎖交磁束量測定プログラム、および永久磁石電動機の鎖交磁束量測定装置
CN110086399B (zh) 一种永磁同步电机转子位置复合检测及起动运行方法
CN109660169A (zh) 一种感应电机的转动惯量瞬态辨识方法
Hocine et al. A hybrid sensorless control of PMSG wind-power generator with frequency signal injection method and extended Kalman filter
Keysan et al. Speed & position estimation by demodulating rotor slot harmonics
CN103501153A (zh) 三相交流异步电动机的智能调速系统
Damdoum et al. Detection of faulty incremental encoder in a DFIM-based variable speed pump-turbine unit
Hocine et al. Sensorless Control of Direct Drive PMSG Wind-Power Generator
CN113904603B (zh) 三级式无刷交流同步电机转子位置估计的外差计算方法
CN113759248B (zh) 一种同步调相机定子绕组故障检测和辨别的方法
CN219915907U (zh) 永磁同步电机永磁体失磁诊断装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant