[发明专利]一种永磁同步电机的带速重投方法、系统及装置

说明书

本申请公开了一种永磁同步电机的带速重投方法，包括：通过电压传感器获取永磁同步电机的定子线上产生的感应电动势信号；根据感应电动势信号计算永磁同步电机的电机转速和转子位置；利用转子位置和电机转速执行带速重投操作。在实际应用中，采用本申请的方案，仅需设置一个电压传感器，通过该电压传感器采集到的永磁同步电机定子线上随永磁同步电机转动所产生的感应电动势信号，即可分析出永磁同步电机在任意时刻的转子位置和电机转速，实现永磁同步电机在任意转速点无位置传感器的带速重投，降低了系统成本及变流器空间、提高了系统鲁棒性。本申请还公开了一种永磁同步电机的带速重投系统及装置，具有上述有益效果。

技术领域

本申请涉及永磁同步电机领域，特别是涉及一种永磁同步电机的带速重投方法、系统及装置。

背景技术

永磁同步电机以其效率高、功率密度大、启动转矩大和调速范围宽等优点广泛应用于轨道交通车辆的牵引传动系统。对于电力机车一类的以电机惰行工况为常规工况的应用场合，需要通过带速重投实现永磁同步电机从惰行工况到电动工况的切换。为保证永磁同步电机在任意转速下的带速重投成功，在重投前就需要知道永磁同步电机的转子位置及电机转速。

考虑到在轨道交通车辆的牵引传动系统中，位置传感器容易受到电磁干扰，在进行带速重投时一般采用无位置传感器的方案，如申请号为CN201811188488.X的专利申请所提供的方案，在变流器和电机端安装两个电压传感器来采集电机的三相端电压，通过端电压幅值来估计电机转速和转子位置，设置两个电压传感器增加了系统的成本，增加了变流器空间，降低了系统鲁棒性。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种永磁同步电机的带速重投方法，仅需设置一个电压传感器，即可实现永磁同步电机在任意转速点无位置传感器的带速重投，降低了系统成本及变流器空间、提高了系统鲁棒性；本申请的另一目的是提供一种永磁同步电机的带速重投系统及装置。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种永磁同步电机的带速重投方法，包括：

通过电压传感器获取永磁同步电机的定子线上产生的感应电动势信号；

根据所述感应电动势信号计算所述永磁同步电机的电机转速和转子位置；

利用所述转子位置和所述电机转速执行带速重投操作。

优选的，所述根据所述感应电动势信号计算所述永磁同步电机的电机转速和转子位置的过程具体为：

按预设规则对所述感应电动势信号进行过零点检测，获取所述感应电动势信号的过零点穿越时刻，并计算相邻两次过零点穿越时刻的时间间隔；

通过所述时间间隔计算所述感应电动势信号的角速度；

当所述感应电动势信号处于所述过零点穿越时刻，根据预设相位值确定所述感应电动势信号的相位，当所述感应电动势信号处于其他时刻，根据所述角速度计算所述感应电动势信号的相位；

将所述相位按预设对应关系转换为转子位置，并将所述角速度转换为电机转速。

优选的，所述通过所述时间间隔计算所述感应电动势信号的角速度的过程具体为：

根据角速度关系式计算所述感应电动势信号的角速度，其中，所述角速度关系式为ω_e＝π/Ts，ω_e为所述角速度，Ts为所述时间间隔。

优选的，所述根据所述角速度计算所述感应电动势信号的相位的过程具体为：

按计算周期根据所述角速度计算所述感应电动势信号的相位。

优选的，所述按计算周期根据所述角速度计算所述感应电动势信号的相位的过程具体为：