[发明专利]一种基于主励磁机励磁电流的同步解耦信号生成方法

权利要求书

1.一种基于主励磁机励磁电流的同步解耦信号生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、检测主励磁机定子励磁电流i_ef；获取定子励磁电流在主发电机定子侧电枢绕组感应出包含转子位置信息的高频响应信号u_αh和u_βh；

步骤S2、将主励磁机定子励磁电流i_ef进行平方处理，采用带通滤波器提取与两倍频高频响应信号同频信号i_fh；

步骤S3、对步骤S2中获取的与两倍频高频响应信号同频信号i_fh与高频响应信号进行解析计算，获取相位差

首先将i_fh延时π/2弧度，获得一组高频正余弦信号i_fh1和i_fh2；将i_fh1和i_fh2和步骤S1中获取的u_αh和u_βh两两相乘后，经过低通滤波器滤波后得到四个包含正余弦值的信号；其中，为高频响应电压与高频余弦信号间的相位差，即对所述四个包含正余弦信号进行极性还原后，计算得到相位差

步骤S4、根据步骤S3获得的相位差对步骤S3中高频余弦信号i_fh1进行延时处理，得到同步解耦信号f_h：

其中，ω_ex为励磁频率，K_h为同步解耦信号的幅值。

2.根据权利要求1所述的基于主励磁机励磁电流的同步解耦信号生成方法，其特征在于，所述步骤S1中主励磁机励磁的单相交流电幅值和频率恒定，产生的励磁电流为：

i_ef＝I_efsin(ω_ext)

其中I_ef为励磁电流幅值，i_ef为励磁电流；所述励磁电流在主发电机定子侧电枢绕组感应出包含转子位置信息的高频响应信号，在两相静止坐标系上表示如下：

其中u_h为高频响应信号的幅值，为高频响应信号的相位，θ为转子位置角。

3.根据权利要求1所述的基于主励磁机励磁电流的同步解耦信号生成方法，其特征在于，步骤S2中将主励磁机定子励磁电流i_ef进行平方处理如下：

其中，I_ef为励磁电流幅值；

经带通滤波器提取后即可获得与两倍频高频响应信号同频信号：

其中，K_f为带通滤波器的幅值增益，为高频余弦信号的相位。

4.根据权利要求2所述的基于主励磁机励磁电流的同步解耦信号生成方法，其特征在于，所述步骤S3中解析得到相位差的具体步骤包括：

将步骤S2中获取的两倍频高频信号延时π/2弧度后，得到一组高频正余弦信号如下：

其中i_fh1为高频余弦信号，i_fh2为高频正弦信号；

将步骤S1中的高频响应信号与上述高频正余弦信号分别相乘得到：

其中，θ₀为主发电机静止时的转子电角度；

经过低通滤波器滤波后得到四个包含正余弦值的信号：

其中，为高频响应电压与高频余弦信号间的相位差，即对上述正余弦信号进行极性还原后，计算得到相位差U_h是u_h信号经过低通滤波器后的电压幅值。

5.根据权利要求4所述的基于主励磁机励磁电流的同步解耦信号生成方法，其特征在于，所述步骤S3中对正余弦信号进行极性还原具体包括：

通过励磁建立时αβ轴感应电流来判断初始位置角极性如下：

将得到的初始位置角极性与步骤S3中正余弦信号相乘，即可将正余弦值还原，得到α、β轴下的直流分量：

对α、β轴提取出的直流分量的大小进行比较，选择直流分量较大的轴系，具体如下：

根据反正切函数计算得到相位差