[发明专利]一种同步机静止变频启动时中高频转子位置检测方法

说明书

一种同步机静止变频启动时中高频转子位置检测方法，包括：利用电机参数和机端电气量信号，获取αβ轴机端电压分量和电流分量；根据动态前馈锁相环输出的中心频率对αβ轴机端电压分量和电流分量进行中心频率可变的二阶广义积分器自适应滤波，得到滤波后机端电压、滤波后电机电流以及滤波后正交电流；利用动态前馈锁相环对滤波后机端电压进行锁相求得机端电压相角和电机转速，以电机转速作为中心频率反馈值输入至二阶广义积分器；根据电机参数，滤波后电机电流以及滤波后正交电流计算内电势以及机端电机磁链；根据机端电机磁链确定中高频转子位置角。本发明精准计算出运行在3Hz～60Hz同步机的转子位置，实现同步机的平稳启动。

技术领域

本发明属于电机拖动技术领域，尤其涉及一种同步机静止变频启动时中高频转子位置检测方法。

背景技术

在同步机启动领域中，静止变频器启动由于其启动效率高、启动过程对系统冲击小、经济性好等特点，往往是同步机启动的首选，而电流源型变频器更是大型同步机的不二选择。电流源型静止变频器在启动过程中需要实时获取高精度的同步机转子的位置以实现其逆变侧的触发，而转子位置检测高度依赖于电机的端电压和电流；实际同步机在电流源型静止变频器启动过程中电压和电流的波形因为晶闸管换相的原因恶化严重，导致转子位置检测的精度大大降低，并进一步影响控制环节。

现有技术中，针对同步机静止变频启动转子位置检测通常采用高通滤波器+低通滤波器相结合的方式对机端电压进行滤波，该种方式下滤波需要在低频和高频阶段需要采取不同的滤波参数，并通过电机本体提供转速进行相位补偿，控制复杂；而且在求解转子位置时通常采用求正切的方式抗干扰能力差，容易出现波动，导致逆变侧换相失败。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种同步机静止变频启动时中高频转子位置检测方法，在3-60Hz宽频带范围内高精度计算电机转速并自适应对机端电压电流进行滤波，然后根据滤波后的电压电流计算电机磁链并锁得同步机转子位置，实现同步机的平稳启动。

本发明采用如下的技术方案。

本发明提出了一种同步机静止变频启动时中高频转子位置检测方法，包括：

步骤1，获取电机参数和机端电气量信号；

步骤2，利用电机参数和机端电气量信号，获取αβ轴机端电压分量u_α、u_β和电流分量i_α、i_β；

步骤3，根据动态前馈锁相环输出的中心频率ω_M对αβ轴机端电压分量u_α、u_β和电流分量i_α、ix进行中心频率可变的二阶广义积分器自适应滤波，得到滤波后机端电压u_α′、u_β′、滤波后电机电流i_α′、i_β′以及滤波后正交电流i_qα′、i_qβ′；

步骤4，利用动态前馈锁相环对滤波后机端电压进行锁相求得机端电压相角θ_u和电机转速ω_M，以电机转速ω_M作为中心频率反馈值输入至二阶广义积分器；

步骤5，根据电机参数，滤波后电机电流i_α′、i_β′以及滤波后正交电流i_qα′、i_qβ′计算内电势e_α、e_β，并在内电势的基础上计算机端电机磁链ψ_α、ψ_β；根据机端电机磁链ψ_α、ψ_β确定中高频转子位置角θ_M。