[发明专利]一种静止变频器双重转子位置计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种静止变频器的转子位置计算方法，尤其涉及一种静止变频器的双重转子位置计算方法。

背景技术

静止变频器是一种电流源型同步电机自控式驱动系统，准确的电机转子位置检测，直接影响静止变频器能否正常驱动电机启动。随着测量技术、控制技术的不断发展，越来越多的静止变频器产品开始使用无传感器的转子位置检测方法。这有效减少了用户的维护工作量，也降低了产品成本。无传感器的转子位置检测算法是现代静止变频器的关键技术之一，也是一个技术难点，特别是转子初始位置的检测。

为了检测电机的转子初始位置，控制系统通常采用如下方法：给电机转子绕组施加阶跃的励磁电流指令，并从测量到的机端感应电压中提取电机初始转子位置。然而，此机端感应电压信噪比很低，需要进行专门的信号处理，以提取转子位置信息。

此外，由静止变频器的工作原理知，定子电流形成的磁场有6个可能的电气位置，如图1中的S1～S6所示。为了保证初次加速转矩足够大，需要根据初始转子位置，合理选择初次触发的机桥阀组号(VT1～VT6)，使得定子电流形成的磁场超前于转子磁场且二者有合适的夹角。

如图1所示，错误的转子初始位置判断，会导致机组启动失败，甚至反向转动。某些特殊应用场合(如大型燃气轮机机组启动)，这有可能造成机械结构的损坏(如盘车齿轮机构)，应避免出现。然而，常见的无传感器转子位置检测方法，存在计算方法单一、无多种算法相互校验等问题。

“ZL201010539868.0”提出了一种同步电机转子静止位置检测方法，未涉及磁通观测方法和双重转子位置计算方法。

发明内容

本发明的目的是：采用改进磁通观测器和线电压直接滤波两种算法，处理低信噪比的机端感应电压，提取电机初始转子位置。通过确保两次初次触发阀组号相同，防止转子初始位置误判导致的机组启动反转。

本发明采取的技术方案是：静止变频器双重转子位置计算方法，采用如下两种方法从低信噪比的机端感应电压中辨识转子位置。

方法一，如图2所示，对原始机端感应线电压信号进行数字滤波及相位补偿，以常用公式①得到电机初始转子位置θ₁。根据启动转矩最大原则，选定初次施加的定子绕组磁场位置为机桥初次触发阀组号为VT_n1、VT_m1，(n＝1,3,5m＝2,4,6)，如图4所示。

θ1=arctan(3*uBCuCA-uAB)]]>①

式①中，u_BC、u_CA、u_AB为滤波处理后的机端线电压值。

方法二，对原始机端感应电压信号进行积分，计算定子磁通。为抑制零漂导致的积分偏置，采用式②所示算法，算法框图如图3所示。