[发明专利]一种超大容量励磁同步电机的转子初始定位控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种超大容量励磁同步电机的转子初始定位控制系统，其特征在于：包括CPU板、模数转换板、数字量输入输出板、数模转换板和码盘信号光电转换板；

所述CPU板用于采集转子初始位置角，转子初始位置角计算以及输出高压开关柜、励磁控制功率柜和盘车电机控制功率柜的合闸控制、感应电压模拟量的采集转换；

模数转换板用于是将感应电压模拟量信号转换成数字量信号；

数字量输入输出板用于向输出高压开关柜、励磁控制功率柜和盘车电机控制功率柜发出合闸命令，并采集输出高压开关柜、励磁控制功率柜和盘车电机控制功率柜的已合闸状态反馈信号；

数模转换板用来向励磁控制功率柜发出模拟量给定信号，为超大容量励磁同步电机提供空载励磁电流；

码盘信号光电转换板用来将超大容量励磁同步电机轴上安装码盘的光纤接入光信号转换成电信号，再由CPU板通过VME总线对码盘信号光电转换板进行读操作，最后在CPU板上完成转子初始位置角的计算。

2.如权利要求1所述一种超大容量励磁同步电机的转子初始定位控制系统，其特征在于：为基于VME总线实现数据交互。

3.如权利要求1所述一种超大容量励磁同步电机的转子初始定位控制系统，其特征在于：除CPU板外的四块板卡都有与自身匹配的硬件地址，且各不相同。

4.如权利要求1所述一种超大容量励磁同步电机的转子初始定位控制系统，其特征在于：模数转换板上的输入端口通过一根25针的带屏蔽层的并口电缆与超大容量励磁同步电机的模拟量接口板上的输出端口相连；超大容量励磁同步电机的模拟量接口板上的输入端口通过一根四芯的屏蔽电缆与安装在超大容量励磁同步电机的A相定子绕组的分压电阻器上的A相电压传感器相连；超大容量励磁同步电机的模拟量接口板上的输入端口通过一根四芯屏蔽电缆与安装在超大容量励磁同步电机的B相定子绕组的分压电阻器上的B相电压传感器相连；

数字量输入输出板的输入端口与输出高压开关柜、励磁控制功率柜和盘车电机控制功率柜的已合闸状态反馈端口用一根四芯屏蔽电缆相连；数字量输入输出板的输出端口与输出高压开关柜、励磁控制功率柜和盘车电机控制功率柜的合闸端口用一根四芯屏蔽电缆相连；

数模转换板上模数转换输出接口与励磁控制功率柜用一根四芯屏蔽电缆相连；

码盘信号光电转换板的光纤接口与超大容量励磁同步电机轴上安装的码盘上的光纤接口之间用两根光纤相连。

5.如权利要求1所述一种超大容量励磁同步电机的转子初始定位控制系统的控制方法，其特征在于：首先由CPU板对数字量输入输出板进行写操作，通过数字量输入输出板向输出高压开关柜发出合闸命令；之后CPU板对数字量输入输出板进行读操作，将输出高压开关柜的已合闸状态反馈信号读入CPU板；当CPU板读到高压开关柜已合闸的状态后，由CPU板对数字量输入输出板进行写操作，向励磁控制功率柜发出合闸指令，CPU板通过对数字量输入输出板进行读操作，将励磁控制功率柜的已合闸状态反馈信号读入CPU板；当CPU板读到励磁控制功率柜已合闸的状态后，通过CPU板对数模转换板写入数值，该数值为超大容量励磁同步电机的空载励磁电流值；再由数模转换板向励磁控制功率柜发出此空载励磁电流值；之后，励磁控制功率柜的励磁就绪状态反馈信号会通过数字量输入输出返回，由CPU板对数字量输入输出板进行读操作；

在输出高压开关柜和励磁控制功率柜依次合闸，且超大容量同步电机的励磁绕组通上励磁电流之后，由CPU板向数字量输入输出板进行写操作，向盘车电机控制功率柜发出合闸指令，盘车电机控制功率柜的已合闸状态反馈信号通过数字量输入输出板采集，并由CPU板对数字量输入输出板读操作；

在盘车电机控制功率柜合闸之后，盘车电机旋转，在超大容量励磁同步电机定子绕组上便会产生感应电压Ua和Ub，将感应电压Ua和Ub分别通过A相分压电阻器上的电压传感器和B相分压电阻器上的电压传感器采集，并将感应电压这两个模拟量信号Ua和Ub通过模数转换(AD)板转成数字量接入控制系统，通过CPU板对模数转换(AD)板的地址0x7001和0x7005进行读操作得到感应电压数字量并赋值变量UaData和变量UbData；与此同时，安装在与超大容量同步电机、盘车电机同一个轴上的码盘即会发出转子位置的光信号，通过远距离传输介质光纤，传入控制系统中的码盘信号光电转换板上，再由码盘信号光电转换板将此光信号转换成电信号，由CPU板对码盘信号光电转换板进行读操作，将码盘信号读入并赋值变量Lamda，再将转子位置角Lamda与转子初始位置角变量Lamda0相加，在CPU板中使用变量Lamda和Lamda0计算出感应电压值并分别赋值变量UaJs和变量UbJs；CPU板将计算出的感应电压值与通过模数转换板采集转换的实际感应电压相减，即变量UaJs减去变量UaData，变量UbJs减去变量UbData，分别得到差值并赋值变量UaDelta和变量UbDelta，随后不断的增加或者减少Lamda0的值，直到电压差值变量UaDelta和变量UbDelta均等于0，此时Lamda0的数值即为转子初始位置角。