[发明专利]一种同步电机的转子初始位置检测方法及装置

说明书

本发明涉及一种同步电机的转子初始位置检测方法及装置，包括：向同步电机的励磁绕组注入既定交流电压信号后获取同步电机的定子绕组的三相线电压信号；基于所述同步电机的定子绕组的三相线电压信号确定含有同步电机的转子位置的交流信号；利用所述含有同步电机的转子位置的交流信号确定同步电机的转子初始位置；本发明提供的技术方案提高了检测结果的精度和可靠性；装置结构简单，易于实现，无需增加额外设备，而且本发明的技术方案适用范围广泛，具有重要的实用价值。

技术领域

本发明涉及电力电子与电机控制技术领域，具体涉及一种同步电机的转子初始位置检测方法及装置。

背景技术

抽水蓄能电站是大容量电能存储的主要方式，而基于晶闸管的静止变频器是实现大型同步电机启动核心控制设备；同步电机启动前需要准确获取转子初始位置信息，从而保证第一组可控硅脉冲序列产生最大的启动转矩。通常在电机轴上安装机械传感器检测转子位置，但是需要增加配套设备和线缆，长时间运行会降低可靠性，提升电站的维护难度和增加系统成本。

目前，基于无机械传感器的位置检测技术是抽水蓄能电站静止变频器的关键技术之一，也是一个技术难点，特别是关于转子初始位置检测，在现有的技术中，专利号为CN107070345B公开了《电励磁同步电机转子初始位置的估测方法》，采用定子绕组不通入电流，励磁绕组通入阶跃电流，通过电压传感器检测定子绕组电动势，再采用积分器计算气隙磁链，从而得到转子位置；该方法存在以下缺点：采用积分器会带来积分初始值和直流偏移的问题，降低了位置检测精度；向励磁绕组中注入阶跃电流信号，定子绕组中感应电压衰减较快，需要在短时间内快速判断投励时刻并完成位置计算，降低了位置检测可靠性。因此，现有方法难以实现抽水蓄能机组准确可靠地计算转子初始位置成为亟需解决问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种同步电机的转子初始位置检测方法及装置，可以适用于抽水蓄能电站应用场合，实现同步电机静止状态下的转子初始位置检测，并且提高位置检测精度和可靠性。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种同步电机的转子初始位置检测方法，其改进之处在于，包括：

向同步电机的励磁绕组注入既定交流电压信号后获取同步电机的定子绕组的三相线电压信号；

基于所述同步电机的定子绕组的三相线电压信号确定含有同步电机的转子位置的交流信号；

利用所述含有同步电机的转子位置的交流信号确定同步电机的转子初始位置。

优选的，所述既定交流电压信号的频率的取值范围为0.01～1000HZ，既定交流电压信号的电压幅值的取值范围为额定空载励磁电压的1％～100％。

优选的，所述基于所述同步电机的定子绕组的三相线电压信号确定含有同步电机的转子位置的交流信号，包括：

根据所述同步电机的定子绕组的三相线电压信号确定同步电机的定子绕组的两相静止坐标系的电压信号；

将同步电机的定子绕组的两相静止坐标系的电压信号输入至带通滤波器，获取所述带通滤波器输出的含有同步电机的转子位置的交流信号。

进一步的，所述根据所述同步电机的定子绕组的三相线电压信号确定同步电机的定子绕组的两相静止坐标系的电压信号包括：

按下式确定同步电机的定子绕组的两相静止坐标系的电压信号：