[发明专利]永磁同步发电机变流器无传感倍频转速和相位的确定方法

权利要求书

1.永磁同步发电机变流器无传感倍频转速和相位的确定方法，其特征在于：该方法基于无转速传感器条件下实现转速和相位的确定，其包括如下步骤：

步骤A：设定采样周期，先根据采样周期间隔采集发电机的三相电压和三相电流，再通过零漂自适应计算校准后的三相电压和三相电流，然后根据校准后的三相电压和三相电流计算每个采样周期内发电机在两相静止坐标系下的实际电压；

步骤B：根据步骤A的结果分别获取每个采样周期内发电机的相位角标幺化估算值，根据发电机的相位角标幺化估算值计算当前采样周期的相位增量；

步骤C：对步骤B的结果进行相位倍频，使相位增量累加至1时归零，得到新的相位波形；

步骤D：在新的相位波形中，预设虚拟脉冲计数器记录0至1周期内外部脉冲计数器的数值，并根据记录的数值计算当前采样周期内发电机的频率估算值；

步骤E：对发电机在两相静止坐标系下的实际电压进行积分，将积分值转换到两相旋转坐标系下并计算D轴相对于D轴和Q轴模量和的变化量，然后由PID控制器根据频率估算值和变化量计算发电机的实际频率，并根据实际频率计算当前采样周期内的实际转速和实际相位。

2.根据权利要求1所述的永磁同步发电机变流器无传感倍频转速和相位的确定方法，其特征在于：步骤A中，实际电压的计算方法为：先将每次采集的三相电压和三相电流进行零漂自适应计算，得出校准后的三相电压和三相电流，再将校准后的三相电压和三相电流转换为两相静止坐标系下的瞬时电压向量和瞬时电流向量，然后根据瞬时电压向量和瞬时电流向量计算发电机在两相静止坐标系下的实际电压。

3.根据权利要求2所述的永磁同步发电机变流器无传感倍频转速和相位的确定方法，其特征在于：步骤A中，设定采集的三相电压分别为三相电流分别为则经过零漂自适应后得到校准后的三相电压和三相电流分别为：

式中，U₁(t)、U₂(t)和U₃(t)分别为校准后的三相电压，I₁(t)、I₂(t)和I₃(t)分别为校准后的三相电流。

4.根据权利要求3所述的永磁同步发电机变流器无传感倍频转速和相位的确定方法，其特征在于：步骤A中，发电机在两相静止坐标系下的实际电压的计算方法为：

其中，校准后的三相电压与两相静止坐标系下瞬时电压向量的转换关系为：

校准后的三相电流与两相静止坐标系下瞬时电流向量的转换关系为：

式中，U_α(t)和U_β(t)分别为发电机在两相静止坐标系下的实际电压，L为发电机绕组感抗，R为发电机阻抗，t为时间；和分别为瞬时电压向量，I_α(t)和I_β(t)分别为瞬时电流向量。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的永磁同步发电机变流器无传感倍频转速和相位的确定方法，其特征在于：步骤B中，当前采样周期的相位增量的计算方法为：先对发电机在两相静止坐标系下的实际电压进行反正切得到相位角，再对相位角进行0到1标幺化得到相位角标幺化估算值，然后根据上一采样周期的相位角标幺化估算值和当前采样周期的相位角标幺化估算值计算当前采样周期的相位增量，其计算公式为：

式中，为上一采样周期的相位角标幺化估算值，θ₀为当前采样周期的相位角标幺化估算值，dθ为当前采样周期的相位增量。

6.根据权利要求1所述的永磁同步发电机变流器无传感倍频转速和相位的确定方法，其特征在于：步骤C中，相位倍频是指放大相位增量的倍数。