[發(fā)明專利]用于確定磁極轉(zhuǎn)子角的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410081778.X
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN104038131B
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: H·尼德里斯特
• 申請（專利權(quán)）人: GE延巴赫兩合無限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 肖日松,劉春元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于確定與供電網(wǎng)電連接的具有轉(zhuǎn)子的同步發(fā)電機(jī)的磁極轉(zhuǎn)子角的方法，其中，設(shè)有至少一個轉(zhuǎn)數(shù)測量裝置，該轉(zhuǎn)數(shù)測量裝置在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)期間、尤其是在轉(zhuǎn)每一圈期間向分析處理單元報告至少一個轉(zhuǎn)數(shù)信號，其中，設(shè)有頻率測量裝置，該頻率測量裝置在供電網(wǎng)電壓信號的每個周期時間向分析處理單元報告一個頻率信號，由該分析處理單元確定在轉(zhuǎn)數(shù)信號的報告與頻率信號的報告之間的持續(xù)時間，根據(jù)所求得的持續(xù)時間推斷出磁極轉(zhuǎn)子角。

本發(fā)明還涉及一種用于確定磁極轉(zhuǎn)子角的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在使用與供電網(wǎng)電連接的同步發(fā)電機(jī)時往往要求同步發(fā)電機(jī)的電容性運(yùn)行。在此應(yīng)提高同步發(fā)電機(jī)所輸出的電容性無功功率，從而例如可以實現(xiàn)cosφcap.<0.95的功率因數(shù)。電容性無功功率的提高可以通過同步發(fā)電機(jī)的勵磁不足來實現(xiàn)，但在勵磁不足時不得不接近同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)定極限。

在此眾所周知，磁極轉(zhuǎn)子角是用于同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性的尺度。在與供電網(wǎng)連接的同步發(fā)電機(jī)中磁極轉(zhuǎn)子角或者負(fù)載角表示同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的磁極與同步發(fā)電機(jī)定子上的磁極的偏差。在此，轉(zhuǎn)子上的磁極通常由轉(zhuǎn)子上的被供應(yīng)直流電的激勵繞組產(chǎn)生而同步發(fā)電機(jī)定子上的磁極通過典型地構(gòu)造為三相的供電網(wǎng)施加到定子的相應(yīng)繞組上的電壓產(chǎn)生。磁極轉(zhuǎn)子角由此在矢量圖中表示定子電壓與轉(zhuǎn)子電壓或者磁極轉(zhuǎn)子電壓之間的角度，在此轉(zhuǎn)子電壓在同步發(fā)電機(jī)運(yùn)行中超前于定子電壓。在通過供電網(wǎng)使負(fù)載增加時、即在通過同步發(fā)電機(jī)使能量供應(yīng)提高時，磁極轉(zhuǎn)子角也增加。當(dāng)磁極轉(zhuǎn)子角過大時，這會導(dǎo)致同步發(fā)電機(jī)不穩(wěn)定。

為了測定磁極轉(zhuǎn)子角，例如由DE102010001248A1已知：通過檢測到的在同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)信號的出現(xiàn)與供電網(wǎng)電壓信號的電壓過零點的出現(xiàn)之間的時間推斷出磁極轉(zhuǎn)子角。但在此描述的方法需要復(fù)雜的校準(zhǔn)。這樣必須將電壓曲線內(nèi)部的確定的重要點配置給轉(zhuǎn)子的一個規(guī)定旋轉(zhuǎn)位置并且接著必須將轉(zhuǎn)數(shù)測量裝置的傳感器相應(yīng)安置在轉(zhuǎn)子上，使得該傳感器在到達(dá)轉(zhuǎn)子的規(guī)定旋轉(zhuǎn)位置時發(fā)出輸出信號。換言之，在每次校準(zhǔn)時都必須將轉(zhuǎn)數(shù)測量裝置的傳感器精確地定位在同步發(fā)電機(jī)中一個待確定的位置上，以便使該方法起作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提出一種相對于現(xiàn)有技術(shù)改進(jìn)的用于測定磁極轉(zhuǎn)子角的方法。尤其是應(yīng)簡化該方法的校準(zhǔn)。

根據(jù)本發(fā)明，該目的通過用于確定與供電網(wǎng)電連接的且具有轉(zhuǎn)子的同步發(fā)電機(jī)的磁極轉(zhuǎn)子角的方法得以實現(xiàn)，其中，設(shè)置有至少一個轉(zhuǎn)數(shù)測量裝置，該轉(zhuǎn)數(shù)測量裝置在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈期間、尤其是在每轉(zhuǎn)一圈期間向分析處理單元報告至少一個轉(zhuǎn)數(shù)信號；設(shè)有頻率測量裝置，該頻率測量裝置在供電網(wǎng)電壓信號的每個周期時間向所述分析處理單元報告一個頻率信號，由該分析處理單元確定轉(zhuǎn)數(shù)信號的報告與頻率信號的報告之間的持續(xù)時間，根據(jù)所確定的持續(xù)時間推斷出磁極轉(zhuǎn)子角，其特征在于，為了校準(zhǔn)該方法，將在完成同步發(fā)電機(jī)與供電網(wǎng)的同步后并且在同步發(fā)電機(jī)基本上未被加載負(fù)載時所求得的持續(xù)時間作為空轉(zhuǎn)持續(xù)時間存儲于分析處理單元中，為了測定磁極轉(zhuǎn)子角，用所求得的持續(xù)時間減去空轉(zhuǎn)持續(xù)時間得到時間差，根據(jù)該時間差推斷出磁極轉(zhuǎn)子角。

根據(jù)本發(fā)明，所述目的還通過用于確定與供電網(wǎng)電連接的且具有轉(zhuǎn)子的同步發(fā)電機(jī)的磁極轉(zhuǎn)子角的系統(tǒng)得以實現(xiàn)，其中，設(shè)置有至少一個轉(zhuǎn)數(shù)測量裝置，該轉(zhuǎn)數(shù)測量裝置在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一圈期間、尤其是在每轉(zhuǎn)一圈期間向分析處理單元報告至少一個轉(zhuǎn)數(shù)信號；設(shè)有頻率測量裝置，該頻率測量裝置在供電網(wǎng)電壓信號的每個周期時間向所述分析處理單元報告一個頻率信號，由該分析處理單元確定轉(zhuǎn)數(shù)信號的報告與頻率信號的報告之間的持續(xù)時間，根據(jù)所確定的持續(xù)時間推斷出磁極轉(zhuǎn)子角，其特征在于，將在完成同步發(fā)電機(jī)與供電網(wǎng)的同步后并且在同步發(fā)電機(jī)基本上未被加載負(fù)載時所求得的持續(xù)時間作為空轉(zhuǎn)持續(xù)時間存儲于分析處理單元中，其中，設(shè)置有用于測定磁極轉(zhuǎn)子角的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)用所求得的持續(xù)時間減去空轉(zhuǎn)持續(xù)時間得到時間差，根據(jù)該時間差推斷出磁極轉(zhuǎn)子角。

根據(jù)本發(fā)明設(shè)定：為了校準(zhǔn)該方法，將在完成同步發(fā)電機(jī)與供電網(wǎng)的同步后并且在同步發(fā)電機(jī)基本上未被加載負(fù)載時所求得的持續(xù)時間作為空轉(zhuǎn)持續(xù)時間存儲于分析處理單元中，并且為了測定磁極轉(zhuǎn)子角，用所求得的持續(xù)時間減去空轉(zhuǎn)持續(xù)時間得到時間差，根據(jù)該時間差推斷出磁極轉(zhuǎn)子角。