[實用新型]一種電勵磁同步電機轉子初始位置檢測裝置

有效

• 申請號: 201420476577.5
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN204103815U
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 譚國俊;吳軒欽;李浩;何鳳有;劉毅
• 申請（專利權）人: 徐州中礦大傳動與自動化有限公司
• 主分類號: H02P21/14
• 分類號: H02P21/14;H02P21/13
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

技術領域

本實用新型涉及一種檢測裝置，具體地說是一種電勵磁同步電機轉子初始位置檢測裝置，屬于電勵磁同步電動機位置檢測技術領域。?

背景技術

電勵磁同步電機高性能控制系統中，轉子初始位置檢測關系到電機的順利啟動。在電勵磁同步電機矢量控制系統中，啟動時，轉子初始位置不準確會直接影響定子磁鏈觀測的準確精度，從而降低系統的啟動性能，嚴重時會導致系統啟動失敗。?

電勵磁同步電動機以其高效率、功率因數可調等優點，廣泛應用于大功率工業生產機械傳動中。通常電勵磁同步電動機轉子位置檢測多通過檢測定子繞組電壓實現，具體實現方法為定子繞組不通電，轉子繞組施加直流勵磁，在轉子電流從零增大到穩態值過程中，檢測定子繞組電壓，通過純積分電壓模型獲得磁鏈的幅值與相位。由于轉子初始位置檢測期間，定子繞組不通電，故通過純積分電壓模型獲得的磁鏈為轉子磁鏈，其磁鏈相位即為轉子初始位置。該方法通過檢測定子繞組電壓計算磁鏈的相位得到轉子初始位置，方法較為簡單，但定子繞組感應電壓衰減較快，同時純積分器的引入會來帶積分初始值及直流偏移量等問題，其檢測精度不高。其改進的方法為，采用新型電壓模型，該模型雖然能消除積分初始值問題，但直流偏移量問題仍然存在。近年來，出現了采用離散傅立葉分析（DFT）對電壓模型獲得的磁鏈進行基波信息提取，進行獲得轉子初始位置的方法，該方法可有效避免直流偏移量及噪聲干擾等問題，但算法較為復雜，計算量較大，對微處理器的性能要求較高，現有技術中也有相關的檢測裝置，有的需要增加額外的設備，成本較高，有的方法計算量大，耗時長，不容易實現，并且精度不容易控制。鑒于現有技術中存在的技術問題，因此，迫切的需要一種新的檢測裝置解決上述技術問題。?

發明內容

本實用新型正是針對現有技術中存在的技術問題，提供一種電勵磁同步電機轉子初始位置檢測裝置及檢測方法，該裝置整體結構設計巧妙，成本較低，檢測方法耗時短，精度高，易于實現。?

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為，一種電勵磁同步電機轉子初始位置檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置包括三相電壓源型逆變器、可控整流器、電勵磁同步電機、DSP+FPGA/CPLD控制系統、電流傳感器和電流傳感器，三相交流電源通過可控整流器與電勵磁同步電機的勵磁繞組連接，所述電流傳感器設置在可控整流器與電勵磁同步電機之間的勵磁繞組電氣連接線上，其中電流傳感器的信號輸出端與DSP+FPGA/CPLD控制系統的輸入端相連，所述電流傳感器采集電勵磁同步電機的勵磁繞組電流反饋值至DSP+FPGA/CPLD控制系統，DSP+FPGA/CPLD控制系統輸出觸發脈沖至可控整流器，實現對可控整流器的控制；三相電壓源型逆變器的輸出端與電勵磁同步電機的定子繞組相連，在三相電壓源型逆變器與電勵磁同步電機的定子繞組之間的電氣連接線上有電流傳感器，電流傳感器采集電勵磁同步電機的定子繞組電流輸送至DSP+FPGA/CPLD控制系統；轉子初始位置觀測前，DSP+FPGA/CPLD控制系統輸出功率器件（IGBT）控制信號至三相電壓源型逆變器，保持三相電壓源型逆變器中的相關功率器件開通或關斷。?

作為本實用新型的一種改進，所述三相電壓源型逆變器為三相二極管箝位式三電平逆變器。?

作為本實用新型的一種改進，所述可控整流器為SCR整流橋；所述DSP+FPGA/CPLD控制系統采用多板卡多總線架構，多IO板擴展的數字信號控制系統。為支持多數字信號處理器擴展，數字信號處理器可選用TI公司的TMS320F2812或TMS320F28335，結合Xilinx公司的Spartan系列可編程邏輯器件與XC95144XL，脈沖觸發單元以FPGA為核心，負責完成脈沖規劃、IGBT的工作狀態檢查以及故障診斷等功能；所述電流傳感器51數量是1個，采用ABB公司的型號為ESC500-9661霍爾電流傳感器，所述電流傳感器52的數量是兩個，采用ESC1000C霍爾電流傳感器。?

一種電勵磁同步電機轉子初始位置檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述方法具體步驟如下，?

1）控制電勵磁同步電機定子繞組處于Y型短接狀態；

2）給定電勵磁同步電機轉子勵磁電流為恒定的直流量，經勵磁繞組電流傳感器采集勵磁電流I_f反饋至控制系統，經PID控制器輸出勵磁電壓控制量V_f，進而控制可控整流器輸出符合要求的勵磁電壓；

3）通過定子電流傳感器檢測定子繞組的感應電流；