[發明專利]一種旋轉變壓器接線自檢測系統

有效

• 申請號: 201910971396.7
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110794343B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 張瑞峰;丁志勇;路瑤;張吉斌;王彬;詹哲軍;梁海剛
• 申請（專利權）人: 中車永濟電機有限公司
• 主分類號: G01R31/62
• 分類號: G01R31/62;G01R31/67;G01R31/34
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 張彩琴;李曉娟

本發明涉及永磁同步電機控制技術領域，具體是一種旋轉變壓器接線自檢測系統。包括DSP控制器、勵磁信號放大與濾波電路、旋轉變壓器、正余弦信號調理電路，其中DSP控制器的程序部分包括全數字RDC解碼模塊、線序識別模塊和電機控制算法部分。通過本發明所提的旋轉變壓器接線自檢測方法，能夠在旋轉變壓器線序錯接的情況下，通過線序識別模塊辨識出實際線序，并且自動補償當前線序辨析出轉子位置與實際轉子位置的偏差，從而正常啟動和運行永磁同步電機，避免調試人員在現場花費大量時間和精力去查找旋轉變壓器的接線錯誤，提高現場的調試效率。該發明同樣適用所有以旋轉變壓器為位置傳感器的永磁同步電機應用場合。

技術領域

本發明涉及永磁同步電機控制技術領域，具體是一種旋轉變壓器接線自檢測系統。

背景技術

永磁同步牽引系統具有損耗低、效率高、啟動特性好、加速性能強、噪聲低等顯著優點，代表了未來節能減排、綠色環保的技術發展趨勢，成為下一代牽引系統的發展方向。直接傳動技術，具備解決傳遞損耗、噪聲和維修等問題，減輕車輛的總體重量，提高傳動效率，給轉向架的設計提供更多自由的空間等優點。目前中車永濟電機有限公司與大同電力機車有限公司合作的大功率永磁直驅電力機車已完成裝車，并且即將完成整車的聯調試驗。

在永磁直驅電機的矢量控制過程中，為了獲得高動態響應、高精度調速和高效率等控制特性，需要實時獲取電機的轉速和轉子位置信息。比較常用的位置傳感器有編碼器和旋轉變壓器，旋轉變壓器具有精度高、耐高溫高濕、可靠性高、防水防塵和抗干擾能力強等優點，在軌道交通、電動汽車、航空及航天等多種領域得到廣泛應用。

旋轉變壓器具有勵磁正、勵磁負、正弦反饋正、正弦反饋負、余弦反饋正及余弦反饋負六根接線，在機車的裝配過程中，因旋轉變壓器接線錯誤會直接導致輸出的電壓信號不是正確的正余弦反饋信號，致使后續解碼部分得不到轉子真實的位置信息，造成電機不能正常啟動和運行。解決這種問題的當前方法是調試人員拆開變流器柜，重新檢查車底旋轉變壓器到車上牽引控制單元之間的連線，這無疑會浪費大量的時間和人力。

現有技術一(CN108761264A)提供了一種旋轉變壓器接線故障檢測方法，通過預先設置電機定子的輸入電流與旋轉變壓器轉子理論旋轉角度的對應關系，控制待檢測旋轉變壓器的轉子位置至預設角度，控制器向電機定子輸入目標電流，然后獲取目標電流對應的當前轉子角度以及所述轉子理論旋轉角度，比對所述當前轉子角度以及所述轉子理論旋轉角度的差值是否小于預設差值，如果是，則判定旋轉變壓器接線正確，否則，則判定旋轉變壓器出現接線錯誤故障。該現有技術能夠檢測出旋轉變壓器的接線錯誤故障，但不能在接線錯誤故障條件下正常啟動和運行永磁同步電機。

現有技術二(CN106707892A)提供了一種旋轉變壓器接線自檢測方法，首先枚舉出所有的接線線序組合，然后將原始輸入的線序通過改變信號切換模塊的地址編碼，切換為枚舉接線組合中的一種新的接線組合；然后通過軸角解算模塊對該種接線組合進行解算，同時將解算結果回傳到主控模塊中。開始自動檢測時，轉臺中的旋轉變壓器所匹配的電機在開啟后帶動轉臺勻速轉動,軸角判斷模塊根據主控模塊輸入的軸角數據進行判斷，進而自動檢測出正確的線序。該現有技術能夠自動檢測出旋轉變壓器的接線線序，但硬件部分需要額外的線序切換模塊，增加了系統的復雜程度，并且應用場合具有局限性。

發明內容

為解決因旋轉變壓器線序錯接而導致的永磁直驅電機無法啟動問題，本發明提出一種旋轉變壓器接線自檢測系統。首先枚舉出旋轉變壓器線序錯接的可能情況，以及各線序錯接情況下對應的解析出轉子位置與實際轉子位置的偏差；然后按照所枚舉的可能線序逐次啟動永磁直驅電機，在一定時間內，如果檢測到電機成功啟動，則說明當前線序與實際線序一致，此后電機按當前線序及補償的位置偏差啟動和運行；若一定時間內電機沒有啟動，則嘗試采用下一組可能的線序及補償偏差角度啟動，直到電機正常啟動為止。使用該方法能夠在旋變線序錯接的情況下正常啟動和運行永磁直驅電機，從而提高機車的調試效率。本發明不僅適用于大功率永磁直驅電力機車，同樣適用于以旋轉變壓器為位置傳感器的各項永磁同步電機的應用場合。