專利名稱：一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)控制領(lǐng)域，特別是涉及一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自 動(dòng)檢測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
交流異步電機(jī)或同步電機(jī)，為實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)矩控制，常常采用交流電機(jī)矢 量控制技術(shù)，為了保證交流電機(jī)矢量控制的精度，必須準(zhǔn)確定位電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組 位置角。
參見圖l,為雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組位置角示意圖。
雙饋電機(jī)包括定子繞組la、轉(zhuǎn)子繞組lb、以及電機(jī)軸lc。 A、 B、 C為定 子三相，a、 b、 c為轉(zhuǎn)子三相。當(dāng)雙饋電機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子A、 B、 C三相的位 置是固定不變的，而轉(zhuǎn)子a、 b、 c三相的位置跟隨電積逸行而變化。
某一時(shí)刻轉(zhuǎn)子繞組位置角即為雙饋電機(jī)定子A相軸與轉(zhuǎn)子a相軸之間的 夾角。
所述轉(zhuǎn)子繞組位置角由兩部分組成， 一是轉(zhuǎn)子的初始位置角，二是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 動(dòng)的相對(duì)角度。
參見圖2A和圖2B,分別為現(xiàn)有技術(shù)雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組位置角的測(cè)定裝 置結(jié)構(gòu)圖和電路圖。
所述裝置包括雙饋電機(jī)2a、連軸器2b、增量式光電編碼器2c。通過連 軸器2b將旋轉(zhuǎn)編碼器2c與雙饋電機(jī)2a的轉(zhuǎn)子同軸連接。
增量式光電編碼器2c輸出A、 B、 Z三種脈沖信號(hào)。當(dāng)轉(zhuǎn)軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)， A脈沖信號(hào)超前B脈沖90° ;逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，B信號(hào)超前A信號(hào)90。。 同時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器2c每旋轉(zhuǎn)一周在確定的某一固定位置輸出一次Z脈沖信號(hào) (即零位信號(hào))。
現(xiàn)有常用的方法是，使用計(jì)數(shù)器計(jì)算A脈沖數(shù)，當(dāng)檢測(cè)到Z脈沖時(shí)，將 計(jì)數(shù)器清零，以單極對(duì)電機(jī)為例，由式(1)計(jì)算轉(zhuǎn)子繞組位置角
枯w雄產(chǎn)罷傷，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值一零位時(shí)計(jì)數(shù)器值 f ，、
kB^36Qx ,器每圈發(fā)出脈沖數(shù) (1)
6要準(zhǔn)確定位轉(zhuǎn)子繞組位置角，必須確定電機(jī)從定子和轉(zhuǎn)子軸線重合轉(zhuǎn)動(dòng)到 Z脈沖信號(hào)位置時(shí)計(jì)數(shù)器值。因此，只有準(zhǔn)確獲取轉(zhuǎn)子的初始位置角，才能得 到轉(zhuǎn)子在零位時(shí)的計(jì)數(shù)器值，進(jìn)一步確定轉(zhuǎn)子繞組位置角。
參見圖3，為雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始相位角示意圖。 所述轉(zhuǎn)子初始位置角即為轉(zhuǎn)子a相與零位脈沖位置之間的夾角。 現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)定轉(zhuǎn)子初始相位角的方法為以單極對(duì)電機(jī)為例，將編碼器 固定安裝到電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子和與轉(zhuǎn)子同軸連接的編碼器，記下編碼器 發(fā)出Z脈沖信號(hào)的位置(位置1)。然后，如圖2B所示，在轉(zhuǎn)子a相和b相間， 定子A相和B相間同時(shí)加直流電壓，此時(shí)，轉(zhuǎn)子,茲場(chǎng)和定子石茲場(chǎng)相互作用， 轉(zhuǎn)子自動(dòng)旋轉(zhuǎn)到A相軸線和a相軸線重合位置(位置2 )。位置1和位置2的 夾角，即為定子轉(zhuǎn)子初始位置夾角。
但是，上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)在于，需要人工操作、增加額外設(shè)備和電源， 測(cè)定過程很不方便，容易產(chǎn)生差錯(cuò)。
同時(shí)，當(dāng)替換編碼器時(shí)，需要重新確定轉(zhuǎn)子初始相位角，并修改程序中對(duì) 應(yīng)數(shù)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng) 檢測(cè)方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)功能。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了 一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng) 檢測(cè)方法，所述方法包括
給定參考電壓角度^^,結(jié)合給定參考電壓幅值V^，生成參考電壓矢量;
所述參考電壓矢量經(jīng)過SVPWM,轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變 換器，生成交流電壓信號(hào)，施加在雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上；
獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx《*;
獲取定子電壓矢量角《；
用所述定子電壓矢量角《減去所述轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx ^。r和給定參考電壓角
度&v。n ，得到轉(zhuǎn)子初始位置角&tal; 其中，n為雙饋電機(jī)的極對(duì)數(shù)。 優(yōu)選地，得到轉(zhuǎn)子初始位置角^^之后進(jìn)一步包括分別給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角6^和獲取轉(zhuǎn)子電流矢量角eS2; 根據(jù)轉(zhuǎn)子電壓矢量角&和轉(zhuǎn)子電流矢量角&,計(jì)算得到誤差角《 ，具體
為t =f n2);
根據(jù)計(jì)算得到的誤差角&,校正計(jì)算得到的所述轉(zhuǎn)子初始位置角^^,得
到校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角(a!,具體為la, =^al +(f
優(yōu)選地，所述雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或至少轉(zhuǎn)一 圏。
本發(fā)明還提供了 一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)裝置，所述裝置
包括參考電壓角度給定單元、參考電壓幅值給定單元、第一乘法器、SVPWM、 轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元、定子電壓矢量角獲取單元、以及第一比較器。
所述參考電壓角度給定單元，用于給定參考電壓角度^_,輸出至第一乘 法器的輸入端和第一比較器的負(fù)輸入端；
所述參考電壓幅值給定單元，用于給定參考電壓幅值Vref,輸出至第一乘
法器的輸入端；
所述第一乘法器，用于將給定參考電壓角度^^和給定參考電壓幅值V^
相乘，輸出參考電壓矢量至所述SVPWM;
所述SVPWM，將參考電壓矢量轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，發(fā)送至轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變 換器；
轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元，獲取轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度nx^^,輸出至第一比較器的 負(fù)輸入端；
所述定子電壓矢量角獲取單元，獲取定子電壓矢量角《，輸出至第一比較 器的正輸入端；
第一比較器，用定子電壓矢量角《減去轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx^。f和給定參考電壓
角度^n,輸出轉(zhuǎn)子初始位置角e^;
其中，n為雙饋電積4l對(duì)數(shù)。
優(yōu)選地，所述裝置進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)子電壓矢量角給定單元、轉(zhuǎn)子電流矢量 角獲取單元、常值給定單元、第二比較器、以及第三比較器；
所述轉(zhuǎn)子電壓矢量角給定單元，給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角&,輸入第二比較 器的負(fù)輸入端；
所述轉(zhuǎn)子電流矢量角獲取單元，獲取轉(zhuǎn)子電流矢量角《2，輸入第二比較器的正輸入端。
所述常值給定單元，用于給定常值^，輸出至第二比較器的正輸入端和
第三比較器的正輸入端；
所述第二比較器，用常值^減去轉(zhuǎn)子電壓矢量角&，再加上轉(zhuǎn)子電流矢
量角《2,輸出誤差角&,輸出至第三比較器的負(fù)輸入端；
所述第三比較器的正輸入端接所述第一比較器的輸出端，接收轉(zhuǎn)子初始位
所述第三比較器，用轉(zhuǎn)子初始位置角^^加上給定常值^，再減去誤差
,inital ""^ 口 1 /2
角&,輸出校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角《nital; 其中，n為雙々貴電機(jī)的極對(duì)數(shù)。
本發(fā)明還提供了一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)4全測(cè)方法，所述方法 包括
獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx《。tOT;
獲取電網(wǎng)電壓矢量角&和電網(wǎng)電壓幅值VJ
通過&， _《mto,，計(jì)算得到給定參考電壓角度&^ ;
以所述電網(wǎng)電壓幅值VR為幅值、以所述給定參考電壓角度^^為相角，生
成參考電壓矢量；
所述參考電壓矢量經(jīng)過SVPWM,轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變 換器，生成交流電壓信號(hào)，施加在雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上； 獲取定子電壓矢量角《；
用所述電網(wǎng)電壓矢量角《減去所述定子電壓矢量角《，得到電網(wǎng)電壓與定 子電壓的相角差A(yù)^;
對(duì)所述電網(wǎng)電壓與定子電壓的相角差A(yù)^進(jìn)行比例積分，轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子初始 位置角U
其中，n為雙饋電機(jī)的極對(duì)數(shù)；初始時(shí)刻轉(zhuǎn)子初始位置角^^為0。
優(yōu)選地，得到轉(zhuǎn)子初始位置角^^之后進(jìn)一步包括
分別給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角^和獲取轉(zhuǎn)子電流矢量角&; 才艮據(jù)轉(zhuǎn)子電壓矢量角&和轉(zhuǎn)子電流矢量角&，計(jì)算得到誤差角《 ,具體
為《 =| n》；
9根據(jù)計(jì)算得到的誤差角&，校正計(jì)算得到的所述轉(zhuǎn)子初始位置角^^,得
到校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角《f具體為^
優(yōu)選地，所述雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子為靜止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
本發(fā)明還提供了 一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)裝置，所述裝置
包括轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元、電網(wǎng)電壓矢量角獲取單元、電網(wǎng)電壓幅值獲取單 元、定子電壓矢量角獲取單元、第五比較器、PI控制器、第四比較器、第二 乘法器、以及SVPWM;
所述轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元，獲取轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度nx^^,輸出至第四比較 器的負(fù)輸入端；
所述電網(wǎng)電壓矢量角獲取單元，獲取電網(wǎng)電壓矢量角《，輸出至第四比較
器的正輸入端和第五比較器的正輸入端；
所述電網(wǎng)電壓幅值獲取單元，獲取電網(wǎng)電壓幅值VK，輸出至第二乘法器； 所述定子電壓矢量角獲取單元，獲取定子電壓矢量角《，輸出至第五比較
器的負(fù)輸入端；
所述第五比較器，用電網(wǎng)電壓矢量角《減去定子電壓矢量角《，輸出電網(wǎng) 電壓與定子電壓的相角差A(yù)^，至所述PI控制器。
所述PI控制器，對(duì)電網(wǎng)電壓與定子電壓的相角差A(yù)^進(jìn)行比例積分，得到 轉(zhuǎn)子初始位置角《mtal,輸出至第四比較器的負(fù)輸入端；
所述第四比較器，用電網(wǎng)電壓矢量角《減去轉(zhuǎn)子初始位置角《，和轉(zhuǎn)子機(jī) 械角nx^t。r,輸出給定參考電壓角度^^至第二乘法器；
第二乘法器，將接收到的給定參考電壓角度和電網(wǎng)電壓幅值vR相乘， 輸出參考電壓矢量至SVPWM;
所述SVPWM,將參考電壓矢量轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，發(fā)送至轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變 換器。
優(yōu)選地，所述裝置進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)子電壓矢量角給定單元、轉(zhuǎn)子電流矢量 角獲取單元、常值給定單元、第二比較器、以及第三比較器；
所述轉(zhuǎn)子電壓矢量角給定單元，給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角&,輸入第二比較 器的負(fù)輸入端；
所述轉(zhuǎn)子電流矢量角獲取單元，獲取轉(zhuǎn)子電流矢量角《2,輸入第二比較器的正輸入端；
所述常值給定單元，用于給定常值^，輸出至第二比較器的正輸入端和
第三比較器的正輸入端；
所述第二比較器，用常值^減去轉(zhuǎn)子電壓矢量角&，再加上轉(zhuǎn)子電流矢
量角《2，輸出誤差角《 ,輸出至第三比較器的負(fù)輸入端；
所述第三比較器的正輸入端接第五比較器的輸出端，接收轉(zhuǎn)子初始位置角
^inital )
所述第三比較器，用轉(zhuǎn)子初始位置角&1(31加上給定常值%,再減去誤差 角&,輸出校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角《w。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明提供的第一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法及裝置，通 過給定參考電壓角度~_結(jié)合給定參考電壓幅值1"生成參考電壓矢量，經(jīng) SVPWM驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器，生成交流電壓信號(hào)，施加在雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子 繞組上，控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；根據(jù)獲取到的雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角nxe自和定子 電壓矢量角《，用所述定子電壓矢量角《減去所述轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx^^和給定
參考電壓角度^ven，得到轉(zhuǎn)子初始位置角e,g。
采用所述方法及裝置，系統(tǒng)不需要進(jìn)行其他額外操作，可通過變流器自動(dòng) 完成轉(zhuǎn)子初始位置角的測(cè)定。
本發(fā)明提供的第二種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法及裝置，通
過設(shè)定初始時(shí)刻轉(zhuǎn)子初始位置角^,為0，獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx &tOT
和電網(wǎng)電壓矢量角&以及電網(wǎng)電壓幅值VR。通過&_ =《-《mtal-nX《。tOT,計(jì)算
得到給定參考電壓角度&，，以所述電網(wǎng)電壓幅值vR為幅值生成參考電壓矢 量。所述參考電壓矢量經(jīng)過SVPWM,驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器，生成交流電
壓信號(hào)，施加在雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上。獲取定子電壓矢量角《，用所述電網(wǎng)電 壓矢量角《減去所述定子電壓矢量角《，得到電網(wǎng)電壓與定子電壓的相角差
AP，對(duì)所述電網(wǎng)電壓與定子電壓的相角差A(yù)^進(jìn)行比例積分，轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子初始
位置角^w。
釆用所述方法及裝置，系統(tǒng)不需要進(jìn)行其他額外操作，通過變流器自動(dòng)完 成轉(zhuǎn)子初始位置角的測(cè)定。


圖1為雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組位置角示意圖2A為現(xiàn)有技術(shù)雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組位置角的測(cè)定裝置結(jié)構(gòu)圖2B為現(xiàn)有技術(shù)雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組位置角的測(cè)定裝置電路圖3為雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始相位角示意圖4為A相軸、a相軸、及Z脈沖位置關(guān)系圖5為本發(fā)明第一實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法 流程圖6為轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子,茲鏈、定子電壓的夾角；
圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法 流程圖8為本發(fā)明第一實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)裝置 結(jié)構(gòu)圖9為本發(fā)明第二實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)裝置 結(jié)構(gòu)圖IO為定子電壓定向矢量圖11為本發(fā)明第三實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法 流程圖12為本發(fā)明第四實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法 流程圖13為本發(fā)明第三實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)裝置 結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明提供的第一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法，通過給定 參考電壓角度&^結(jié)合給定參考電壓幅值V,ef ，生成參考電壓矢量，經(jīng)SVPWM 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器，生成交流電壓信號(hào)，施加在雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上， 控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；根據(jù)獲取到的雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx 。r和定子電壓矢量
12角《，用所述定子電壓矢量角《減去所述轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx^^和給定參考電壓 角度&m ，得到轉(zhuǎn)子初始位置角^ 。
異步電機(jī)的定子電壓(或電流)頻率/#,、轉(zhuǎn)子電壓(或電流)頻率/;。^、
轉(zhuǎn)差頻率關(guān)系之間具有以下關(guān)系 則有
W,totor = TOtor+ ",印 (3 )
參照?qǐng)D4，為A相軸、a相軸、及Z脈沖位置關(guān)系圖。
對(duì)n極對(duì)電機(jī)，其定子A相軸靜止，轉(zhuǎn)子a相軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子加 入正弦電壓勵(lì)》茲w。(,)-S/"0.,)時(shí)，轉(zhuǎn)子電壓角為&柳=6W。此時(shí)，定子側(cè)感應(yīng) 電壓為 (0 = ，其定子電壓矢量角《為
《u + H+ (4)
其中，《為定子電壓矢量相對(duì)于A相軸位置的夾角；4_為轉(zhuǎn)子電壓矢 量相對(duì)于a相軸位置的夾角；&,,為a相軸位置相對(duì)于A相軸位置的夾角。
當(dāng)采用增量式編碼器檢測(cè)時(shí)，《。,。,為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的機(jī)械角度。設(shè)電機(jī)極對(duì)數(shù) 為n,則矢量圖中對(duì)應(yīng)電角度為即為相對(duì)于Z脈沖位置的夾角。
g。,。,在a相軸旋轉(zhuǎn)到Z脈沖位置時(shí)為0, a相軸旋轉(zhuǎn)到A相軸位置時(shí)為 A—z。則有
(5)
認(rèn)為0,在2.;r位置和0位置是同一位置，故定義=2.;r-^_z,貝'J:
0鄉(xiāng)=".《* +《幽/ ( 6 )
結(jié)合式(4)和式(6),有
《■""。/ =《-w C _ ^g,'卿 (7)
參照?qǐng)D5,為本發(fā)明第一實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè) 方法流程圖。
步驟S501:給定參考電壓角度^^,結(jié)合給定參考電壓幅值、f,生成參 考電壓矢量^C。步驟S502:參考電壓矢量V^經(jīng)過空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM: Space Vector Pulse Width Modulation),轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，發(fā)送至轉(zhuǎn)子側(cè)脈寬調(diào)制 (PWM: Pulse Width Modulation)變換器。
步驟S503:所述轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將直流信號(hào)變 換為交流電壓信號(hào)，施加在雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上。
步驟S504:獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角n x《自。
通過與雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器，獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 N。對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N積分，得到從初始狀態(tài)到當(dāng)前狀態(tài)雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)子機(jī)械 角n x《。tor 。
其中，n為雙饋電機(jī)的極對(duì)數(shù)。
步驟S505:獲取定子電壓矢量角《。
通過設(shè)置在定子側(cè)的電壓傳感器，檢測(cè)得到雙饋電機(jī)的定子側(cè)感應(yīng)電壓信 號(hào)《。通過相位計(jì)算，得到定子側(cè)感應(yīng)電壓信號(hào)《的定子電壓矢量角《。
步驟S506:根據(jù)給定參考電壓角度^^、轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx《。,。"以及定子 電壓矢量角《，計(jì)算得到轉(zhuǎn)子初始位置角《nital 。
^i=《-nxH (7)
采用所述實(shí)施例一所述測(cè)定方法，系統(tǒng)不需要進(jìn)行其他額外操作，通過變 流器自動(dòng)完成轉(zhuǎn)子初始位置角的測(cè)定。
參照?qǐng)D6，為雙饋電機(jī)感應(yīng)電壓與磁通向量夾角向量圖。
圖6所示，〔為轉(zhuǎn)子側(cè)電流矢量；^Ti為磁通向量；f與^分別為雙饋電 機(jī)轉(zhuǎn)子電壓矢量角和定子電壓矢量角。
轉(zhuǎn)子側(cè)電流矢量C與磁通向量piTi保持一致。轉(zhuǎn)子電壓矢量角^;和定子電
壓矢量角^均與磁通向量STi成90。夾角。
電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電流通過電機(jī)導(dǎo)線繞組，產(chǎn)生磁場(chǎng)。在理想情況下，認(rèn)為導(dǎo)線 繞組的磁心無損耗，轉(zhuǎn)子電壓矢量角冗與磁通向量^i之間的夾角保持90。不 變。
但是，在實(shí)際應(yīng)用中，由于雙饋電機(jī)導(dǎo)線繞組的磁滯損耗，使得轉(zhuǎn)子側(cè)勵(lì)
磁時(shí)，轉(zhuǎn)子側(cè)電流矢量[;(磁動(dòng)勢(shì))與轉(zhuǎn)子電壓矢量角v;之間夾角小于9o度。
定子側(cè)空載，故電壓矢量角義與磁通向量^Ti夾角為90° 。因此，轉(zhuǎn)子電壓矢量角f和定子電壓矢量角^之間不在同一軸線上，夾角為&。
為了解決上述誤差角&的問題，本發(fā)明實(shí)施例二所述方法進(jìn)一步包括 計(jì)算得到誤差角& ，對(duì)實(shí)施例一計(jì)算得到的轉(zhuǎn)子初始位置角e^進(jìn)行校正。
參照?qǐng)D7,為本發(fā)明第二實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè) 方法流程圖。
步驟S701 ~步驟706與步驟S501 ~ S506相同，在步驟S706之后進(jìn)一步 包括
步驟S707:分別和獲取轉(zhuǎn)子電流矢量角&。
所述給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角&可以等于給定參考電壓角度《_ 。
通過轉(zhuǎn)子電流傳感器，檢測(cè)雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子電流信號(hào)i;。通過相位計(jì)算， 得到電流信號(hào)^;的&。
步驟S708:根據(jù)轉(zhuǎn)子電壓矢量角&和轉(zhuǎn)子電流矢量角&,計(jì)算得到誤差 角&。
&=fH2) (8)
步驟S709:根據(jù)計(jì)算得到的誤差角&，校正步驟S706計(jì)算得到的轉(zhuǎn)子 初始位置角《^,得到校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角《『
d劍+(f -《rr) (9)
采用實(shí)施例二所述測(cè)定方法，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)子初始位 置角校正環(huán)節(jié)，能夠有效消除電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于雙饋電機(jī)導(dǎo)線繞組的磁滯損耗 產(chǎn)生的誤差角，進(jìn)一步增加了轉(zhuǎn)子初始位置角測(cè)定的準(zhǔn)確度。
本發(fā)明還提供了 一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)裝置。 參照?qǐng)D8,為本發(fā)明第一實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè) 裝置結(jié)構(gòu)圖。
雙饋電機(jī)2的定子側(cè)通過并網(wǎng)開關(guān)3與電網(wǎng)相連。電網(wǎng)輸送交流電至網(wǎng)側(cè) PWM變換器4，整流為直流電。經(jīng)與網(wǎng)側(cè)PWM變換器4并聯(lián)的電容C 5濾 波，輸入轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器5。轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器5結(jié)合轉(zhuǎn)子初始位置角 的測(cè)定裝置1輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將輸入的直流電逆變?yōu)榻涣麟姡┘釉陔p饋電 機(jī)2的轉(zhuǎn)子繞組上。
所述轉(zhuǎn)子初始位置角的測(cè)定裝置1包括參考電壓角度給定單元11、參
15考電壓幅值給定單元12、乘法器13、 SVPWM14、轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元15、 定子電壓矢量角獲取單元16、以及比較器17。
參考電壓角度給定單元11，用于給定參考電壓角度&鄉(xiāng)，輸出至乘法器 13的輸入端和比較器17的負(fù)輸入端。
參考電壓幅值給定單元12，用于給定參考電壓幅值、f,輸出至乘法器13
的豐lr入端。
乘法器13,將接收到的給定參考電壓角度^^和給定參考電壓幅值Vref相
乘，輸出參考電壓矢量至SVPWM14。
SVPWM14，將參考電壓矢量轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，發(fā)送至轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器6。
轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元15,與雙饋電機(jī)2的轉(zhuǎn)子相連，獲取轉(zhuǎn)子機(jī)械角速 度nx^。r,輸出至比較器17的負(fù)輸入端。
優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元15可以包括與雙饋電機(jī)2的轉(zhuǎn)子同軸連 接的旋轉(zhuǎn)編碼器和積分單元。
旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)得到雙饋電機(jī)2的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N。
積分單元對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N積分，計(jì)算得到轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx^mtOT,輸出至比較 器17的負(fù)輸入端。
其中，n為雙饋電機(jī)2的極對(duì)數(shù)。
定子電壓矢量角獲取單元16，與雙饋電機(jī)2的定子側(cè)線路相連，獲取定 子電壓矢量角《，輸出至比較器17的正輸入端。
優(yōu)選地，定子電壓矢量角獲取單元16可以包括設(shè)置在定子側(cè)的定子電 壓傳感器和相角提取單元。 —
定子電壓傳感器，檢測(cè)得到雙饋電機(jī)2的!—子側(cè)感應(yīng)電壓信號(hào)、。
相角提取單元，提取定子側(cè)感應(yīng)電壓信號(hào)VA的相位，得到定子電壓矢量 角《，輸出至比較器17的正輸入端。
比較器17，用定子電壓矢量角《減去轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx&t。r和給定參考電壓 角度0—,輸出轉(zhuǎn)子初始位置角&tal 。
采用所述實(shí)施例一所述測(cè)定裝置，系統(tǒng)不需要進(jìn)行其他額外操作，通過變 流器自動(dòng)完成轉(zhuǎn)子初始位置角的測(cè)定。當(dāng)采用編碼器獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角時(shí)，其編碼器的安裝過程中，不需要人工進(jìn)行轉(zhuǎn)子初始位置角設(shè)定，也不需 要增加電源或其它額外硬件設(shè)備。即使更換新的編碼器也不需要對(duì)程序做改 動(dòng)。
為了解決轉(zhuǎn)子電壓矢量角7和定子電壓矢量角^之間誤差角&的問題，
本發(fā)明實(shí)施例二所述裝置與實(shí)施例一的區(qū)別在于進(jìn)一步包括誤差角計(jì)算單元 和轉(zhuǎn)子初始位置角校正單元，用于計(jì)算得到誤差角《 ,對(duì)實(shí)施例一中比較器 18輸出的轉(zhuǎn)子初始位置角0^進(jìn)行校正。
參照?qǐng)D9，為本發(fā)明第二實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè) 裝置結(jié)構(gòu)圖。
實(shí)施例二所述裝置與實(shí)施例一的區(qū)別在于，所述裝置進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)子電 壓矢量角給定單元18、轉(zhuǎn)子電流矢量角獲取單元19、常值給定單元20、第二 比較器21、以及第三比較器22。
轉(zhuǎn)子電壓矢量角給定單元18，用于給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角&,輸入第二比 較器21的負(fù)輸入端。
所述轉(zhuǎn)子電壓矢量角給定單元18給定的轉(zhuǎn)子電壓矢量角&可以等于給定 參考電壓角度&，。
轉(zhuǎn)子電流矢量角獲取單元19，與雙饋電機(jī)2轉(zhuǎn)子側(cè)線路相連，用于獲取 轉(zhuǎn)子電流矢量角&2 ，輸入第二比較器21的正輸入端。
優(yōu)選地，轉(zhuǎn)子電流矢量角獲取單元19可以包括設(shè)置在雙饋電機(jī)2轉(zhuǎn)子 側(cè)的轉(zhuǎn)子電流傳感器和相角提取單元。
轉(zhuǎn)子電流傳感器，檢測(cè)得到雙饋電機(jī)2的轉(zhuǎn)子側(cè)感應(yīng)電流信號(hào)i;。 相角提取單元，提取轉(zhuǎn)子側(cè)感應(yīng)電流信號(hào)i;的相角，得到轉(zhuǎn)子電流矢量角
輸入至第二比較器21的正輸入端。
常值給定單元20,用于給定常值^，輸出至第二比較器21的正輸入端
和第三比較器22的正輸入端。
第二比較器21,用常值^減去轉(zhuǎn)子電壓矢量角&,再加上轉(zhuǎn)子電流矢量
角《2,輸出誤差角&,輸出至第三比較器23的負(fù)輸入端。
第三比較器22的正輸入端接第一比較器17的輸出端，接收轉(zhuǎn)子初始位置
17第三比較器22，用轉(zhuǎn)子初始位置角《^加上給定常值^，再減去誤差角
《 ，輸出校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角&tal。
參見圖10,為定子電壓定向矢量圖。
VA為定子A相電壓矢量，Va為轉(zhuǎn)子a相電壓矢量，6r。t。r為定子與轉(zhuǎn)子 之間夾角，由于定子是始終保持不變的，因此6r。t。r又稱為轉(zhuǎn)子繞組位置角。
^為電壓矢量夾角。e鄉(xiāng)為滑差角。
在雙饋電機(jī)矢量控制中，通過e鄉(xiāng)使6r。t。r與e!保持一致。因此，實(shí)現(xiàn)對(duì)
6 rotOT的準(zhǔn)確定位是保證矢量控制精度的前提。
在進(jìn)行雙饋電機(jī)矢量控制時(shí)，需要通過滑差角6鄉(xiāng)使轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx er。t。r
與定子電壓矢量角e!保持一致。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一所述方法計(jì)算得
到的轉(zhuǎn)子初始位置角《 ，結(jié)合轉(zhuǎn)子機(jī)械角n X 6 r。t。r定位轉(zhuǎn)子繞組位置角時(shí)， 還需要對(duì)轉(zhuǎn)子繞組位置角進(jìn)行補(bǔ)償操作，使轉(zhuǎn)子繞組位置角與定子電壓矢量角 ^達(dá)到一致后，才能將雙饋電機(jī)的定子側(cè)接入電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)操作。
為了解決上述問題，本發(fā)明還提供了 一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的測(cè)定 方法。本發(fā)明實(shí)施例三所述方法，能夠在計(jì)算轉(zhuǎn)子初始位置角0^的同時(shí)，使 定子電壓與電網(wǎng)電壓相位和幅值一致，可以直接進(jìn)行并網(wǎng)才喿作。由于比例積分 的作用，這種方法對(duì)角度測(cè)量干擾信號(hào)具有較好的濾波效果。
參照?qǐng)D11，為本發(fā)明第三實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢 測(cè)方法流程圖。
步驟S1101:獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx《 。
通過與雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸連接的旋轉(zhuǎn)編碼器，獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 N。對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速N積分，得到雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx《。t。f。 其中，n為雙饋電機(jī)的極對(duì)數(shù)。
步驟S1102:獲取電網(wǎng)電壓矢量角《和電網(wǎng)電壓幅值VK。 通過設(shè)置在電網(wǎng)側(cè)的電壓傳感器，檢測(cè)得到電網(wǎng)電壓信號(hào)《。通過相位
和幅值計(jì)算，分別得到電網(wǎng)電壓信號(hào)^的電網(wǎng)電壓矢量角《和電網(wǎng)電壓幅值VR。
步驟S1103:根據(jù)電網(wǎng)電壓矢量角《、轉(zhuǎn)子初始位置角^^、以及轉(zhuǎn)子機(jī)械角nX^。r,計(jì)算得到給定參考電壓角度^^。
e—=n-"《 "0)
假定初始時(shí)刻轉(zhuǎn)子初始位置角《^為o。
步驟S1104:以所述電網(wǎng)電壓幅值VK為幅值、以所述給定參考電壓角度
^_為相角，生成參考電壓矢量。
步驟S1105:參考電壓矢量^7經(jīng)過SVPWM調(diào)制轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，發(fā)送 至轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器。
步驟S1106:所述轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將直流信號(hào)變 換為交流電壓信號(hào)，施加在雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上。
步驟S1107:獲取定子電壓矢量角《。
通過設(shè)置在定子側(cè)的電壓傳感器，檢測(cè)得到雙饋電機(jī)的定子側(cè)感應(yīng)電壓信 號(hào)《。通過相位計(jì)算，得到定子側(cè)感應(yīng)電壓信號(hào)《的定子電壓矢量角《。
步驟S1108:才艮據(jù)電網(wǎng)電壓矢量角《和定子電壓矢量角《，計(jì)算電網(wǎng)電壓 與定子電壓的相角差M。
△P =《-《 (11)
步驟S1109:通過PI控制器，對(duì)電網(wǎng)電壓與定子電壓的相角差A(yù)^進(jìn)行比 例積分，轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子初始位置角 『
采用所述實(shí)施例三所述測(cè)定方法，系統(tǒng)不需要進(jìn)行其他額外操作，通過變 流器自動(dòng)完成轉(zhuǎn)子初始位置角的測(cè)定。同時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例三所述方法，能夠 在計(jì)算轉(zhuǎn)子初始位置角^^的同時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)子繞組位置角進(jìn)行補(bǔ)償，使得到的轉(zhuǎn)
子繞組位置角與定子電壓矢量角6!達(dá)到一致，可以直接進(jìn)行并網(wǎng)操作。釆用 編碼器獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角，其編碼器安裝過程，不需要人工進(jìn)行轉(zhuǎn)子 初始位置角設(shè)定，也不需要增加電源或其它額外硬件設(shè)備。即使更換新的編碼 器也不需要對(duì)程序做改動(dòng)。甚至不需要Z脈沖，僅用有A,B脈沖編碼器即可， 此時(shí)上電時(shí)轉(zhuǎn)子的位置，即為初始位置。
為了解決轉(zhuǎn)子電壓矢量角^和定子電壓矢量角^之間誤差角^的問題， 本發(fā)明實(shí)施例四所述方法與實(shí)施例三的區(qū)別在于進(jìn)一步包括計(jì)算得到誤差角 & ,對(duì)實(shí)施例三計(jì)算得到的轉(zhuǎn)子初始位置角《mtal進(jìn)行校正。
參照?qǐng)D12，為本發(fā)明第四實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法流;f呈圖。
步驟S1201 ~步驟1209與步驟S1101 ~步驟1109相同，在步驟S1209之 后進(jìn)一步包括
步驟S1210:分別給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角^和獲取轉(zhuǎn)子電流矢量角& 。 通過設(shè)置在轉(zhuǎn)子側(cè)的電流傳感器，檢測(cè)得到雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)感應(yīng)電流信 號(hào)C。通過相位計(jì)算，得到轉(zhuǎn)子側(cè)的轉(zhuǎn)子電流矢量角&。
步驟S1211:根據(jù)轉(zhuǎn)子電壓矢量角&和轉(zhuǎn)子電流矢量角&，計(jì)算得到誤
&=f-(8)
步驟S1212:根據(jù)計(jì)算得到的誤差角《 ，校正步驟S1209中計(jì)算得到的 轉(zhuǎn)子初始位置角《mtal,得到校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角《mtal 。
L《,+(f _。 (9)
采用實(shí)施例四所述測(cè)定方法，在實(shí)施例三的基礎(chǔ)上進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)子初始位 置角校正環(huán)節(jié)，能夠有效消除電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于雙饋電機(jī)導(dǎo)線繞組的磁滯損耗 產(chǎn)生的誤差角，進(jìn)一步增加了轉(zhuǎn)子初始位置角測(cè)定的準(zhǔn)確度。
為了解決滑差角e鄉(xiāng)的問題，本發(fā)明還提供了一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位 置角的自動(dòng)檢測(cè)裝置。本發(fā)明實(shí)施例三所述裝置，能夠在得到轉(zhuǎn)子初始位置角
^ta!的同時(shí)，對(duì)轉(zhuǎn)子繞組位置角進(jìn)行補(bǔ)償，使得到的轉(zhuǎn)子繞組位置角與定子電
壓矢量角^達(dá)到一致，可以直接進(jìn)行并網(wǎng)操作。
參照?qǐng)D13，為本發(fā)明第三實(shí)施例所述雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)?xùn)焤 測(cè)裝置結(jié)構(gòu)圖。
雙々貴電才幾2的定子側(cè)通過并網(wǎng)開關(guān)3與電網(wǎng)相連。電網(wǎng)輸送交流電至網(wǎng)側(cè) PWM變換器4，整流為直流電。經(jīng)與網(wǎng)側(cè)PWM變換器4并聯(lián)的電容C 5濾 波，輸入轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器5。轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器5結(jié)合轉(zhuǎn)子初始位置角 的測(cè)定裝置1輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，將輸入的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，施加在雙饋電 機(jī)2的轉(zhuǎn)子繞組上。
所述轉(zhuǎn)子初始位置角的測(cè)定裝置1包括轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元15、電網(wǎng) 電壓矢量角獲取單元23、電網(wǎng)電壓幅值獲取單元24、定子電壓矢量角獲取單 元16、第五比較器26、 PI控制器27、第四比較器25、乘法器28、以及SVPWM
2014。
轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元15,與雙饋電機(jī)2的轉(zhuǎn)子相連，獲取轉(zhuǎn)子機(jī)械角速 度nx w,輸出至第四比較器25的負(fù)輸入端。
電網(wǎng)電壓矢量角獲取單元23,與電網(wǎng)側(cè)線路相連，獲取電網(wǎng)電壓矢量角《， 輸出至第四比較器25的正輸入端和第五比較器26的正輸入端。
優(yōu)選地，電網(wǎng)電壓矢量角獲取單元23可以包括設(shè)置在電網(wǎng)側(cè)的電網(wǎng)電 壓傳感器和相角提取單元。
電網(wǎng)電壓傳感器，檢測(cè)得到電網(wǎng)電壓信號(hào)《。
相角提取單元，提取電網(wǎng)電壓信號(hào)《的相角，得到電網(wǎng)電壓矢量角《。 電網(wǎng)電壓幅值獲取單元24,與電網(wǎng)側(cè)線路相連，獲取電網(wǎng)電壓幅值VR, 輸出至第二乘法器28。
優(yōu)選地，電網(wǎng)電壓幅值獲取單元24可以為相角提取單元。 電網(wǎng)電壓傳感器，檢測(cè)得到電網(wǎng)電壓信號(hào)《。
幅值提取單元，提取電網(wǎng)電壓信號(hào)《的幅值，得到電網(wǎng)電壓幅值Vr
定子電壓矢量角獲取單元16,與雙饋電機(jī)2的定子側(cè)線路相連，獲取定 子電壓矢量角《，輸出至第五比較器26的負(fù)輸入端。
第五比較器26，用電網(wǎng)電壓矢量角《減去定子電壓矢量角《，輸出電網(wǎng)電 壓與定子電壓的相角差A(yù)P,至PI控制器27。
PI控制器27,對(duì)電網(wǎng)電壓與定子電壓的相角差A(yù)^進(jìn)行比例積分，得到轉(zhuǎn) 子初始位置角《ntol,輸出至第四比較器25的負(fù)輸入端。
第四比較器25,用電網(wǎng)電壓矢量角《減去轉(zhuǎn)子初始位置角^^和轉(zhuǎn)子機(jī)械 角nx^。r,輸出給定參考電壓角度&胃，至第二乘法器28。
乘法器28,將接收到的給定參考電壓角度^，和電網(wǎng)電壓幅值VR相乘， 輸出參考電壓矢量至SVPWM 14。
SVPWM14,將參考電壓矢量轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，發(fā)送至轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換 器6。
為了解決轉(zhuǎn)子電壓矢量角^;和定子電壓矢量角^之間誤差角^的問題，
本發(fā)明實(shí)施例四所述裝置與實(shí)施例三的區(qū)別在于進(jìn)一步包括誤差角計(jì)算單元
和轉(zhuǎn)子初始位置角^f交正單元，用于計(jì)算得到誤差角^，對(duì)實(shí)施例三中PI控制器27輸出的轉(zhuǎn)子初始位置角進(jìn)行校正。
實(shí)施例四所述裝置與實(shí)施例三的區(qū)別在于，所述裝置進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)子電 壓矢量角給定單元、轉(zhuǎn)子電流矢量角獲取單元、常值給定單元、第二比較器、 以及第三比較器。
轉(zhuǎn)子電壓矢量角給定單元，用于給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角&，輸入第二比較 器的負(fù)輸入端。
轉(zhuǎn)子電流矢量角獲取單元，與雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)線路相連，用于獲取轉(zhuǎn)子電
流矢量角&2,輸入第二比較器的正輸入端。
常值給定單元，用于給定常值^，輸出至第二比較器的正輸入端和第三
比較器的正輸入端。
第二比較器，用常值^減去轉(zhuǎn)子電壓矢量角&,再加上轉(zhuǎn)子電流矢量角
輸出誤差角&,輸出至第三比較器的負(fù)輸入端。
第三比較器的正輸入端接第五比較器的輸出端，接收轉(zhuǎn)子初始位置角
《inital °
第三比較器，用轉(zhuǎn)子初始位置角《，加上給定常值^，再減去誤差角《 , 輸出校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角《ltal 。
采用所述測(cè)定方法及裝置，系統(tǒng)不需要進(jìn)行其他額外操作，通過變流器自 動(dòng)完成轉(zhuǎn)子初始位置角的測(cè)定。
以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法及 裝置，進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn) 行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想； 同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng) 用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限 制。
2權(quán)利要求
1、一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括給定參考電壓角度θgiven，結(jié)合給定參考電壓幅值Vref，生成參考電壓矢量；所述參考電壓矢量經(jīng)過SVPWM，轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器，生成交流電壓信號(hào)，施加在雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上；獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角n×θrotor；獲取定子電壓矢量角θ1；用所述定子電壓矢量角θ1減去所述轉(zhuǎn)子機(jī)械角n×θrutor和給定參考電壓角度θgiven，得到轉(zhuǎn)子初始位置角θinital；其中，n為雙饋電機(jī)的極對(duì)數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，得到轉(zhuǎn)子初始位置角《^之后進(jìn)一步包括分別給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角^和獲:f又轉(zhuǎn)子電流矢量角《2; 根據(jù)轉(zhuǎn)子電壓矢量角&和轉(zhuǎn)子電流矢量角《2，計(jì)算得到誤差角《 ，具體為《rr 的l _(9S2);根據(jù)計(jì)算得到的誤差角《 ,校正計(jì)算得到的所述轉(zhuǎn)子初始位置角《^,得到校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角(,，具體為&tal =《nitd +(f -《 )。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子 處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或至少轉(zhuǎn)一圈。
4、 一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝 置包括參考電壓角度給定單元、參考電壓幅值給定單元、第一乘法器、 SVPWM、轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元、定子電壓矢量角獲取單元、以及第一比較器。所述參考電壓角度給定單元，用于給定參考電壓角度&_，輸出至第一乘法器的輸入端和第 一 比較器的負(fù)輸入端；所述參考電壓幅值給定單元，用于給定參考電壓幅值Vref,輸出至第一乘法器的輸入端；所述第一乘法器，用于將給定參考電壓角度&_和給定參考電壓幅值vref 相乘，輸出參考電壓矢量至所述SVPWM;所迷SVPWM，將參考電壓矢量轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，發(fā)送至轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變 換器；轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元，獲取轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度nx^自，輸出至第一比較器的 負(fù)輸入端；所述定子電壓矢量角獲取單元，獲取定子電壓矢量角《，輸出至第一比較 器的正輸入端；第一比較器，用定子電壓矢量角《減去轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx^^和給定參考電壓 角度&，，輸出轉(zhuǎn)子初始位置角U 其中，n為雙饋電機(jī)極對(duì)數(shù)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括轉(zhuǎn) 子電壓矢量角給定單元、轉(zhuǎn)子電流矢量角獲取單元、常值給定單元、第二比較 器、以及第三比較器；所述轉(zhuǎn)子電壓矢量角給定單元，給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角&,輸入第二比較 器的負(fù)輸入端；所述轉(zhuǎn)子電流矢量角獲取單元，獲取轉(zhuǎn)子電流矢量角《2,輸入第二比較 器的正輸入端。所述常值給定單元，用于給定常值^，輸出至第二比較器的正輸入端和第三比專交器的正輸入端；所述第二比較器，用常值^減去轉(zhuǎn)子電壓矢量角&,再加上轉(zhuǎn)子電流矢量角《2,輸出誤差角&,輸出至第三比較器的負(fù)輸入端；所述第三比較器的正輸入端接所述第一比較器的輸出端，接收轉(zhuǎn)子初始位所述第三比較器，用轉(zhuǎn)子初始位置角《^加上給定常值^，再減去誤差 角& ，輸出校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角&131; 其中，n為雙饋電機(jī)的極對(duì)數(shù)。
6、 一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法，其特征在于，所述方 法包括獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角nx《 ； 獲取電網(wǎng)電壓矢量角《和電網(wǎng)電壓幅^f直VR;通過&一 =《_《 -"x《_ ，計(jì)算得到給定參考電壓角度&鄉(xiāng)；以所述電網(wǎng)電壓幅值VR為幅值、以所述給定參考電壓角度《_為相角，生成參考電壓矢量；所述參考電壓矢量經(jīng)過SVPWM,轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變 換器，生成交流電壓信號(hào)，施加在雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上； 獲取定子電壓矢量角《；用所述電網(wǎng)電壓矢量角<92減去所述定子電壓矢量角《，得到電網(wǎng)電壓與定 子電壓的相角差A(yù)^;對(duì)所述電網(wǎng)電壓與定子電壓的相角差A(yù)P進(jìn)行比例積分，轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)子初始 位置角《*1;其中，n為雙饋電機(jī)的極對(duì)數(shù)；初始時(shí)刻轉(zhuǎn)子初始位置角《,為0。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，得到轉(zhuǎn)子初始位置角e^之后進(jìn)一步包括分別給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角^和獲取轉(zhuǎn)子電流矢量角&; 根據(jù)轉(zhuǎn)子電壓矢量角^和轉(zhuǎn)子電流矢量角& ，計(jì)算得到誤差角&,具體根據(jù)計(jì)算得到的誤差角&,校正計(jì)算得到的所述轉(zhuǎn)子初始位置角^^，得 到校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角e二 ，具體為e:=《 。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子 為靜止?fàn)顟B(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
9、 一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述裝 置包括轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元、電網(wǎng)電壓矢量角獲取單元、電網(wǎng)電壓幅值獲取 單元、定子電壓矢量角獲取單元、第五比較器、PI控制器、第四比較器、第 二乘法器、以及SVPWM;所述轉(zhuǎn)子機(jī)械角獲取單元，獲取轉(zhuǎn)子機(jī)械角速度nx^^,輸出至第四比較 器的負(fù)輸入端；所述電網(wǎng)電壓矢量角獲取單元，獲取電網(wǎng)電壓矢量角《，輸出至第四比較 器的正輸入端和第五比較器的正輸入端；所述電網(wǎng)電壓幅值獲取單元，獲取電網(wǎng)電壓幅值v^輸出至第二乘法器；所述定子電壓矢量角獲取單元，獲取定子電壓矢量角《，輸出至第五比較器的負(fù)輸入端；所述第五比較器，用電網(wǎng)電壓矢量角《減去定子電壓矢量角《，輸出電網(wǎng)電壓與定子電壓的相角差A(yù)P,至所述PI控制器。所述PI控制器，對(duì)電網(wǎng)電壓與定子電壓的相角差A(yù)P進(jìn)行比例積分，得到轉(zhuǎn)子初始位置角e^,輸出至第四比較器的負(fù)輸入端；所述第四比較器，用電網(wǎng)電壓矢量角《減去轉(zhuǎn)子初始位置角 w和轉(zhuǎn)子機(jī) 械角nx 。r,輸出給定參考電壓角度^^至第二乘法器；第二乘法器，將接收到的給定參考電壓角度&ven和電網(wǎng)電壓幅值vR相乘， 輸出參考電壓矢量至SVPWM;所述SVPWM，將參考電壓矢量轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，發(fā)送至轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變 換器。
10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括轉(zhuǎn) 子電壓矢量角給定單元、轉(zhuǎn)子電流矢量角獲取單元、常值給定單元、第二比較 器、以及第三比較器；所述轉(zhuǎn)子電壓矢量角給定單元，給定轉(zhuǎn)子電壓矢量角&，輸入第二比較 器的負(fù)輸入端；所述轉(zhuǎn)子電流矢量角獲取單元，獲取轉(zhuǎn)子電流矢量角&2,輸入第二比較 器的正輸入端；所述常值給定單元，用于給定常值^，輸出至第二比較器的正輸入端和第三比較器的正輸入端；所述第二比較器，用常值^減去轉(zhuǎn)子電壓矢量角&,再加上轉(zhuǎn)子電流矢量角《2，輸出誤差角^，輸出至第三比較器的負(fù)輸入端；所述第三比較器的正輸入端接第五比較器的輸出端，接收轉(zhuǎn)子初始位置角《nital ,所述第三比較器，用轉(zhuǎn)子初始位置角^,加上給定常值^，再減去誤差 角&,輸出校正后的轉(zhuǎn)子初始位置角&tal 。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)方法，所述方法包括給定參考電壓角度θ_given，結(jié)合給定參考電壓幅值V_ref，生成參考電壓矢量；所述參考電壓矢量經(jīng)過SVPWM，轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子側(cè)PWM變換器，生成交流電壓信號(hào)，施加在雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組上；獲取雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子機(jī)械角n×θ_rotor；獲取定子電壓矢量角θ₁；用所述定子電壓矢量角θ₁減去所述轉(zhuǎn)子機(jī)械角n×θ_rutor和給定參考電壓角度θ_given，得到轉(zhuǎn)子初始位置角θ_inital；其中，n為雙饋電機(jī)的極對(duì)數(shù)。本發(fā)明還提供一種雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)裝置。采用本發(fā)明所述方法及裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角的自動(dòng)檢測(cè)。
文檔編號(hào)H02P21/00GK101459406SQ20081020806
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者任曉峰, 茹 魏 申請(qǐng)人:三一電氣有限責(zé)任公司