飞轮电机初始角度确定方法及飞轮电机系统技术方案

本发明专利技术提供了一种飞轮电机初始角度确定方法及飞轮电机系统，该方法包括：获取飞轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值；控制该飞轮电机以该稳态值以及预设转速运行，直到该飞轮电机的直轴电流和交轴电流均为零；获取直轴电压、交轴电压以及该飞轮电机的电压饱和系数；根据该稳态值、该直轴电压、该交轴电压以及该电压饱和系数确定该飞轮电机的初始角度。该方法通过轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值、该直轴电压、该交轴电压以及该电压饱和系数确定该飞轮电机的初始角度，以适应飞轮电机高速旋转的应用场景，从而提升了飞轮电机初始角度的确定精度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
飞轮电机初始角度确定方法及飞轮电机系统


[0001]本专利技术涉及飞轮储能
，尤其是涉及一种飞轮电机初始角度确定方法及飞轮电机系统。

技术介绍

[0002]飞轮电机是飞轮储能系统中非常关键的部件，起着电能和动能之间相互转化的作用。通常，飞轮储能系统所采用的电机多为交流电机，包括异步感应电机、永磁同步电机、感应子电机、同步磁阻电机等，这些电机在机侧变流器作用下，通常采用矢量控制、直接转矩控制等控制方法。在这些控制方法中，获取电机实时角度信息是其中的必要过程。在获得电机角度信息后，必须精确获取电机的初始角度，否则会出现电机失速、无法输出有效功率等问题。
[0003]现有获取电机初始角度的方法可以通过直接测量或者间接估计的方式，但多数现有技术得到的初始角度确定结果一般精度较低，并不适用于飞轮高速运行场景。因此，如何确定飞轮电机的初始角度问题仍亟待解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种飞轮电机初始角度确定方法及飞轮电机系统，以提升飞轮电机初始角度的确定精度。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种飞轮电机初始角度的确定方法，其中，包括：获取飞轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值；控制该飞轮电机以该稳态值以及预设转速运行，直到该飞轮电机的直轴电流和交轴电流均为零；获取直轴电压、交轴电压以及该飞轮电机的电压饱和系数；根据该稳态值、该直轴电压、该交轴电压以及该电压饱和系数确定该飞轮电机的初始角度。
[0006]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，获取飞轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值的步骤包括：控制该飞轮电机在静止状态下以不同初始角度启动；当该飞轮电机实时旋转角度处于稳态时，获取该飞轮电机的实时旋转角度；根据该飞轮电机的实时旋转角度，确定该飞轮电机的实时旋转角度的稳态值。
[0007]结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据该飞轮电机的实时旋转角度，确定该飞轮电机的实时旋转角度的稳态值的步骤，包括：根据该飞轮电机的实时旋转角度，计算该轮电机的实时旋转角度的平均值；将该轮电机的实时旋转角度的平均值，确定为该飞轮电机的实时旋转角度的稳态值。
[0008]结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，该飞轮电机的实时旋转角度的取值为n组，根据下述公式计算该轮
电机的实时旋转角度的平均值：其中，表示该轮电机的实时旋转角度的平均值，表示该轮电机的实时旋转角度第i次的数值，n表示获取该轮电机的实时旋转角度的次数，i表示第i次获取所述轮电机的实时旋转角度。
[0009]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，获取该飞轮电机的电压饱和系数的步骤包括：获取该飞轮电机的反电势值以及该飞轮电机的变流器直排母线电压值；根据该反电势值以及该变流器直排母线电压值，计算该飞轮电机的电压饱和系数。
[0010]结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，根据该稳态值、该直轴电压、该交轴电压以及该电压饱和系数确定该飞轮电机的初始角度的步骤，包括：根据该直轴电压、该交轴电压，确定该直轴电压的绝对值以及该交轴电压的绝对值中的最大值；计算该最大值和该电压饱和系数的差值；基于该差值确定该飞轮电机的初始角度。
[0011]结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，基于该差值确定该飞轮电机的初始角度的步骤，包括：如果该差值为零，则将该飞轮电机的实时旋转角度的稳态值确定为该飞轮电机的初始角度；如果该差值大于预设阈值，则以第一预设系数调整该飞轮电机的实时旋转角度的稳态值，得到第一稳态值；以该第一稳态值启动该飞轮电机，直到该第一稳态值对应的该直轴电压的绝对值以及该交轴电压的绝对值中的最大值与该电压饱和系数相等，将该第一稳态值，确定为该飞轮电机的初始角度；如果该差值小于预设阈值，则以第二预设系数调整该飞轮电机的实时旋转角度的稳态值，得到第二稳态值；以该第二稳态值启动该飞轮电机，直到该第二稳态值对应的该直轴电压的绝对值以及该交轴电压的绝对值中的最大值与该电压饱和系数相等，将该第二稳态值，确定为该飞轮电机的初始角度。
[0012]结合第一方面的第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，根据下述公式计算该飞轮电机的电压饱和系数：其中，M表示该飞轮电机的电压饱和系数，V
r
表示该反电势值，V
DC
表示该飞轮电机的变流器直排母线电压值。
[0013]结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，该不同初始角度的取值范围为：0～360
°
。
[0014]第二方面，本专利技术实施例提供了一种飞轮电机系统，其中，该系统包括依次连接的控制器、飞轮电机、旋转变压器和解码器；该控制器存储有能够被执行的计算机可执行指令，该控制器用于执行该计算机可执行指令以实现第一方面至第一方面的第八种可能的实施方式任一项该的飞轮电机初始角度的确定方法；该旋转变压器用于获取该飞轮电机的旋转角度；该解码器用于将该飞轮电机的旋转角度进行解码后输出。
[0015]本专利技术实施例带来了以下有益效果：
[0016]本专利技术提供的一种飞轮电机初始角度确定方法及飞轮电机系统，该方法包括：获
取飞轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值；控制该飞轮电机以该稳态值以及预设转速运行，直到该飞轮电机的直轴电流和交轴电流均为零；获取直轴电压、交轴电压以及该飞轮电机的电压饱和系数；根据该稳态值、该直轴电压、该交轴电压以及该电压饱和系数确定该飞轮电机的初始角度。该方法通过轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值、该直轴电压、该交轴电压以及该电压饱和系数确定该飞轮电机的初始角度，以适应飞轮电机高速旋转的应用场景，从而提升了飞轮电机初始角度的确定精度。
[0017]本实施例公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
[0018]为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的一种飞轮电机初始角度确定方法的流程示意图；
[0021]图2为本专利技术实施例提供的另一种飞轮电机初始角度确定方法的流程示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞轮电机初始角度的确定方法，其特征在于，包括：获取飞轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值；控制所述飞轮电机以所述稳态值以及预设转速运行，直到所述飞轮电机的直轴电流和交轴电流均为零；获取直轴电压、交轴电压以及所述飞轮电机的电压饱和系数；根据所述稳态值、所述直轴电压、所述交轴电压以及所述电压饱和系数确定所述飞轮电机的初始角度。2.根据权利要求1所述飞轮电机初始角度的确定方法，其特征在于，获取飞轮电机以不同初始角度启动后的实时旋转角度的稳态值的步骤包括：控制所述飞轮电机在静止状态下以不同初始角度启动；当所述飞轮电机实时旋转角度处于稳态时，获取所述飞轮电机的实时旋转角度；根据所述飞轮电机的实时旋转角度，确定所述飞轮电机的实时旋转角度的稳态值。3.根据权利要求2所述的飞轮电机初始角度的确定方法，其特征在于，根据所述飞轮电机的实时旋转角度，确定所述飞轮电机的实时旋转角度的稳态值的步骤，包括：根据所述飞轮电机的实时旋转角度，计算所述轮电机的实时旋转角度的平均值；将所述轮电机的实时旋转角度的平均值，确定为所述飞轮电机的实时旋转角度的稳态值。4.根据权利要求3所述的飞轮电机初始角度的确定方法，其特征在于，所述飞轮电机的实时旋转角度的取值为n组，根据下述公式计算所述轮电机的实时旋转角度的平均值：其中，表示所述轮电机的实时旋转角度的平均值，表示所述轮电机的实时旋转角度第i次的数值，n表示获取所述轮电机的实时旋转角度的次数，i表示第i次获取所述轮电机的实时旋转角度。5.根据权利要求1所述的飞轮电机初始角度的确定方法，其特征在于，所述获取所述飞轮电机的电压饱和系数的步骤包括：获取所述飞轮电机的反电势值以及所述飞轮电机的变流器直排母线电压值；根据所述反电势值以及所述变流器直排母线电压值，计算所述飞轮电机的电压饱和系数。6.根据权利要求5所述的飞轮电机初始角度的确定方法，其特征在于，根据所述稳态值、所述直轴电压、所述交轴电压以及所述电压饱和系数确定所述飞轮电机的初始角度的步骤，包括：根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树胜，王佳良，李光军，汪大春，
申请(专利权)人：北京泓慧国际能源技术发展有限公司，
类型：发明
国别省市：