本发明专利技术涉及无刷双馈电机转子初始角度检测方法、装置及启动方法，其中无刷双馈电机的启动方式为同步启动，方法包括：接通功率绕组的电源，在控制绕组感应出电压时，对功率绕组电压以及控制绕组电压进行采样，并根据预设的数字锁相控制策略进行锁相控制分别得到功率绕组的相位和控制绕组的相位；判断功率绕组和控制绕组的相位之和是否为0，若是，判定转子当前的初始角度为0，否则，判定转子当前的初始角度为功率绕组和控制绕组的相位之差。本发明专利技术提供的转子初始角度检测方法、装置，能够快速、准确的确定同步启动方式下无刷双馈电机的转子初始角度，进而在进行同步启动时，能够保证在同步运行过程中获得准确的电机转子角度，保证矢量控制的精度。矢量控制的精度。矢量控制的精度。
【技术实现步骤摘要】
无刷双馈电机转子初始角度检测方法、装置及启动方法
[0001]本专利技术涉及电机控制领域，尤其涉及一种无刷双馈电机转子初始角度检测方法、装置及启动方法。
技术介绍
[0002]无刷双馈电机有两套定子绕组，通过定子励磁，实现无刷运行，提高系统可靠性。无刷双馈电机的两套定子绕组中，一套绕组直接与电网相连，称为功率绕组；另一套绕组通过变频器接电网，称为控制绕组。一般而言，无刷双馈电机被设计运行在自然同步速附近，此时，功率绕组提供电机所需大部分功率，控制绕组只需提供部分转差功率，因此，只需要部分小功率的变频器就能实现对无刷双馈电机的调速控制。
[0003]无刷双馈电机由静止运行到自然同步速附近会涉及到电机启动的问题，目前，普遍采用的方式是通过在控制绕组测串入电阻来启动电机，此时控制绕组侧变频器被旁路，待电机运行到自然同步速附近时，将电阻切掉，同时变频器接入将电机牵入同步，这种启动方式称为异步启动，该方式实施简单，但最大启动转矩由电机特性决定，只适用于对启动转矩要求不太高的场合。还有一种方式是同步启动，电机静止时控制绕组侧变频器直接接入，将电机牵入同步，再运行至所需要的转速，该方式电机双边励磁，具有同步电机特性，可以通过调节励磁大幅提高无刷双馈电机的启动转矩。
[0004]同步启动方式相比异步启动方式实施起来更复杂，但可以提高最大启动转矩，有相当大的应用价值。但是由于同步启动用到的矢量控制策略需要知道电机转子角度，现有技术中通过安装增量式编码器等手段可以得到转子的相对位置，但是很难知道转子的初始角度位置，进而无法得到准确的电机转子角度，造成无法保证矢量控制的精度。
技术实现思路
[0005]针对上述问题，本专利技术提供一种无刷双馈电机转子初始角度检测方法，无刷双馈电机的启动方式为同步启动，方法包括：
[0006]接通功率绕组的电源，在控制绕组感应出电压时，对功率绕组电压以及控制绕组电压进行采样，并根据预设的数字锁相控制策略进行锁相控制分别得到功率绕组的相位和控制绕组的相位；
[0007]判断功率绕组和控制绕组的相位之和是否为0，若是，判定转子当前的初始角度为0，否则，判定转子当前的初始角度为功率绕组和控制绕组的相位之差。
[0008]进一步的，根据预设的数字锁相控制策略进行锁相控制分别得到功率绕组的相位和控制绕组的相位包括：
[0009]将采样得到的功率绕组电压、控制绕组电压由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系；
[0010]将功率绕组电压、控制绕组电压由两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系，分别得到功率绕组电压、控制绕组电压在两相旋转坐标系下对应的d轴电压分量和q轴电压分
量；
[0011]分别通过反馈闭环控制，利用PI控制器将功率绕组电压、控制绕组电压对应的q轴电压分量调至零，得到当q轴电压分量为零时功率绕组电压的相位以及控制绕组的相位。
[0012]进一步的，将采样得到的功率绕组电压、控制绕组电压由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系为：
[0013]利用Clark变换，将采样得到的功率绕组电压、控制绕组电压由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系。
[0014]进一步的，将功率绕组电压、控制绕组电压由两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系为：
[0015]利用Park变换，将功率绕组电压、控制绕组电压由两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系。
[0016]进一步的，无刷双馈电机包括功率绕组以及控制绕组，功率绕组通过接触器KM与电网连接，控制绕组通过变频器与电网连接；
[0017]接通功率绕组的电源为：吸合所述功率绕组侧的接触器KM。
[0018]进一步的，变频器为两象限变频器。
[0019]本专利技术还提供一种无刷双馈电机转子初始角度检测装置，无刷双馈电机的启动方式为同步启动，装置包括采样模块、锁相控制模块、初始角度判定模块，其中：
[0020]采样模块，与锁相控制模块连接，用于在接通功率绕组的电源，且控制绕组感应出电压时，对功率绕组电压以及控制绕组电压进行采样；
[0021]锁相控制模块，与初始角度判定模块连接，用于根据预设的数字锁相控制策略进行锁相控制分别得到功率绕组的相位和控制绕组的相位；
[0022]初始角度判定模块，用于判断功率绕组和控制绕组的相位之和是否为0，若是，判定转子当前的初始角度为0，否则，判定转子当前的初始角度为所述功率绕组和控制绕组的相位之差。
[0023]进一步的，锁相控制模块包括坐标转换单元以及锁相控制单元，其中：
[0024]坐标转换单元与锁相控制单元连接，用于将采样得到的功率绕组电压、控制绕组电压由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系；将功率绕组电压、控制绕组电压由两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系，分别得到功率绕组电压、控制绕组电压在两相旋转坐标系下对应的d轴电压分量和q轴电压分量；
[0025]锁相控制单元，用于分别通过反馈闭环控制，利用PI控制器将功率绕组电压、控制绕组电压对应的q轴电压分量调至零，得到当q轴电压分量为零时功率绕组电压的相位以及控制绕组的相位。
[0026]进一步的，坐标转换单元利用Clark变换将采样得到的功率绕组电压、控制绕组电压由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系，利用Park变换，将功率绕组电压、控制绕组电压由两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系。
[0027]本专利技术还提供一种无刷双馈电机启动方法，方法为同步启动方法，方法包括：
[0028]接通功率绕组的电源，根据上述的无刷双馈电机转子初始角度检测方法，得到转子当前的初始角度；
[0029]根据所述初始角度对转子角度进行修正；
[0030]根据修正后的转子角度以及预设的无刷双馈电机功率绕组磁链定向矢量控制策略，将电机牵入同步，进行调速控制，以实现无刷双馈电机同步启动。
[0031]本专利技术提供的无刷双馈电机转子初始角度检测方法、装置及启动方法，至少具有以下有益效果：
[0032]通过在接通功率绕组的电源，控制绕组感应出电压时(此时无刷双馈电机保持静止状态)，通过锁相控制得到功率绕组的相位和控制绕组的相位，根据功率绕组和控制绕组的相位，快速、准确的确定同步启动方式下无刷双馈电机的转子初始角度，从而能够保证在同步运行过程中获得准确的电机转子角度，保证矢量控制的精度。
附图说明
[0033]为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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它附图。
[0034]图1为本专利技术一种实施例中的无刷双馈电机转子初始角度检测方法步骤示意图；
[0035]图2为本专利技术一种实施例中的无刷双馈电机同步启动系统拓扑图；
[0036]图3为本专利技术一种实施例中的数字锁相控制策略步骤示意图；
[0037]图4为本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无刷双馈电机转子初始角度检测方法，其特征在于，所述无刷双馈电机的启动方式为同步启动，所述方法包括：接通功率绕组的电源，在控制绕组感应出电压时，对所述功率绕组电压以及所述控制绕组电压进行采样，并根据预设的数字锁相控制策略进行锁相控制分别得到所述功率绕组的相位和所述控制绕组的相位；判断所述功率绕组和所述控制绕组的相位之和是否为0，若是，判定转子当前的初始角度为0，否则，判定转子当前的初始角度为所述功率绕组和所述控制绕组的相位之差。2.根据权利要求1所述的无刷双馈电机转子初始角度检测方法，其特征在于，所述根据预设的数字锁相控制策略进行锁相控制分别得到所述功率绕组的相位和所述控制绕组的相位包括：将采样得到的功率绕组电压、控制绕组电压由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系；将功率绕组电压、控制绕组电压由两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系，分别得到功率绕组电压、控制绕组电压在两相旋转坐标系下对应的d轴电压分量和q轴电压分量；分别通过反馈闭环控制，利用PI控制器将所述功率绕组电压、控制绕组电压对应的q轴电压分量调至零，得到当q轴电压分量为零时所述功率绕组电压的相位以及所述控制绕组的相位。3.根据权利要求2所述的无刷双馈电机转子初始角度检测方法，其特征在于，所述将采样得到的功率绕组电压、控制绕组电压由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系为：利用Clark变换，将采样得到的功率绕组电压、控制绕组电压由三相静止坐标系变换到两相静止坐标系。4.根据权利要求2所述的无刷双馈电机转子初始角度检测方法，其特征在于，所述将功率绕组电压、控制绕组电压由两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系为：利用Park变换，将功率绕组电压、控制绕组电压由两相静止坐标系变换到两相旋转坐标系。5.根据权利要求1所述的无刷双馈电机转子初始角度检测方法，其特征在于，所述无刷双馈电机包括所述功率绕组以及所述控制绕组，所述功率绕组通过接触器KM与电网连接，所述控制绕组通过变频器与电网连接；所述接通功率绕组的电源为：吸合所述功率绕组侧的接触器KM。6.根据权利要求5所述的无刷双馈电机转子初始角度检测方法，其特征在于，所述变频器为两象限变频器。7.一种无刷双馈...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔铭，乔良，杨海艳，张诗娟，
申请(专利权)人：东莞叁壹半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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