双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量装置及方法，主要是通过数字信号处理器对安装在双转子永磁风力发电机转子上的光电编码器和定子表面凹槽内设置的霍尔元件产生的信号进行检测，分别获得内外转子的转速和位置。本发明专利技术对于无法安装测速装置的外转子来说，利用更为廉价的霍尔元件通过对于电机内部磁场强度的检测测量出转子转速和位置信号，故障状态时也保证可以较为精确的测量出外转子转速，通过硬件倍频或软件倍频、霍尔元件的数量大小以及放置位置的不同可得到不同的测量精度，组合灵活，测量方法简单，测量装置成本低廉，而且完全可以满足相应的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测量新能源发电领域，特别涉及双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量装置以及方法。
技术介绍
对于近年来较为热门的双机械端口双转子电机诸如四象限能量转换器4QT (即双层永磁外转子式EVT)以及双机械端口 DMP (即单层永磁外转子式EVT)单层永磁外转子式而言，由于电机本身具有两个机械输出转轴，其测速也是比较方便的，可通过装上两个测速装置来获得两个转子的转速，而对于该单输出轴双转子永磁风力发电机而言，由于只有一个输出轴与外界风力机相连，所以要同时获得两个转子转速和位置比较困难，目前还没有可以测量的装置和方法。
技术实现思路
专利技术目的针对现有技术存在对于单输出轴的双转子永磁风力发电机中两个转子的转速和位置测量困难的问题，本专利技术提供一种测量两个转子的转速和位置方法简单、结果精准的装置和方法。技术方案一种双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量装置，包括定子、内转子和外转子、霍尔元件，其中，光电编码器设置在双转子永磁风力发电机的内转子转轴上，所述光电编码器输出信号接入数字信号处理器DSP的一组CAP捕获端口，在定子齿表面设有凹槽，在所述凹槽内设置有霍尔元件，所述霍尔元件引出信号送入霍尔信号处理电路，所述霍尔信号处理电路输出信号接入DSP的另一组CAP捕获端口，外转子内外表面贴装弧形永磁体。其中，霍尔元件产生的信号经过整形滤波电路输入数字信号处理器DSP的CAP捕获端口，这样可以使输入到数字信号处理器DSP中的信号波形更方便处理。由于霍尔元件容易损坏的特点，所以选择3个定子齿，在其表面分别设置凹槽，在凹槽内分别安装霍尔元件，在使用过程中可互为备份，保证霍尔元件正常工作故障状态下均可精确测量出外转子转速。为了测量精确需要，3个表面设置有凹槽的定子齿之间的空间夹角分别为120°。其中，内转子为内置有三相对称绕组的绕线式内转子。本专利技术还提供了 一种双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量方法，包括对双转子永磁风力发电机的内转子和外转子的转速和位置的测量，其中，所述双转子永磁风力发电机的内转子的转速和位置测量的具体步骤如下步骤101 :将光电编码器装置在双转子永磁风力发电机的内转子转轴上，光电编码器的输出端与数字信号处理器的一组CAP捕获端口连接；步骤102 :光电编码器输出的用于判断内转子的旋转方向、旋转速率的A、B信号以及用于同步或者调零的Z信号输入至数字信号处理器中，其中，数字信号处理器采集得到A、B信号正交，内转子每转一圈光电编码器输出一个Z信号；步骤103 :当信号处理器的一组CAP捕获端口捕获到脉冲信号时，进入定时器中断，读取该时刻作为时钟基准的定时器中计数器的计数值，定时器中计数器用于对于时间脉冲进行计数；步骤104 :将上述获得的数据带入到公式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量装置，其特征在于：包括光电编码器、定子、内转子和外转子、霍尔元件；所述光电编码器设置在双转子永磁风力发电机的内转子转轴上，所述光电编码器输出信号接入数字信号处理器DSP的一组CAP捕获端口，在定子齿表面设有凹槽，在所述凹槽内设置有霍尔元件，所述霍尔元件引出信号送入霍尔信号处理电路，所述霍尔信号处理电路输出信号接入数字信号处理器DSP的另一组CAP捕获端口，外转子内外表面贴装弧形永磁体。

【技术特征摘要】
1.一种双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量装置，其特征在于包括光电编码器、定子、内转子和外转子、霍尔元件；所述光电编码器设置在双转子永磁风力发电机的内转子转轴上，所述光电编码器输出信号接入数字信号处理器DSP的一组CAP捕获端口，在定子齿表面设有凹槽，在所述凹槽内设置有霍尔元件，所述霍尔元件引出信号送入霍尔信号处理电路，所述霍尔信号处理电路输出信号接入数字信号处理器DSP的另一组CAP捕获端口，外转子内外表面贴装弧形永磁体。2.根据权利要求1所述的一种双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量装置，其特征在于还包括整形滤波电路，所述光电编码器的输出信号及所述霍尔元件产生的信号经过整形滤波电路输入数字信号处理器DSP的两组CAP捕获端口。3.根据权利要求1所述的一种双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量装置，其特征在于所述表面设置有凹槽的定子齿有3个，在凹槽内分别设有霍尔元件。4.根据权利要求3所述的一种双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量装置，其特征在于所述3个表面设置有凹槽的定子齿之间的空间夹角分别为120°。5.根据权利要求1所述的一种双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量装置，其特征在于所述内转子为内置有三相对称绕组的绕线式内转子。6.一种双转子永磁风力发电机转子转速和位置测量方法，包括对双转子永磁风力发电机的内转子和外转子的转速和位置的测量，其特征在于所述双转子永磁风力发电机的内转子的转速和位置测量的具体步骤如下步骤101 :将光电编码器装置在双转子永磁风力发电机的内转子转轴上，光电编码器的输出端与数字信号处理器的一组CAP捕获端口连接；步骤102:光电编码器输出的用于判断内转子的旋转方向、旋转速率的A、B信号以及用于同步或者调零的Z信号输入至数字信号处理器中，其中，数字信号处理器采集得到A、B信号正交，内转子每转一圈光电编码器输出一个Z信号；步骤103 :当信号处理器的一组CAP捕获端口捕获到脉冲信号时，进入定时器中断，读取该时刻作为时钟基准的定时器中计数器的计数值，定时器计数器用于对于时间脉冲进行计数；Μ = ΖΜ))χ360步骤104:将上述获得的数据带入到公式 /’⑴—Π0) 和4x/ 就可以获得双转子永磁风力发电机的内转子的转速和位置，式中，ω表示内转子转速，t表示一组CAP捕获端口中的定时中断从一次中断进入下一次中断的时间间隔，T(O), T(I)分别表示计数器在相隔t时间间隔前后所记录的数值，Λ Θ表示t时间间隔内转子转过的位置差，Θ (O)、Θ⑴分别表示t时间间隔前后内转子的位置角大小，m为光电编码器的光栅数；所述双转子永磁风力发电机的外转子的转速和位置测量的具体步骤如下步骤201 :在定子冲片的定子齿的表面加工凹槽，将霍尔元件安装在凹槽中；步骤202 :随着电机外转子转动，霍尔元件对...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建忠，王元元，程明，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：