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风力发电系统的转子初始位置检测方法技术方案

技术编号:9927980 阅读:151 留言:0更新日期:2014-04-16 18:53
本发明专利技术公开了一种风力发电系统的转子初始位置检测方法,包括首先对线电流峰值进行检测、再根据线电流峰值初步确定转子初始位置以及转子磁极极性判断几部分。本发明专利技术提供的风力发电系统的转子初始位置检测方法,能够非常准确的检测风力发电机电机转子初始位置,实现电机的顺利起动;实施过程简单,不需要依赖任何电机参数,测量结果准确,具有很强的工程实用价值。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种,包括首先对线电流峰值进行检测、再根据线电流峰值初步确定转子初始位置以及转子磁极极性判断几部分。本专利技术提供的,能够非常准确的检测风力发电机电机转子初始位置,实现电机的顺利起动;实施过程简单,不需要依赖任何电机参数,测量结果准确,具有很强的工程实用价值。【专利说明】
本专利技术涉及一种,通过给逆变器施加高频线电压脉冲,并且检测响应的线电流峰值,随后利用SVPMW技术判断磁极方向的转子初始位置检测方法。
技术介绍
目前,在各种结构的风力发电系统中,采用永磁同步发电机(PMSG)的方案及其效率较高,具有无需励磁电路等优点,有着重要的地位。特别是在小型风力发电系统中,PMSG由于这些优点而得到了更多的应用。而能否对转子初始位置进行准确估计是永磁同步发电机高性能控制策略(矢量控制或直接转矩)和无位置传感器运行实现的前提条件,也是关系到电机是否顺利起动,以及能否实现最大转矩起动的关键问题,一直是工程技术界研究的热点和难点问题之一。保证电机不发生转动且检测转子初始位置的方法,目前的研究成果为di/dt检测法和高频注入法两种:di/dt检测法需要向电机中注入幅值相同、方向不同的一系列电压脉冲,检测并比较相应电流的大小来估计转子初始位置,这种方法可行,但如果想得到精确的转子初始位置需要施加多个不同方向的电压脉冲,对逆变器的控制较为复杂;而采用高频信号注入法,其基本原理是在电机中注入特定的高频电压信号,然后检测电机中对应的电流信号以确定转子的初始位置,但该方法算法较为复杂,实现起来较为困难,且需要低通滤波器等额外的硬件电路,增加了成本;除此之外的一些初始位置检测方法,需要依赖电机参数,使操作起来准确性降低很多。所以提出一种不依赖电机参数,且实现简单,确定的检测方法非常必要。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中转子初始位置检测值与实际值偏差较大,电机起动时将会出现带载能力下降甚至起动失败等问题,本专利技术提供一种,通过给逆变器施加高频线电压脉冲,并且检测响应的线电流峰值,随后利用SVPWM技术判断磁极方向的转子初始位置检测方法。技术方案:为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种,包括首先对线电流峰值进行检测、再根据线电流峰值初步确定转子初始位置以及转子磁极极性判断几部分,具体包括如下步骤:(I)采用逆变器两两导通的控制方式,检测ab相线电流峰值iab、ac相线电流峰值iac和be相线电流峰值ib。;(2)根据下式确定初步检测的转子初始位置:【权利要求】1.一种,其特征在于:包括首先对线电流峰值进行检测、再根据线电流峰值初步确定转子初始位置以及转子磁极极性判断几部分,具体包括如下步骤: (O采用逆变器两两导通的控制方式,检测ab相线电流峰值iab、ac相线电流峰值ia。和be相线电流峰值ib。; (2)根据下式确定初步检测的转子初始位置: 【文档编号】H02P21/14GK103731083SQ201410003939【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日 【专利技术者】余海涛, 孟高军, 胡敏强, 黄磊 申请人:东南大学本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种风力发电系统的转子初始位置检测方法,其特征在于:包括首先对线电流峰值进行检测、再根据线电流峰值初步确定转子初始位置以及转子磁极极性判断几部分,具体包括如下步骤:(1)采用逆变器两两导通的控制方式,检测ab相线电流峰值iab、ac相线电流峰值iac和bc相线电流峰值ibc;(2)根据下式确定初步检测的转子初始位置:iab=Io+Imcos(2θr)iac=Io+Imcos(2θr-23π)ibc=Io+Imcos(2θr+23π)]]>其中,Im为随转子变化的电流幅值,θr为初步检测的转子位置角;(3)利用park变换进行转换和后续计算,最终得出2θr的正切函数,再2θr的正切函数进行反正切,得到初步判断的转子初始位置角θr1,具体过程为:iαiβ=1-12-12032-32iabiacibc=32Imcos2θr32Imsin2θr]]>θr1=12arctaniβiα]]>orθr1=12arctaniβiα+π]]>其中,iα和iβ为ab相线电流峰值iab、ac相线电流峰值iac和bc相线电流峰值ibc进行park变换后的电流值;根据下述判据,确定初步判断的转子初始位置角θr1:若iab>iac≥ibc,则θr1位于的位置区间为0°~30°或180°~210°;若iac≥iab>ibc,则θr1位于的位置区间为30°~60°或210°~240°;若iac>ibc≥iab,则θr1位于的位置区间为60°~90°或240°~270°;若ibc≥iac>iab,则θr1位于的位置区间为90°~120°或270°~300°;若ibc>iab≥iac,则θr1位于的位置区间为120°~150°或300°~330°;若iab≥ibc>iac,则θr1位于的位置区间为150°~180°或330°~360°;(4)利用SVPWM技术给电枢绕组施加等宽电压脉冲的方法以准确判断转子的磁极方向,通过检测等宽电压脉冲所产生的电流响应的峰值的不同,判断转子的磁极方向,结合步骤(3)的判断结果,求得转子的最终初始位置角θrr,具体过程为:向电枢绕组施加与转子方向相近的等宽电压脉冲,定义位置角0°~180°等宽电压脉冲对应的电流响应峰值为iN,180°~360°等宽电压脉冲对应的电流响应峰值为若则转子初始位置与第一次初步估计的值相一致,即θrr=θr1,否则将相反,即θrr=θr1+π。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:余海涛孟高军胡敏强黄磊
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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