适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法

摘要

适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法。本发明涉及一种适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法。现有的低速阶段位置检测方法无法在抽水蓄能机组机端电压幅值低采样电压谐波含量大的情况下准确计算出转子的位置。一种适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，通过对抽水蓄能机组定子三相绕组机端电压检测判断何时启动；待启动后将AD转换器采样的三相电压变换到两相静止坐标系下电压；经过改进型磁链观测器求出两相静止坐标系下第k时刻的定子绕组磁链值；再利用反正切求出转子位置角度。本发明应用于抽水蓄能机组低速位置检测。

主权项

一种适用于SCR静止变频器的抽水蓄能机组低速位置检测方法，其特征在于：所述抽水蓄能机组低速位置检测方法通过以下步骤实现：步骤一、判断抽水蓄能机组定子通电电压值：利用AD转换器对抽水蓄能机组机端电压幅值连续采样，得N组机端电压值数据，将N组机端电压值数据等分成两组，分别对两组机端电压值数据求取平均值，将两组机端电压值数据的平均值进行对比，将较高的机端电压值数据的平均值确定为机端电压峰值，当机端电压峰值大于或等于2％的额定电压峰值时，进行第二步的PARK变换，否则继续进行机端电压幅值连续采样；步骤二、对AD转换器获得的N组机端电压值数据进行PARK变换：将机组定子三相相电压的电压e_a(k)、电压e_b(k)及电压e_c(k)利用公式：$\left[\begin{array}{c}{e}_{\alpha }\left(k\right)\\ e_{\beta }\left(k\right)\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}1& -1/2& -1/2\\ 0& \sqrt{3}/2& -\sqrt{3}/2\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{e}_A\left(k\right)\\ e_B\left(k\right)\\ e_C\left(k\right)\end{array}\right]···\left(1\right)$转换成为α、β两相坐标系下电压e_α(k)、e_β(k)；其中，k为获取电压值的时刻；步骤三、对步骤二获得的两相坐标系下电压e_α(k)、e_β(k)滤除高频谐波：利用由公式：$e_{\alpha }^{\text{'}}\left(k\right)=\frac{{\omega }_{c1}}{s+{\omega }_{c1}}{e}_{\alpha }\left(k\right)···\left(2\right)$和$e_{\beta }^{\text{'}}\left(k\right)=\frac{{\omega }_{c1}}{s+{\omega }_{c1}}{e}_{\beta }\left(k\right)···\left(3\right)$形成的改进型磁链观测器分别计算出各个时刻下机组定子三相绕组在α、β两相坐标系下的磁链值ψ_α(k)和ψ_β(k)；式中，e'_α(k)为两相坐标系下电压e_α(k)经过低通滤波器后的电压值，e'_β(k)为两相坐标系下电压e_β(k)经过低通滤波器后的电压值，s为拉普拉斯算子，ω_c1为前级低通滤波器的截止频率；步骤四、对步骤三得到的低通滤波器后的电压值e'_α(k)和e'_β(k)进行电压补偿：利用公式：$e_{\alpha }^{\prime \prime }\left(k\right)=e_{\alpha }^{\prime }\left(k\right)+\frac{{\omega }_{c2}}{{\omega }_e(k-1)}{e}_{\beta }^{\prime }\left(k\right)···\left(4\right)$和$e_{\beta }^{\prime \prime }\left(k\right)=e_{\beta }^{\prime }\left(k\right)+\frac{{\omega }_{c2}}{{\omega }_e(k-1)}{e}_{\alpha }^{\prime }\left(k\right)···\left(5\right)$来求取补偿电压值；式中：为经过补偿环节后获取的电压值，为经过补偿环节后获取的电压值，ω_c2为后级低通滤波器的截止频率，ω_e为前一时刻的机组定子机组角频率；步骤五、对步骤四获得的补偿环节后的电压值和利用公式：${\Psi }_{\alpha }\left(k\right)=\frac{1}{s+{\omega }_{c2}}{e}_{\alpha }^{\prime \prime }\left(k\right)···\left(6\right)$和${\Psi }_{\beta }\left(k\right)=\frac{1}{s+{\omega }_{c2}}{e}_{\beta }^{\prime \prime }\left(k\right)···\left(7\right)$求取第k时刻机组定子在静止坐标系下的磁链；步骤六、对步骤五获得的磁链值通过反正切方法，即利用公式：${\theta }_e\left(k\right)=\arctan \left(\frac{{\psi }_{\beta }\left(k\right)}{{\psi }_{\alpha }\left(k\right)}\right)···\left(8\right)$求取第k时刻转子位置角度θ_e(k)；步骤七、通过步骤六获得转子位置角度θ_e(k)通过公式：${\omega }_e\left(k\right)=\frac{{\mathrm{d\theta }}_e\left(k\right)}{\mathrm{dt}}=\frac{{\psi }_{\alpha }\left(k\right)e_{\beta }\left(k\right)-{\psi }_{\beta }\left(k\right)e_{\alpha }\left(k\right)}{{\psi }_{\alpha }^2\left(k\right)+{\psi }_{\beta }^2\left(k\right)}···\left(9\right)$进一步获得求取第k时刻低速转子转速，即求取第k时刻机组角频率ω_e(k)。