专利名称：双馈电机的转子位置与速度测量控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量控制装置，特别是一种双馈电机转子位置与速度测量控 制装置。
背景技术：
在高性能的双馈电机矢量控制系统中，转子位置和速度的闭环控制环节一般是必 不可少的。基于速度传感器的控制系统，采用光电码盘、测速发电机等机械速度传感器来进 行电机速度检测，并反馈转速信号。这些系统对转子位置的检测能力较差，同时机械速度传 感器存在安装问题，并且增加了系统的维护工作量。目前的无速度传感器控制系统，利用检测电机定子电压、电流等物理量，结合转子 磁路的不对称性进行位置和速度估计以取代机械传感器。该系统解决了机械速度传感器带 来的问题，降低了系统成本，但是目前的估算方法对电机参数的依赖性强，而且计算和控制 比有机械速度传感器系统复杂，响应较慢，低速动态响应特性较差。
发明内容本实用新型的目的是要克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、可靠性 强、测量准确的双馈电机的转子位置与速度测量控制装置。为实现上述目的，本实用新型双馈电机的转子位置与速度测量控制装置在双馈 电机的转子绕组上依次连接有转子电流互感器、转子功率变换器、变压器，通过变压器连接 至三相交流电网；转子功率变换器连接系统控制器；双馈电机定子绕组经过电流互感器连 接至电网，定子绕组上并联有电压互感器；电压互感器和转子电流互感器分别与采样电路 相连接，采样电路的输出端与系统控制器的输入端相连接；系统控制器的输入端连接有速 度信号给定电路。所述的电流互感器与采样电路之间连接有信号滤波器。有益效果由于采用了上述方案，不采用机械速度传感器装置，利用双馈电机本 身的机械结构和其中的电磁关系，使用转子一相绕组注入高频电压信号的方法，直接准确 地测量出转子的位置和速度，达到了良好的控制效果，简化了系统的组成，不仅提高了系统 的可靠性及速度控制的准确性，而且解决了双馈电机速度闭环控制系统硬件结构复杂的问 题，提高了控制系统的可靠性和准确性，并且在有刷式双馈电机中不使用机械速度传感器， 利用双馈电机本身的电磁结构，采用转子注入高频信号的方法直接测出电机的转速，简化 了系统结构，增强了系统的可靠性，提高了速度控制的准确性。
图1为本实用新型的双馈电机转子位置与速度测量原理结构图；图2为本实用新型的双馈电机转子位置与速度测量及控制系统图。图中1、电流互感器；2、电压互感器；3、定子绕组；4、定子铁芯；5、转子铁芯；6、
3转子绕组；7、转子电流互感器；8、转子功率变换器；9、变压器；10、采样电路；11、信号滤波 器；12、系统控制器；13、速度信号给定电路。
具体实施方式
下面结构附图对本实用新型的一个实施例作进一步的描述本实用新型双馈电机的转予位置与速度测量的测量控制装置，双馈电机转子铁芯 5上的转子绕组6经过转子电流互感器7连接至转子功率变换器8，再通过变压器9连接至 三相交流电网；转子功率变换器8连接系统控制器12，转子功率变换器8采用常规的功率 变换器，系统控制器12采用常规的控制器；双馈电机定子铁芯4上的定子绕组3经过电流 互感器1连接至电网，电压互感器2与定子绕组3并联；电流互感器1连接至信号滤波器 11，信号滤波器11采用常规的信号滤波器；电压互感器2、信号滤波器11和转子电流互感 器7都与采样电路10连接，采样电路10采用目前常规的采用电路，采样电路10的输出端与 系统控制器12的输入端连接；系统控制器12的另一输入端与速度信号给定电路13连接， 速度信号给定电路13为常规电路。利用系统控制器12，控制转子功率变换器8，为双馈电机转子绕组6供电。为了检 测转子位置和速度，需要在电机转子 相绕组施加频率为fH的高频电压励磁信号，因此转 子功率变换器8在输出正常励磁电压的同时，叠加一个高频电压Uril输出。定义电机定子U相绕组的相轴为U轴，转子 相绕组的相轴为 轴，二者的空间 夹角的电角度为Θ。如果电机极对数为P，则U轴与轴夹角的机械角度与电角度θ 的关系为Θ =ρχθγ(ι)当转子相绕组施加高频励磁信号时，会在W轴产生高频脉振磁场，其幅值所在 位置会随转子位置的变化而移动。当轴与定子U相绕组相轴(即U轴)的空间夹角的电 角度为O时，定子U相绕组感应的频率为fH的高频电势信号为；若轴与定子U轴的空 间夹角的电角度为θ，轴高频脉振磁场在定子三相绕组(U相、V相和W相)中感应频率 为fH的高频电势信号(Euh、Evh和Ewh)，它们的大小为
权利要求1.一种双馈电机的转子位置与速度测量控制装置，其特征在于在双馈电机的转子绕 组上依次连接有转子电流互感器(7)、转子功率变换器(8)、变压器(9)，通过变压器(9)连 接至三相交流电网；转子功率变换器(8)连接系统控制器(1 ；双馈电机定子绕组经过电 流互感器(1)连接至电网，定子绕组上并联有电压互感器O)；电压互感器( 和转子电流 互感器⑵分别与采样电路(10)相连接，采样电路(10)的输出端与系统控制器(12)的输 入端相连接；系统控制器(1 的输入端连接有速度信号给定电路。
2.根据权利要求1所述的双馈电机的转子位置与速度测量控制装置，其特征在于所 述的电流互感器(1)与采样电路(10)之间连接有信号滤波器(11)。
专利摘要一种双馈电机的转子位置与速度测量控制装置，双馈电机的转子绕组经过转子电流互感器连接至转子功率变换器，再通过变压器连接至三相交流电网；转子功率变换器连接系统控制器；双馈电机定子绕组经过电流互感器连接至电网，电压互感器与定子绕组并联；电流互感器连接至信号滤波器；电压互感器、信号滤波器和转子电流互感器都与采样电路连接，采样电路的输出端与系统控制器的输入端连接；系统控制器的另一输入端与速度信号给定电路连接。利用双馈电机本身的机械结构和其中的电磁关系，使转子一相绕组注入高频电压信号，直接准确地测量出转子的位置和速度，达到了良好的控制效果，简化了系统的组成，提高了系统的可靠性及速度控制的准确性。
文档编号H02P21/14GK201860292SQ201020541118
公开日2011年6月8日 申请日期2010年9月21日 优先权日2010年9月21日
发明者何凤有, 张晓 , 胡堃, 谭国俊, 邓先明 申请人:中国矿业大学, 徐州中矿大传动与自动化有限公司