CN104297514B - 利用三相单点采样值计算转子角速度的计算方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用三相单点采样值计算转子角速度的计算方法及***，涉及发电机组励磁***的PSS软件模块输入量获取领域。该方法包括：首先测量发电机三相电压的瞬时采样值：u_a、u_b、u_c；三相电流瞬时采样值：i_a、i_b、i_c；计算u_b‑u_c得到u_bc，计算i_b‑i_c得到i_bc；然后根据三相电压流、三相电流瞬时值分别在时轴投影的原则绘制电压相量、电流相量的相量图，计算 最后根据ω＝ω₀+Δω＝2π+Δθ/Δt计算得到转子角速度ω值。本发明对交流采样硬件和软件配置的要求较低，不涉及复数运算，不仅软件计算量较小，便于人们使用，而且计算精度较高。

Description

利用三相单点采样值计算转子角速度的计算方法及***

技术领域

本发明涉及发电机组励磁***的PSS(power system stabilization，电力***稳定器)软件模块输入量获取领域，具体涉及一种利用三相单点采样值计算转子角速度的计算方法及***。

背景技术

随着电力***的扩展，互联***的建立，放大倍数高、时间常数小的自并励励磁***的广泛应用，恶化了***的阻尼，导致电力***间低频振荡愈来愈频繁。

电力***间低频振荡的原因如下：

电力***稳态运行时发电机机械输入功率P_M与输出电磁功率P_E平衡，发电机转子以恒定同步转速ω₀旋转。***功角的微小变化引起电磁功率的微小变化，破坏了电磁转矩T_E与机械转矩T_M的原有平衡，致使转子角速度ω加速或减速变化；经过衰减振荡过程后，机械功率与电磁功率达到新的平衡，这种平衡调节是转子的自然物理特性。

与此同时，功角的微小变化会引起机端电压的微小变化，因为励磁调节器按恒电压方式运行，以机端电压与给定电压的偏差进行调节，所以功角的微小变化会导致高放大倍数、且反应灵敏的调节器“积极”参与调节，改变励磁输出即励磁电动势E_q的大小。

在发电机组高功率因数运行或某些工况下，机端电压的微小变化与功角的微小变化基本上是反相的，另外由于励磁***整体上是一个大的惯性滞后环节，相位滞后导致E_q改变所引起的电磁转矩增量位于功角-角速度直角坐标系的第四象限。位于第四象限的转矩增量在角速度轴上的投影为负值，E_q调节产生了与转子转速增量反向的附加转矩，改变了旋转转子的自然物理特性，当此附加转矩数值上大于转子阻尼绕阻固有的正值电气阻尼转矩时，即会导致转子角的发散摇摆。

PSS作为励磁调节器的一种附加功能，PSS能够增强***阻尼，抑制***低频振荡，PSS在发电机组的励磁***上得到了广泛的应用，PSS是现代励磁调节器不可缺少的功能之一。PSS数学模型有多种，目前应用最广的是具有抑制反调功能的PSS 2A模型。PSS 2A模型以电功率P_E和发电机转子角速度ω作为输入信号，P_E和ω合成后得到转子加速功率，以加速功率信号叠加于励磁AVR控制的电压参考点，进而影响励磁***的输出。

PSS 2A模型的电功率P_E为电气信号，P_E通过励磁控制器测量，PSS 2A的ω为机械量，不易获得。目前，一般通过硬件方法或者软件方法获得ω，但是通过硬件方法或者软件方法获得ω分别存在以下缺陷：

(1)通过硬件方法获得ω时，通过1套专用的硬件装置直接测量ω，其测量过程比较复杂，测量的正确率较低，难以满足人们的需求。

(2)通过软件方法获得ω时，一般根据电势三角形公式求解，其中为电势向量，为电压相量，为电流相量，j为虚数单位，X_q为发电机横轴同步电抗。求解过程为：首先根据傅氏计算得到U、I的基波幅值及相位，然后根据电势三角形公式求得的相位，最终根据的相位变化间接求得ω。通过电势三角形公式求解虽然比较简单直观，但是通过电势三角形公式求解涉及复数运算，其软件计算量较大，进而对交流采样硬件的配置要求高，适用范围比较单一，不便于人们使用。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用三相单点采样值计算转子角速度的计算方法及***，本发明对交流采样硬件和软件配置的要求较低，适用范围比较广泛，不仅不涉及复数运算，软件计算量较小，便于人们使用；而且计算精度较高。

为达到以上目的，本发明提供一种利用三相单点采样值计算转子角速度的计算方法，包括以下步骤：

S1：测量发电机三相电压和三相电流的瞬时采样值，三相电压的瞬时采样值为：a相电压瞬时采样值u_a、b相电压瞬时采样值u_b、c相电压瞬时采样值u_c；三相电流瞬时采样值为：a相电流瞬时采样值i_a、b相电流瞬时采样值i_b、c相电流瞬时采样值i_c；根据公式u_bc＝u_b-u_c计算u_bc，u_bc为u_b与u_c之间的瞬时采样值，根据公式i_bc＝i_b-i_c计算i_bc，i_bc为i_b与i_c之间的瞬时采样值；

根据公式计算电势三角形，其中为电势向量，为电压相量，为电流相量，j为虚数单位，X_q为发电机横轴同步电抗；

S2：在空间建立A、B、C三相定子坐标系，三相定子坐标系包括第一定子相轴A轴、第二定子相轴B轴、第三定子相轴C轴和原点O，参考时轴与A轴重合；在三相定子坐标系中绘制电势三角形，所述电势三角形的三个点为A′、Q和O，A′为的端点，Q为的顶点，的相量幅值段为

S3：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图，θ为与参考时轴的夹角；过的端点A′作A轴的垂线，在A轴的投影为u_a，垂直于A轴的垂线记为A′u_a；过原点O作水平辅助线OX，过顶点Q作OX的垂线QE，QE与A′u_a之间的交点为D；在A轴上的投影等于线段|QD|，在A轴的投影

将顺时针旋转90°得到电流向量的相量幅值段为的相量幅值段的倍，过的端点作A轴的垂线，在A轴上的投影为i_bc；在的相量幅值段截取相量|OF|，|OF|与的相量幅值段|QA′|相等；过F作A轴的垂线FG，根据相似三角形原理，线段

与OX之间的夹角为B轴与之间的夹角为OF与OG之间的夹角为QA′与QD之间的夹角为由于 因此又由于因此

由于|QA′|＝|OF|，因此ΔQDA’≌ΔOGF， 根据公式计算

S4：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图；θ为与参考时轴的夹角；过作A轴的垂线，在A轴的投影即为i_a；过端点A′作A轴的垂线A′H，过顶点Q作A′H的垂线QD，在OX方向的投影将相量幅值段OA′顺时针旋转90°，得到电压相量的相量幅值段为OA′的倍，过端点作A轴的垂线，得到在A轴上的投影为u_bc；截取的相量幅值段|OI|，|OI|＝|OA′|，过I点作A轴的垂线IJ，线段

A′H与A′O之间的夹角为A轴与OA′之间的夹角为OJ与OI之间的夹角为

由于因此由于|OI|＝|OA′|，因此ΔOIJ≌ΔOA’H，

作的辅助延长线，作HA′的辅助延长线，的辅助延长线与HA′的辅助延长线的交点为F；QA′的延长线与OF之间的交点为P，A′Q与A′H之间的夹角为A′P与A′F之间的夹角为线段|A′D|＝I_AX_qcosγ₈＝I_Acosγ₉X_q；因为线段与FH线段平行，所以等于电流向量与参考时轴之间的夹角，即I_A cosγ₉＝i_a，因此|A′D|＝i_aX_q；根据公式计算

S5：根据公式计算θ值；

S6：重复步骤S1～S5至少2次得到若干θ值：θ₁～θ_n，n≥2，根据公式Δθ＝θ_n-θ_n-1计算Δθ，Δθ为周期计算差值；

根据公式Δω＝Δθ/Δt计算Δω，Δω为转子角速度增量，Δt为程序周期；

根据公式ω＝ω₀+Δω＝2π+Δθ/Δt＝2π+0.9646Δθ计算ω，ω为转子角速度。

在上述技术方案的基础上，步骤S1中测量发电机三相电压和三相电流的瞬时采样值具体包括以下步骤：利用交流采样电路在同一时刻测量得到发电机三相电压和三相电流的瞬时采样值。

在上述技术方案的基础上，步骤S6中所述Δt为3.3ms。

本发明还提供一种基于上述计算方法的利用三相单点采样值计算转子角速度的计算***，包括瞬时采样值测量计算模块、电势三角形绘制模块、计算模块、计算模块、θ计算模块、转子角速度计算模块；

所述瞬时采样值测量计算模块用于：测量发电机三相电压和三相电流的瞬时采样值，三相电压的瞬时采样值为：a相电压瞬时采样值u_a、b相电压瞬时采样值u_b、c相电压瞬时采样值u_c；三相电流瞬时采样值为：a相电流瞬时采样值i_a、b相电流瞬时采样值i_b、c相电流瞬时采样值i_c；根据公式u_bc＝u_b-u_c计算u_bc，u_bc为u_b与u_c之间的瞬时采样值，根据公式i_bc＝i_b-i_c计算i_bc，i_bc为i_b与i_c之间的瞬时采样值；根据公式计算电势三角形，其中为电势向量，为电压相量，为电流相量，j为虚数单位，X_q为发电机横轴同步电抗；

所述电势三角形绘制模块用于：在空间建立A、B、C三相定子坐标系，三相定子坐标系包括第一定子相轴A轴、第二定子相轴B轴、第三定子相轴C轴和原点O，参考时轴与A轴重合；在三相定子坐标系中绘制电势三角形；

所述计算模块用于：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图，θ为与参考时轴的夹角；根据相量图得到公式根据公式计算

所述计算模块用于：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图；θ为与参考时轴的夹角；根据相量图得到公式根据公式计算

所述θ计算模块用于：根据公式计算θ值；

所述转子角速度计算模块用于：根据公式Δθ＝θ_n-θ_n-1计算Δθ，Δθ为周期计算差值；

根据公式Δω＝Δθ/Δt计算Δω，Δω为转子角速度增量，Δt为程序周期；

根据公式ω＝ω₀+Δω＝2π+Δθ/Δt＝2π+0.9646Δθ计算ω，ω为转子角速度。

在上述技术方案的基础上，所述计算模块具体用于：过的端点A′作A轴的垂线，在A轴的投影为u_a，垂直于A轴的垂线记为A′u_a；过原点O作水平辅助线OX，过顶点Q作OX的垂线QE，QE与A′u_a之间的交点为D；在A轴上的投影等于线段|QD|，在A轴的投影

将顺时针旋转90°得到电流向量的相量幅值段为的相量幅值段的倍，过的端点作A轴的垂线，在A轴上的投影为i_bc；在的相量幅值段截取相量|OF|，|OF|与的相量幅值段|QA′|相等；过F作A轴的垂线FG，线段

与OX之间的夹角为B轴与之间的夹角为OF与OG之间的夹角为QA′与QD之间的夹角为

在上述技术方案的基础上，所述计算模块具体用于：过作A轴的垂线，在A轴的投影即为i_a；过端点A′作A轴的垂线A′H，过顶点Q作A′H的垂线QD，在OX方向的投影将相量幅值段OA′顺时针旋转90°，得到电压相量的相量幅值段为OA′的倍，过端点作A轴的垂线，得到在A轴上的投影为u_bc；截取的相量幅值段|OI|，|OI|＝|OA′|，过I点作A轴的垂线IJ，线段

A′H与A′O之间的夹角为A轴与OA′之间的夹角为OJ与OI之间的夹角为

作的辅助延长线，作HA′的辅助延长线，的辅助延长线与HA′的辅助延长线的交点为F；QA′的延长线与OF之间的交点为P，A′Q与A′H之间的夹角为A′P与A′F之间的夹角为线段|A′D|＝I_AX_qcosγ₈＝I_Acosγ₉X_q；等于电流向量与参考时轴之间的夹角，I_Acosγ₉＝i_a，|A′D|＝i_aX_q；

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)与现有技术中对交流采样硬件的配置要求高相比，本发明通过测量得到发电机三相电压和三相电流的瞬时采样值，绘制向量图并计算转子角速度，本发明对交流采样硬件和软件配置的要求较低，适用范围比较广泛，便于人们使用。

(2)与现有技术中涉及复数运算计算转子角速度相比，本发明根据相量图间接计算和根据和计算转子角速度，不涉及复数运算，不仅软件计算量较小，便于人们使用；而且根据和计算转子角速度能够避免计算其计算精度较高。

附图说明

图1为本发明实施例步骤S3中的相量图；

图2为本发明实施例步骤S4中的相量图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明实施例中的利用三相单点采样值计算转子角速度的计算方法，包括以下步骤：

S1：利用交流采样电路在同一时刻测量得到发电机三相电压和三相电流的瞬时采样值，三相电压的瞬时采样值为：a相电压瞬时采样值u_a、b相电压瞬时采样值u_b、c相电压瞬时采样值u_c；三相电流瞬时采样值为：a相电流瞬时采样值i_a、b相电流瞬时采样值i_b、c相电流瞬时采样值i_c。根据公式u_bc＝u_b-u_c计算u_bc，u_bc为u_b与u_c之间的瞬时采样值，根据公式i_bc＝i_b-i_c计算i_bc，i_bc为i_b与i_c之间的瞬时采样值。

通过公式计算电势三角形，其中为电势向量，为电压相量，为电流相量，j为虚数单位，表示将与之对应的相量逆时针旋转90度，X_q为发电机横轴同步电抗。

S2：在空间建立A、B、C三相定子坐标系，三相定子坐标系包括第一定子相轴A轴、第二定子相轴B轴、第三定子相轴C轴和原点O，参考时轴与A轴重合。在三相定子坐标系中绘制电势三角形，电势三角形的三个点为A′、Q和O，A′即为的端点，Q即为的顶点，的相量幅值段为

S3：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图，θ为与参考时轴的夹角；根据相量图得到公式根据公式计算

S4：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图；根据相量图得到公式根据公式计算

S5：根据公式计算θ值。

S6：重复步骤S1～S5至少2次得到若干的θ值：θ₁～θ_n，n≥2，根据公式Δθ＝θ_n-θ_n-1计算Δθ，Δθ为周期计算差值。

根据公式Δω＝Δθ/Δt计算Δω，Δω为转子角速度增量，Δt为程序周期(本实施例中Δt为3.3ms)。

根据公式ω＝ω₀+Δω＝2π+Δθ/Δt＝2π+0.9646Δθ计算ω，ω为转子角速度。

参见图1所示，步骤S3具体包括以下步骤：

过的端点A′作A轴的垂线，由于A轴与参考时轴重合，因此在A轴的投影即为u_a，垂直于A轴的垂线记为A′u_a。

过原点O作水平辅助线OX，过顶点Q作OX的垂线QE，QE与A′u_a之间的交点为D。在A轴上的投影等于线段|QD|，在A轴的投影

将顺时针旋转90°得到电流向量的相量幅值段为的相量幅值段的倍，过的端点作A轴的垂线，在A轴上的投影为i_bc。

在的相量幅值段截取相量|OF|，|OF|与的相量幅值段|QA′|相等。过F作A轴的垂线FG，根据相似三角形原理，线段

与OX之间的夹角为B轴与之间的夹角为OF与OG之间的夹角为Q A′与QD之间的夹角为由于 因此又由于因此与此同时，前文已知|QA′|＝|OF|，因此即

综上所述可知：

参见图2所示，步骤S4具体包括以下步骤：

过作A轴的垂线，由于A轴与参考时轴重合，因此在A轴的投影即为i_a。

过端点A′作A轴的垂线A′H，过顶点Q作A′H的垂线QD，在OX方向的投影

将相量幅值段OA′顺时针旋转90°，得到电压相量的相量幅值段为OA′的倍，过端点作A轴的垂线，得到在A轴上的投影为u_bc。截取的相量幅值段|OI|，|OI|＝|OA′|，过I点作A轴的垂线IJ，根据相似三角形原理，线段

A′H与A′O之间的夹角为A轴与OA′之间的夹角为OJ与OI之间的夹角为由于因此又由于|OI|＝|OA′|，因此ΔOIJ≌ΔOA’H，

作的辅助延长线，作HA′的辅助延长线，的辅助延长线与HA′的辅助延长线的交点为F；QA′的延长线与OF之间的交点为P，A′Q与A′H之间的夹角为A′P与A′F之间的夹角为线段|A′D|＝I_AX_qcosγ₈＝I_Acosγ₉X_q。

因为线段与FH线段平行，所以等于电流向量与参考时轴之间的夹角，即I_Acosγ₉＝i_a，因此|A′D|＝i_aX_q。

综上所述可知：|A′D|＝i_aX_q，

本发明实施例中的基于上述计算方法的利用三相单点采样值计算转子角速度的计算***，包括瞬时采样值测量计算模块、电势三角形绘制模块、计算模块、计算模块、θ计算模块、转子角速度计算模块。

所述瞬时采样值测量计算模块用于：测量发电机三相电压和三相电流的瞬时采样值，三相电压的瞬时采样值为：a相电压瞬时采样值u_a、b相电压瞬时采样值u_b、c相电压瞬时采样值u_c；三相电流瞬时采样值为：a相电流瞬时采样值i_a、b相电流瞬时采样值i_b、c相电流瞬时采样值i_c；根据公式u_bc＝u_b-u_c计算u_bc，u_bc为u_b与u_c之间的瞬时采样值，根据公式i_bc＝i_b-i_c计算i_bc，i_bc为i_b与i_c之间的瞬时采样值；根据公式计算电势三角形，其中为电势向量，为电压相量，为电流相量，j为虚数单位，X_q为发电机横轴同步电抗。

所述电势三角形绘制模块用于：在空间建立A、B、C三相定子坐标系，三相定子坐标系包括第一定子相轴A轴、第二定子相轴B轴、第三定子相轴C轴和原点O，参考时轴与A轴重合；在三相定子坐标系中绘制电势三角形。

所述计算模块用于：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图，θ为与参考时轴的夹角；根据相量图得到公式根据公式计算

所述计算模块具体用于：过的端点A′作A轴的垂线，在A轴的投影为u_a，垂直于A轴的垂线记为A′u_a；过原点O作水平辅助线OX，过顶点Q作OX的垂线QE，QE与A′u_a之间的交点为D；在A轴上的投影等于线段|QD|，在A轴的投影

将顺时针旋转90°得到电流向量的相量幅值段为的相量幅值段的倍，过的端点作A轴的垂线，在A轴上的投影为i_bc；在的相量幅值段截取相量|OF|，|OF|与的相量幅值段|QA′|相等；过F作A轴的垂线FG，线段

与OX之间的夹角为B轴与之间的夹角为OF与OG之间的夹角为QA′与QD之间的夹角为

所述计算模块用于：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图；θ为与参考时轴的夹角；根据相量图得到公式根据公式计算

所述计算模块具体用于：过作A轴的垂线，在A轴的投影即为i_a；过端点A′作A轴的垂线A′H，过顶点Q作A′H的垂线QD，在OX方向的投影将相量幅值段OA′顺时针旋转90°，得到电压相量的相量幅值段为OA′的倍，过端点作A轴的垂线，得到在A轴上的投影为u_bc；截取的相量幅值段|OI|，|OI|＝|OA′|，过I点作A轴的垂线IJ，线段

A′H与A′O之间的夹角为A轴与OA′之间的夹角为OJ与OI之间的夹角为

作的辅助延长线，作HA′的辅助延长线，的辅助延长线与HA′的辅助延长线的交点为F；QA′的延长线与OF之间的交点为P，A′Q与A′H之间的夹角为A′P与A′F之间的夹角为线段|A′D|＝I_AX_qcosγ₈＝I_Acosγ₉X_q；等于电流向量与参考时轴之间的夹角，I_Acosγ₉＝i_a，|A′D|＝i_aX_q；

所述θ计算模块用于：根据公式计算θ值。

所述转子角速度计算模块用于：根据公式Δθ＝θ_n-θ_n-1计算Δθ，Δθ为周期计算差值。

根据公式Δω＝Δθ/Δt计算Δω，Δω为转子角速度增量，Δt为程序周期。

根据公式ω＝ω₀+Δω＝2π+Δθ/Δt＝2π+0.9646Δθ计算ω，ω为转子角速度。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种利用三相单点采样值计算转子角速度的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：测量发电机三相电压和三相电流的瞬时采样值，三相电压的瞬时采样值为：a相电压瞬时采样值u_a、b相电压瞬时采样值u_b、c相电压瞬时采样值u_c；三相电流瞬时采样值为：a相电流瞬时采样值i_a、b相电流瞬时采样值i_b、c相电流瞬时采样值i_c；根据公式u_bc＝u_b-u_c计算u_bc，u_bc为u_b与u_c之间的瞬时采样值，根据公式i_bc＝i_b-i_c计算i_bc，i_bc为i_b与i_c之间的瞬时采样值；

根据公式计算电势三角形，其中为电势向量，为电压相量，为电流相量，j为虚数单位，X_q为发电机横轴同步电抗；

S2：在空间建立A、B、C三相定子坐标系，三相定子坐标系包括第一定子相轴A轴、第二定子相轴B轴、第三定子相轴C轴和原点O，参考时轴与A轴重合；在三相定子坐标系中绘制电势三角形，所述电势三角形的三个点为A′、Q和O，A′为的端点，Q为的顶点，的相量幅值段为

S3：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图，θ为与参考时轴的夹角；

过的端点A′作A轴的垂线，在A轴的投影为u_a，垂直于A轴的垂线记为A′u_a；过原点O作水平辅助线OX，过顶点Q作OX的垂线QE，QE与A′u_a之间的交点为D；在A轴上的投影等于线段|QD|，在A轴的投影

将顺时针旋转90°得到电流向量 的相量幅值段为的相量幅值段的倍，过的端点作A轴的垂线，在A轴上的投影为i_bc；在的相量幅值段截取相量|OF|，|OF|与的相量幅值段|QA′|相等；过F作A轴的垂线FG，根据相似三角形原理，线段

与OX之间的夹角为Υ₁，B轴与之间的夹角为Υ₂，OF与OG之间的夹角为Υ₃，QA′与QD之间的夹角为Υ₄；由于Υ₁+Υ₂＝90°，Υ₃+Υ₂＝90°，因此Υ₁＝Υ₃；又由于Υ₁＝Υ₄，因此Υ₄＝Υ₃；

由于|QA′|＝|OF|，因此ΔQDA’≌ΔOGF， 根据公式计算

S4：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图；θ为与参考时轴的夹角；

过作A轴的垂线，在A轴的投影即为i_a；过端点A′作A轴的垂线A′H，过顶点Q作A′H的垂线QD，在OX方向的投影将相量幅值段OA′顺时针旋转90°，得到电压相量 的相量幅值段为OA′的倍，过端点作A轴的垂线，得到在A轴上的投影为u_bc；截取的相量幅值段|OI|，|OI|＝|OA′|，过I点作A轴的垂线IJ，线段

A′H与A′O之间的夹角为Υ₅，A轴与OA′之间的夹角为Υ₆，OJ与OI之间的夹角为Υ₇；

由于Υ₅+Υ₆＝90°，Υ₆+Υ₇＝90°，因此Υ₅＝Υ₇；由于|OI|＝|OA′|，因此ΔOIJ≌ΔOA’H，

作的辅助延长线，作HA′的辅助延长线，的辅助延长线与HA′的辅助延长线的交点为F；QA′的延长线与OF之间的交点为P，A′Q与A′H之间的夹角为Υ₈，A′P与A′F之间的夹角为Υ₉，Υ₈＝Υ₉；线段|A′D|＝I_AX_qcosγ₈＝I_Acosγ₉X_q；因为线段与FH线段平行，所以Υ₉等于电流向量与参考时轴之间的夹角，即I_A cosγ₉＝i_a，因此|A′D|＝i_aX_q；根据公式计算

S5：根据公式计算θ值；

S6：重复步骤S1～S5至少2次得到若干θ值：θ₁～θ_n，n≥2，根据公式Δθ＝θ_n-θ_n-1计算Δθ，Δθ为周期计算差值；

根据公式Δω＝Δθ/Δt计算Δω，Δω为转子角速度增量，Δt为程序周期；

根据公式ω＝ω₀+Δω＝2π+Δθ/Δt＝2π+0.9646Δθ计算ω，ω为转子角速度。

2.如权利要求1所述的利用三相单点采样值计算转子角速度的计算方法，其特征在于：步骤S1中测量发电机三相电压和三相电流的瞬时采样值具体包括以下步骤：利用交流采样电路在同一时刻测量得到发电机三相电压和三相电流的瞬时采样值。

3.如权利要求1至2任一项所述的利用三相单点采样值计算转子角速度的计算方法，其特征在于：步骤S6中所述Δt为3.3ms。

4.一种基于权利要求1至3任一项所述计算方法的利用三相单点采样值计算转子角速度的计算***，其特征在于：包括瞬时采样值测量计算模块、电势三角形绘制模块、计算模块、计算模块、θ计算模块、转子角速度计算模块；

所述瞬时采样值测量计算模块用于：测量发电机三相电压和三相电流的瞬时采样值，三相电压的瞬时采样值为：a相电压瞬时采样值u_a、b相电压瞬时采样值u_b、c相电压瞬时采样值u_c；三相电流瞬时采样值为：a相电流瞬时采样值i_a、b相电流瞬时采样值i_b、c相电流瞬时采样值i_c；根据公式u_bc＝u_b-u_c计算u_bc，u_bc为u_b与u_c之间的瞬时采样值，根据公式i_bc＝i_b-i_c计算i_bc，i_bc为i_b与i_c之间的瞬时采样值；根据公式计算电势三角形，其中为电势向量，为电压相量，为电流相量，j为虚数单位，X_q为发电机横轴同步电抗；

所述电势三角形绘制模块用于：在空间建立A、B、C三相定子坐标系，三相定子坐标系包括第一定子相轴A轴、第二定子相轴B轴、第三定子相轴C轴和原点O，参考时轴与A轴重合；在三相定子坐标系中绘制电势三角形；

所述计算模块用于：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图，θ为与参考时轴的夹角；根据相量图得到公式根据公式计算

所述计算模块用于：根据u_a、u_b、u_c、u_bc、i_a、i_b、i_c、i_bc，在三相定子坐标系中绘制电势三角形的相量图；θ为与参考时轴的夹角；根据相量图得到公式根据公式计算

所述θ计算模块用于：根据公式计算θ值；

所述转子角速度计算模块用于：根据公式Δθ＝θ_n-θ_n-1计算Δθ，Δθ为周期计算差值；

根据公式Δω＝Δθ/Δt计算Δω，Δω为转子角速度增量，Δt为程序周期；

根据公式ω＝ω₀+Δω＝2π+Δθ/Δt＝2π+0.9646Δθ计算ω，ω为转子角速度。

5.如权利要求4所述的利用三相单点采样值计算转子角速度的计算***，其特征在于：所述计算模块具体用于：过的端点A′作A轴的垂线，在A轴的投影为u_a，垂直于A轴的垂线记为A′u_a；过原点O作水平辅助线OX，过顶点Q作OX的垂线QE，QE与A′u_a之间的交点为D；在A轴上的投影等于线段|QD|，在A轴的投影

将顺时针旋转90°得到电流向量 的相量幅值段为的相量幅值段的倍，过的端点作A轴的垂线，在A轴上的投影为i_bc；在的相量幅值段截取相量|OF|，|OF|与的相量幅值段|QA′|相等；过F作A轴的垂线FG，线段

与OX之间的夹角为Υ₁，B轴与之间的夹角为Υ₂，OF与OG之间的夹角为Υ₃，QA′与QD之间的夹角为Υ₄；Υ₄＝Υ₃，

6.如权利要求4所述的利用三相单点采样值计算转子角速度的计算***，其特征在于：所述计算模块具体用于：过作A轴的垂线，在A轴的投影即为i_a；过端点A′作A轴的垂线A′H，过顶点Q作A′H的垂线QD，在OX方向的投影将相量幅值段OA′顺时针旋转90°，得到电压相量 的相量幅值段为OA′的倍，过端点作A轴的垂线，得到在A轴上的投影为u_bc；截取的相量幅值段|OI|，|OI|＝|OA′|，过I点作A轴的垂线IJ，线段

A′H与A′O之间的夹角为Υ₅，A轴与OA′之间的夹角为Υ₆，OJ与OI之间的夹角为Υ₇；Υ₅＝Υ₇；

作的辅助延长线，作HA′的辅助延长线，的辅助延长线与HA′的辅助延长线的交点为F；QA′的延长线与OF之间的交点为P，A′Q与A′H之间的夹角为Υ₈，A′P与A′F之间的夹角为Υ₉，Υ₈＝Υ₉；线段|A′D|＝I_AX_qcosγ₈＝I_Acosγ₉X_q；Υ₉等于电流向量与参考时轴之间的夹角，I_Acosγ₉＝i_a，|A′D|＝i_aX_q；