CN109495028A - 一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法 - Google Patents

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CN109495028A CN201811368136.2A CN201811368136A CN109495028A CN 109495028 A CN109495028 A CN 109495028A CN 201811368136 A CN201811368136 A CN 201811368136A CN 109495028 A CN109495028 A CN 109495028A
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郭建
陈超
冯定东
邵丹
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State Grid Corp of China SGCC
Yancheng Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Yancheng Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings

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Abstract

本发明提供一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法，能够根据驱动电机定子电压和电流计算出转子转角，进而判断是否需要换相，选择性的触发导通各相晶闸管，实现驱动电机的换相操作。本发明提供一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法，能够减小直流电机自身的尺寸，而不影响驱动电机换相操作，提高了高压电力开关操作的可靠性和抗干扰性。

Description

一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法。
背景技术
高压开关是电力***中重要的开关设备，它能够切断和闭合高压电力线路中的负荷电流、空载电流，保证电力***的可靠性。当电力***发生故障时，高压开关配合继电保护装置，能够切断短路电流和过负荷电流，提高电力***的安全性，减少故障造成的经济损失。
高压开关的分合闸操作通过驱动电机驱动操作机构完成，驱动电机一般采用无刷直流电机。无刷直流电机结构简单、控制方便。传统的无刷直流电机通过位置传感器来获取电机转子的位置信号，由于位置传感器的存在，增加了直流电机自身的尺寸，同时使得***硬件电路更加复杂，因此需要提出一种新的方法获取直流电机转子的位置信号，减小直流电机自身的尺寸，而不影响驱动电机换相操作。
发明内容
本发明提供一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法，能够根据驱动电机定子电压和电流计算出转子转角，进而判断是否需要换相，实现驱动电机的换相操作，减小驱动电机尺寸。
本发明提供一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法，所述换相方法包括如下步骤：
步骤(1)：调整所述驱动电机初始位置；
步骤(2)：所述高压电力开关接收合闸信号；
步骤(3)：采集所述驱动电机定子电压信号和电流信号；
步骤(4)：将采集的信号进行滤波和A/D转换处理，并输入控制单元；
步骤(5)：根据三相无刷直流电机模型计算得到反电动势e，其中u为所述驱动电机定子电压，i为所述驱动电机定子电流，R为所述驱动电机绕组等效电阻，L为所述驱动电机绕组等效电感；
步骤(6)：根据所述反电动势e和换相系数k计算得到所述驱动电机转子角速度ω，
步骤(7)：将所述驱动电机转子角速度ω进行积分计算，得到转角θ；
步骤(8)：判断所述驱动电机转子转角θ是否等于30°，若等于30°，发出脉冲信号进行换相；若不等于30°，不发出脉冲信号进行换相，返回步骤(3)；
步骤(9)：各相晶闸管根据接收的触发脉冲进行选择性的触发导通，进而实现所述驱动电机合闸过程中的换相操作。
所述驱动电机初始位置调整目标：使所述驱动电机刚刚启动时的位置为刚换相位置。
所述控制单元采用DSP数字信号处理器完成步骤(5)至步骤(8)的计算，并完成触发脉冲的输出。
所述驱动电机的相关参数通过按键输入单元输入或通过通信单元完成远程设置，并能够通过显示屏进行信息显示；所述相关参数包括所述驱动电机绕组等效电阻R、所述驱动电机绕组等效电感L、所述换相系数k。
所述驱动电机采用星型连接，两相导通三相六状态工作方式：同一时刻，有两相绕组导通，每相导通60°，每隔30°进行一次换相，换相顺序为：A/B-A/C-B/C-B/A-C/A-C/B。
附图说明
图1为本发明一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法的流程图。
图2为三相无刷直流电机模型等效电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明提供一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法，所述换相方法包括如下步骤：
步骤(1)：调整所述驱动电机初始位置；
步骤(2)：所述高压电力开关接收合闸信号；
步骤(3)：采集所述驱动电机定子电压信号和电流信号；
步骤(4)：将采集的信号进行滤波和A/D转换处理，并输入控制单元；
步骤(5)：如图2所示，根据三相无刷直流电机模型计算得到反电动势e，其中u为所述驱动电机定子电压，i为所述驱动电机定子电流，R为所述驱动电机绕组等效电阻，L为所述驱动电机绕组等效电感；
步骤(6)：根据所述反电动势e和换相系数k计算得到所述驱动电机转子角速度ω，
步骤(7)：将所述驱动电机转子角速度ω进行积分计算，得到转角θ；
步骤(8)：判断所述驱动电机转子转角θ是否等于30°，若等于30°，发出脉冲信号进行换相；若不等于30°，不发出脉冲信号进行换相，继续判断之后计算得到的所述驱动电机转子转角θ是否等于30°；
步骤(9)：各相晶闸管根据接收的触发脉冲进行选择性的触发导通，进而实现所述驱动电机合闸过程中的换相操作。
所述驱动电机初始位置调整目标：使所述驱动电机刚刚启动时的位置为刚换相位置。
所述控制单元采用DSP数字信号处理器完成步骤(5)至步骤(8)的计算，并完成触发脉冲的输出。
所述驱动电机的相关参数通过按键输入单元输入或通过通信单元完成远程设置，并能够通过显示屏进行信息显示；所述相关参数包括所述驱动电机绕组等效电阻R、所述驱动电机绕组等效电感L、所述换相系数k。
所述驱动电机采用星型连接，两相导通三相六状态工作方式：同一时刻，有两相绕组导通，每相导通60°，每隔30°进行一次换相，换相顺序为：A/B-A/C-B/C-B/A-C/A-C/B。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (5)

1.一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法，其特征在于，所述换相方法包括如下步骤：
步骤(1)：调整所述驱动电机初始位置；
步骤(2)：所述高压电力开关接收合闸信号；
步骤(3)：采集所述驱动电机定子电压信号和电流信号；
步骤(4)：将采集的信号进行滤波和A/D转换处理，并输入控制单元；
步骤(5)：根据三相无刷直流电机模型计算得到反电动势e，其中u为所述驱动电机定子电压，i为所述驱动电机定子电流，R为所述驱动电机绕组等效电阻，L为所述驱动电机绕组等效电感；
步骤(6)：根据所述反电动势e和换相系数k计算得到所述驱动电机转子角速度ω，
步骤(7)：将所述驱动电机转子角速度ω进行积分计算，得到转角θ；
步骤(8)：判断所述驱动电机转子转角θ是否等于30°，若等于30°，发出脉冲信号进行换相；若不等于30°，不发出脉冲信号进行换相，返回步骤(3)；
步骤(9)：各相晶闸管根据接收的触发脉冲进行选择性的触发导通，进而实现所述驱动电机合闸过程中的换相操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法，其特征在于，所述驱动电机初始位置调整目标：使所述驱动电机刚刚启动时的位置为刚换相位置。
3.根据权利要求2所述的一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法，其特征在于，所述控制单元采用DSP数字信号处理器完成步骤(5)至步骤(8)的计算，并完成触发脉冲的输出。
4.根据权利要求3所述的一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法，其特征在于，所述驱动电机的相关参数通过按键输入单元输入或通过通信单元完成远程设置，并能够通过显示屏进行信息显示；所述相关参数包括所述驱动电机绕组等效电阻R、所述驱动电机绕组等效电感L、所述换相系数k。
5.根据权利要求4所述的一种基于定子参数检测的高压电力开关驱动电机换相方法，其特征在于，所述驱动电机采用星型连接，两相导通三相六状态工作方式：同一时刻，有两相绕组导通，每相导通60°，每隔30°进行一次换相，换相顺序为：A/B-A/C-B/C-B/A-C/A-C/B。
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CN101242154A (zh) * 2008-03-14 2008-08-13 重庆大学 一种无位置传感器的内嵌式永磁无刷直流电机控制***
CN101702608A (zh) * 2009-11-19 2010-05-05 沈阳工业大学 高压隔离开关的直驱式永磁电机操动机构及其控制方法
CN105429522A (zh) * 2015-12-02 2016-03-23 江苏科技大学 一种无刷直流电机转子位置的辨识方法

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