專利名稱：用于裝配電機(jī)的方法和設(shè)備的制作方法
用于裝配電才幾的方法和i殳備技術(shù)領(lǐng)域[1]本發(fā)明大致涉及電機(jī)，更具體地說，涉及用于裝配電機(jī)的方法和 設(shè)備。
背景技術(shù)：
[2]通常，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)包括渦輪，其具有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子包括具有多 個葉片的可旋轉(zhuǎn)的輪轂組件。葉片將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械的旋轉(zhuǎn)扭矩，其 通過轉(zhuǎn)子而驅(qū)動一個或多個發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)通常通過齒輪箱，但不一 定旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在轉(zhuǎn)子上。齒輪箱使固有較低的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速步進(jìn)，使發(fā)電 機(jī)有效地將旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，其通過至少一個電連接而輸送 到電網(wǎng)中。無齒輪的直接驅(qū)動式風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)也是存在的。轉(zhuǎn)子、 發(fā)電機(jī)、齒輪箱和其它構(gòu)件通常安裝在外殼或吊艙中，其定位在底座 的頂面上，底座可以是桁架或管狀塔。[3]某些風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)配置包括成雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)。這種配 置還可包括功率變換器，其用于將所產(chǎn)生的電力頻率變換成與電網(wǎng)頻 率基本相似的頻率。此外，結(jié)合DFIG,這種變換器還在電網(wǎng)和發(fā)電 機(jī)之間傳送電力，并將發(fā)電機(jī)勵磁功率傳送至繞組發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上，從 其中一個連接傳送至電網(wǎng)連接上。或者，某些風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)配置包 括，但不局限于交流型感應(yīng)發(fā)電機(jī)、永磁(PM)同步發(fā)電機(jī)和電勵磁同 步發(fā)電機(jī)和開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)。這些備選配置也可包括功率變換器，其 用于如上所述轉(zhuǎn)換頻率，并在電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)之間傳送電功率。這些風(fēng) 力渦輪發(fā)電機(jī)配置依賴于精確的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置/速度指示，以促進(jìn)發(fā) 電機(jī)的控制。[4]許多已知的風(fēng)力渦輪發(fā)電初4吏用轉(zhuǎn)子位置編碼器和/或轉(zhuǎn)換器，以測量轉(zhuǎn)子位置/速度。然而，這種編碼器和轉(zhuǎn)換器配置包括額外的硬件，例如聯(lián)軸器、接口電子裝置和其之間的連接線纜。此外，這種配置還可包括機(jī)械安裝的硬件，例如安裝凸緣、適配板和緊固件。在某些風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)配置中，風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程定位可利于線
纜長度超過91米(m)(300英尺(ft))。某些風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)需要并行的備用系統(tǒng)，其增加了成本。此外，這種冗余性增加了運(yùn)行與維護(hù)成本。此外，這種備用系統(tǒng)的排斥性使用降低了運(yùn)行的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，本發(fā)明提供了一種裝配電機(jī)的方法。電機(jī)具有至少部分地圍繞轉(zhuǎn)子而延伸的定子。電機(jī)電聯(lián)接在一種電力系統(tǒng)上。該電力系統(tǒng)至少在部分功率變換的條件下將至少一相的電力來回地傳送至電機(jī)。該方法包括利用定子通量矢量(flux vector)估計方案(scheme)對至少一個處理器進(jìn)行程序設(shè)計，以產(chǎn)生至少一個定子反電磁力(BEMF)信號，并利用所述至少一個定子BEMF信號而產(chǎn)生至少一個定子通量矢量信號。至少一個定子通量矢量信號至少部分地代表估計的轉(zhuǎn)子位置。該方法還包括將至少一個輸出裝置與至少一個處理器聯(lián):接起來，以保持?jǐn)?shù)據(jù)通信。另一方面，提供了一種用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)。電機(jī)具有至少部分地圍繞轉(zhuǎn)子而延伸的定子。電機(jī)配置成可電聯(lián)接在一種電力系統(tǒng)上。該電力系統(tǒng)配置成可在至少部分功率變換的條件下將至少一相的電力來回地傳送至電機(jī)。轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)包括至少一個利用定子通量矢量估計方案進(jìn)行編程的處理器。定子通量矢量估計方案經(jīng)編程而產(chǎn)生至少一個定子反電》茲力(BMF)信號。定子通量矢量估計方案還經(jīng)編程，以便利用至少一個定子BEMF信號而產(chǎn)生至少一個定子通量矢量信號。至少一個定子通量矢量信號至少部分地代表估計的轉(zhuǎn)子位置。該系統(tǒng)還包括至少一個輸出裝置，其與至少一個處理器聯(lián)接起來，以保持?jǐn)?shù)據(jù)通信。[7]在另一方面，提供了一種風(fēng)力渦輪。風(fēng)力渦輪包括至少一個發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)配置成可電聯(lián)接在一種電力系統(tǒng)上。該電力系統(tǒng)配置成可將至少一相的電力來回地傳送至所述至少一個發(fā)電機(jī)。至少一個發(fā)電機(jī)包括至少部分地圍繞轉(zhuǎn)子而延伸的定子。風(fēng)力渦輪還包括轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)。轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)包括至少 一個利用定子通量矢量估計方案進(jìn)行編程的處理器。定子通量矢量估計方案經(jīng)編程而產(chǎn)生至少一個
定子反電磁力(BEMF)信號。定子通量矢量估計方案還經(jīng)編程，以便利用至少一個定子BEMF信號而產(chǎn)生至少一個定子通量矢量信號。至少一個定子通量矢量信號至少部分地代表估計的轉(zhuǎn)子位置。該系統(tǒng)還包括至少一個輸出裝置，其與至少一個處理器聯(lián)接起來，以保持?jǐn)?shù)據(jù)通信。


圖1是一種典型的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的示意圖；圖2是一種可供圖1中所示的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)使用的典型的電氣
和控制系統(tǒng)的示意圖； 圖3是一種嵌入在圖2中所示的典型的電氣和控制系統(tǒng)中的典型的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)的示意圖；圖4是一種嵌入在可供圖1中所示的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)使用的備選電氣和控制系統(tǒng)中的備選轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)的示意圖；[12]圖5是關(guān)于可供圖1中所示的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)使用的轉(zhuǎn)子和定子相關(guān)聯(lián)的電氣參數(shù)的圖示； 圖6是可供圖3中所示的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)使用的，用以確定轉(zhuǎn)子位置的典型邏輯的示意圖； 圖7是可供圖3中所示的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)使用的，用以確定轉(zhuǎn)子位置的備選邏輯的示意圖； 圖8是可供圖3中所示的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)使用的典型的定子磁通估計模塊的示意圖；[16] 圖9是可供圖3中所示的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)使用的備選定子磁通估計模塊的示意圖； 圖IO是可供圖3中所示的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)使用的電壓和電流偏差校正方案的示意圖； 圖11是可供圖3中所示的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)使用的另一備選定子磁通估計模塊的示意圖；圖12是關(guān)于可供圖1中所示的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)使用的轉(zhuǎn)子和
、
定子相關(guān)聯(lián)的備選電氣參數(shù)的圖示； 圖13是用于圖4中所示的備選轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)的，用以確定轉(zhuǎn)子位置的備選邏輯的示意圖； 圖14是用于圖4中所示的備選轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)的，用以確定轉(zhuǎn)子位置的另 一備選邏輯的示意圖； 圖15是可供圖13和圖14中所示的備選邏輯使用的定子磁通估計模塊的示意圖； 圖16是可供圖13和圖14中的備選邏輯使用的另一定子l茲通估計模塊的示意圖； 圖17是可供圖4中所示的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)4吏用的電壓和電流偏差4交正方案的示意圖； 圖18是可供圖4中所示的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)使用的另一備選定子磁通估計模塊的示意圖； 圖19是圖3中所示的嵌入在備選電氣和控制系統(tǒng)中的典型的轉(zhuǎn)子位置監(jiān)測系統(tǒng)的示意圖；和 圖20是圖4中所示的嵌入在備選電氣和控制系統(tǒng)中的備選轉(zhuǎn)子位置監(jiān)測系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是一種典型的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100的示意圖；風(fēng)力渦輪100包括吊艙102,其包含發(fā)電機(jī)(未在圖1中示出)。吊艙102安裝在塔104上(圖1中顯示了塔104的一部分)。塔104可為任意高度，其如此處所述利于風(fēng)力渦輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)。風(fēng)力渦輪100還包括轉(zhuǎn)子106，其包括三個連接在旋轉(zhuǎn)的輪轂110上的轉(zhuǎn)子葉片108?；蛘撸L(fēng)力渦輪IOO可包括許多葉片108,其如此處所述利于風(fēng)力渦輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)。在示例性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪100包括齒輪箱(圖1中未顯示)，其旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在轉(zhuǎn)子106和發(fā)電機(jī)(圖1中未顯示)上。[29]圖2是一種可供風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100使用的典型的電氣和控制系統(tǒng)的示意圖。轉(zhuǎn)子106包括多個聯(lián)接在旋轉(zhuǎn)的輪轂UO上的轉(zhuǎn)子葉片108。轉(zhuǎn)子106還包括可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在輪轂liO上的低速軸112。低速軸聯(lián)接在步進(jìn)齒輪箱114上。齒輪箱U4配置成可升高低速軸112的萬走轉(zhuǎn)速度，并將該速度傳遞給高速軸116。在示例性實(shí)施例中，齒輪箱114具有大約70:1的步進(jìn)比(step-up ratio)。例如，以大約20 rpm(20)旋轉(zhuǎn)的低速軸112聯(lián)接在大約70:1步進(jìn)比的齒輪箱U4上，其將使高速軸116產(chǎn)生大約1400rpm的速度?；蛘?，齒輪箱114具有如此處所述利于風(fēng)力渦輪IOO運(yùn)轉(zhuǎn)的任何步進(jìn)比。另外，或者，風(fēng)力渦輪IOO包括直接驅(qū)動的發(fā)電機(jī)，其中發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(圖1中未顯示)旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在轉(zhuǎn)子106上，而沒有任何中介齒輪箱。 高速軸116可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在發(fā)電機(jī)118上。在示例性實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)118是一種繞線轉(zhuǎn)子三相雙饋感應(yīng)(異步)發(fā)電機(jī)(DFIG),其包括,茲耦合在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子122上的發(fā)電機(jī)定子120。[31] 電氣和控制系統(tǒng)200包括渦輪控制器202?？刂破?02包括至少一個處理器和存儲器、至少一個處理器輸入信道、至少一個處理器輸出信道、并可包括至少一個計算機(jī)(圖2中未顯示)。如此處所用術(shù)語計算機(jī)并不只局限于本領(lǐng)域中被稱為計算機(jī)的那些集成電路，而是廣泛地指處理器、微型控制器、微型計算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)、專用集成電路以及其它可編程電路(圖2中未顯示)，這些術(shù)語在這里是可互換使用的。在示例性實(shí)施例中，存儲器可包括，但不局限于計算機(jī)可讀介質(zhì)，例如隨機(jī)存取存儲器(RAM)(圖2中未顯示)?；蛘撸€可使用軟盤、光盤-只讀存儲器(CD-ROM)、磁光盤(MOD)、和/或數(shù)字化通用光盤(DVD)(圖2中未顯示)。另外，在示例性實(shí)施例中，額外的輸入信道(圖2中未顯示)可以是，但不局限于，與操作員接口相關(guān)聯(lián)的計算機(jī)外圍設(shè)備，例如鼠標(biāo)和鍵盤(兩者在圖2中都未顯示)?；蛘?，還可使用其它計算機(jī)外圍設(shè)備。其可包括，例如但不局限于掃描儀(圖2中未顯示)。此外，在示例性實(shí)施例中，額外的輸出信道可包括，但不局限于操作員接口監(jiān)視器(圖2中未顯示)。[32] 用于控制器202的處理器處理從多個電氣裝置和電子裝置發(fā)送的信息，其可包括，但不局限于電壓和電流轉(zhuǎn)換器。RAM和存儲裝置儲存并傳送有待由處理器執(zhí)行的信息和指令。RAM和存儲裝置還可用于在處理器執(zhí)行指令期間為處理器儲存和提供臨時變量、靜態(tài)(即非變化的)信息和指令、或其它中間信息。執(zhí)行的指令包括，但不局限于駐留數(shù)據(jù)變換和/或比較器算法。指令序列的執(zhí)行并不局限于任何特定的硬件電路和軟件指令的組合。 電氣和控制系統(tǒng)200還包括至少一個發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置測量裝置204，其機(jī)械地聯(lián)接在發(fā)電機(jī)118的一部分上，與控制器202成電子數(shù)據(jù)通信耦合。在示例性實(shí)施例中，各個裝置204包括任意數(shù)量和任意類型的轉(zhuǎn)子位置測量裝置組合，其包括，但不局限于高分辨率編碼器、低分辨率編碼器和霍爾效應(yīng)轉(zhuǎn)換器(都未詳細(xì)顯示)。發(fā)電機(jī)定子120通過定子母線208而電聯(lián)接在定子同步開關(guān)206上。在示例性實(shí)施例中，為了利于DFIG配置，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子122通過轉(zhuǎn)子母線212而電l關(guān)接在雙向功率變換組件210上?；蛘?，系統(tǒng)200配置為本領(lǐng)域中已知的 一種全功率變換系統(tǒng)(未顯示)，其中在設(shè)計與操作方面與組件210相似的全功率變換組件(圖1中未顯示)，其電聯(lián)接在定子120上，并且這種全功率變換組件利于在定子120和電力傳輸及分布網(wǎng)(未顯示)之間引導(dǎo)電力。通常，這種全功率變換組件結(jié)合PMG、 EESG、 IG和SRG結(jié)構(gòu)(圖2中未顯示)一起使用。定子母線208將三相功率從定子120傳送至開關(guān)206。轉(zhuǎn)子母線212將三相功率從轉(zhuǎn)子122傳送至組件210。定子同步開關(guān)206通過系統(tǒng)總線216而電聯(lián)接在主變壓器電路斷路器214上。組件210包括轉(zhuǎn)子濾波器218,其通過轉(zhuǎn)子母線212而電聯(lián)接
轉(zhuǎn)子側(cè)的雙向功率變換器220上。變換器220電聯(lián)接在線路側(cè)的雙向功率變換器222上。變換器220和222是包括功率半導(dǎo)體器件(未顯示)的功率變換器電橋。在示例性實(shí)施例中，變換器220和222配置成一種三相脈寬調(diào)制(PWM)結(jié)構(gòu)，其包括本領(lǐng)域中已知的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)開關(guān)器件(圖2中未顯示)，或者，變換器220和222可具有任何配置，其使用任何如此處所述利于系統(tǒng)200運(yùn)轉(zhuǎn)的開關(guān)器件。組件210與控制器202成電子數(shù)據(jù)通信耦合，以控制變換器220和222的操作。 在示例性實(shí)施例中，功率變換器222通過線路側(cè)功率變換器母線223而電聯(lián)接在線路濾波器224上。另外，濾波器224通過線路母線225而電聯(lián)接在線路接觸器226上。此外，線路接觸器226通過轉(zhuǎn)換電路斷路器母線230而電聯(lián)接在轉(zhuǎn)換電路斷路器228上。此外，電路斷路器228還通過系統(tǒng)總線216和連接母線232而電聯(lián)接在系統(tǒng)電路斷路器214上?；蛘?，濾波器224通過母線232而直接電聯(lián)接在母線216上，其中配置有任何保護(hù)機(jī)制(未顯示)以考慮從系統(tǒng)200中除去接觸器226和斷路器228。系統(tǒng)電路斷路器214通過發(fā)電機(jī)側(cè)母線236而電聯(lián)接在電力主變壓器234上。主變壓器234通過斷路器側(cè)母線240而電聯(lián)接在電網(wǎng)電路斷路器238上。電網(wǎng)斷路器238通過電網(wǎng)母線242而連接在電力傳輸及分布網(wǎng)上。 在示例性實(shí)施例中，變換器220和222通過單個直流(DC)鏈路244而彼此保持電氣通信聯(lián)接?；蛘?，變換器220和222通過單獨(dú)且分開的直流鏈路(圖2中未顯示)而電聯(lián)接在一起。直流鏈路244包括正干線(positive rail)246、負(fù)干線(negative rail)248和至少一個取d妄在其之間的電容器250?；蛘?，電容器250是一個或多個串聯(lián)或并聯(lián)地配置在干線246和248之間的電容器。 控制器202配置成可從第一組電壓和電流傳感器252接收多個 電壓和電流信號。此外，控制器202配置成可監(jiān)測并控制至少某些與 風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)IOO相關(guān)聯(lián)的操作變量。在示例性實(shí)施例中，三個電 壓和電流傳感器252各自電聯(lián)接在三相母線242的各相上?；蛘撸?壓和電流傳感器252電聯(lián)接在系統(tǒng)總線216上。另外，或者，電壓和 電流傳感器252電聯(lián)接在如此處所述利于系統(tǒng)200運(yùn)轉(zhuǎn)的任何部分 上?；蛘?，控制器202配置成可從許多電壓和電流傳感器252中接收 許多電壓和電流測量信號，包括，但不局限于來自一個轉(zhuǎn)換器的一個 電壓和電流測量信號。 在示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)200還包括變換器控制器262，其配 置成可接收來自第二組電壓和電流傳感器254(其與母線208成電子數(shù) 據(jù)通信耦合)的多個電壓和電流測量信號、來自第三組電流傳感器 256(與母線212成電子數(shù)據(jù)通信耦合)的第三組電流測量信號、以及來 自第四組電流傳感器264(與母線230成電子數(shù)據(jù)通信耦合)的第四組 電流測量信號。第二組傳感器254基本上類似于第一組傳感器252。 第三組傳感器256基本上類似于第四組傳感器264。控制器262基本 上類似于控制器202，并且與控制器202成電子數(shù)據(jù)通信耦合。此外， 在示例性實(shí)施例中，控制器262物理上集成在組件210中?；蛘撸?制器262具有如此處所述利于系統(tǒng)200運(yùn)轉(zhuǎn)的任何配置。 [39] 在操作期間，風(fēng)力沖擊葉片108，并且葉片108將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成 機(jī)械的旋轉(zhuǎn)扭矩，其通過輪轂IIO旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動低速軸112。低速軸112 驅(qū)動齒輪箱114,之后其使軸112的低的旋轉(zhuǎn)速度升高，以便在提高 的旋轉(zhuǎn)速度下驅(qū)動高速軸116。高速軸116旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動轉(zhuǎn)子122。轉(zhuǎn) 子122產(chǎn)生感應(yīng)的旋轉(zhuǎn);茲場，并且在磁耦合在轉(zhuǎn)子122上的定子120 中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。發(fā)電機(jī)118將旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成定子120中的正 弦三相交流電(AC)電能信號。相關(guān)聯(lián)的電功率通過母線208、開關(guān)206、 母線216、斷路器214和母線236而傳送至主變壓器234上。主變壓
13器234升高電功率的電壓幅度，并且進(jìn)一步通過母線240、電路斷路 器238和母線242而將變壓后的電功率傳送至電網(wǎng)。 [40] 在雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)配置中，提供了第二電力傳輸路徑。在繞線 轉(zhuǎn)子122中產(chǎn)生了三相正弦的交流電功率，并通過母線212傳送至組 件210。在組件210中，電功率被傳送至轉(zhuǎn)子濾波器218中，在轉(zhuǎn)子 濾波器218中將電功率針對與變換器220相關(guān)聯(lián)的PWM信號的變化 率進(jìn)行^^正。變換器220用作整流器，并將正弦三相的交流功率整流 成直流功率。直流功率^皮傳送到直流鏈路244中。通過減輕與交流整 流相關(guān)聯(lián)的直流脈動，電容器250利于減輕直流鏈路244的電壓幅度 變化。 接下來將直流功率從直流鏈路244傳送至功率變換器222,其 中變換器222用作逆變器，其配置成可將直流電功率從直流鏈路244 變換成具有預(yù)定的電壓、電流和頻率的三相正弦的交流功率。這種變 換通過控制器262進(jìn)行監(jiān)測和控制。通過母線223和225、線路接觸 器226、母線230、電路斷路器228和母線232而將變換后的交流功 率從變換器222傳送至母線216中。線路濾波器224補(bǔ)償或調(diào)節(jié)由變 換器222傳送的電力中的諧波電流。定子同步開關(guān)206配置成可閉合， 從而促進(jìn)來自定子120的三相功率與來自組件210的三相功率的連 接。電路斷路器228,214和238配置成可斷開相應(yīng)的母線——例如
當(dāng)電流流量過大并且可能損傷系統(tǒng)200的構(gòu)件時。還可提供額外的保
護(hù)構(gòu)件，(包括線路*接觸器226,其可通過斷開與線路母線230的各個
線5各相對應(yīng)的開關(guān)(圖2中未顯示)而進(jìn)行控制)，以形成斷路。組件210補(bǔ)償或調(diào)整來自轉(zhuǎn)子122的三相功率的頻率，以適應(yīng)
例如輪轂110和葉片108處的風(fēng)速變化。因此，通過這種方式，使轉(zhuǎn)
子的機(jī)械和電動頻率與定子頻率去耦合。 在某些條件下，組件210的雙方向特性，尤其變換器220和222 的雙方向特性，利于將所產(chǎn)生的至少某些電功率反饋回發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子122中。更具體地說，電功率從母線216傳送至母線232處，之后穿 過電路斷路器228和母線230而進(jìn)入到組件210中。在組件210中， 電功率通過線贈4妾觸器226和母線225和223而傳送到功率變換器222 中。變換器222用作整流器，并將正弦三相的交流功率整流成直流功 率。直流功率^C傳送到直流鏈路244中。通過減輕有時與三相交流整 流相關(guān)聯(lián)的直流脈動，電容器250利于減輕直流鏈路244的電壓幅度 變化。 接下來將直流功率從直流鏈路244傳送至功率變換器220，其 中變換器220用作逆變器，其配置成可將自直流鏈路244傳送的直流 電功率變換成具有預(yù)定的電壓、電流和頻率的三相正弦的交流電功
率。這種變換通過控制器262進(jìn)4于監(jiān)測和控制。變換的交流功率通過 母線219而從變換器220傳送至轉(zhuǎn)子濾波器218上，之后通過母線212 而傳送至轉(zhuǎn)子122上，從而利于后續(xù)同步操作。 組件210配置成可接收來自渦輪控制器202的控制信號?？刂?信號基于所感測到的風(fēng)力渦輪100和系統(tǒng)200的狀態(tài)或操作特征，其 被變換器控制器202接收，并用于控制功率變換組件210的操作。例 如，采用所感測的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子122的位置形式的位置測量裝置204的 反饋信號可用于控制轉(zhuǎn)子母線212的輸出功率變換，以保持合適且平 衡的三相功率狀態(tài)。通過控制器262，系統(tǒng)200還可使用來自其它傳 感器的其它反饋來控制組件210,這些傳感器包括例如分別通過傳感 器264,254和256獲得連接母線230、定子母線和轉(zhuǎn)子母線的電壓或 電流反饋。利用這種反饋信息和例如開關(guān)控制信號，可按任何已知的 方式產(chǎn)生定子同步開關(guān)控制信號和系統(tǒng)電路斷路器控制(跳閘)信號。 例如，對于具有預(yù)定特性的電網(wǎng)電壓瞬變現(xiàn)象，控制器262將至少臨 時基本中斷變換器222中的IGBT的激發(fā)。這種變換器222的搡作中 圖3是可嵌入在電氣和控制系統(tǒng)200中的典型的轉(zhuǎn)子位置估計 系統(tǒng)300的示意圖，其可供風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100使用。在示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)300配置在組件210中，并因此使用與組件210相關(guān)聯(lián)的 電子硬件、固件和軟件(未顯示)。更具體地說，系統(tǒng)300的至少一部 分配置在控制器262(圖2中所示)中。或者，系統(tǒng)300配置成可以任何 方式與系統(tǒng)200關(guān)聯(lián)起來，其如此處所述利于風(fēng)力渦輪100的運(yùn)轉(zhuǎn)。 [48] 在示例性實(shí)施例中，系統(tǒng)300與傳感器254和256成電子數(shù)據(jù) 通信耦合。此外，電氣和控制系統(tǒng)200包括高分辨率的轉(zhuǎn)子位置編碼 器258和低分辨率的轉(zhuǎn)子位置編碼器260。另外，在示例性實(shí)施例中， 編碼器258與功率變換組件210成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并且編碼器260 與渦輪控制器202成電子數(shù)據(jù)通信耦合?；蛘?，編碼器258和260與 系統(tǒng)200的任何部分成電子數(shù)據(jù)通信耦合，其如此處所述利于系統(tǒng)200 的運(yùn)轉(zhuǎn)。.控制器202配置成可接收并處理來自低分辨率編碼器260的多 個第一轉(zhuǎn)子位置和第一轉(zhuǎn)子速度信號302。變換器組件210配置成可 接收并處理來自高分辨率編碼器258的多個第二轉(zhuǎn)子位置和第二轉(zhuǎn)子 速度信號304。轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)300配置成可接收多個定子電壓和 定子電流信號306和轉(zhuǎn)子電流信號308。此外，系統(tǒng)300配置成可產(chǎn) 生多個第三轉(zhuǎn)子位置信號和第三轉(zhuǎn)子速度信號310(如以下進(jìn)一步論 述)，并將信號310傳送給變換器組件210。此外，變換器組件210配 置成可將多個第二轉(zhuǎn)子速度信號和第三轉(zhuǎn)子速度信號312傳送給控制 器202。利用三個獨(dú)立的轉(zhuǎn)子速度監(jiān)測方法配置系統(tǒng)200,其促進(jìn)了 三重模塊冗余度(TMR)。 圖4是可嵌入在備選電氣和控制系統(tǒng)500中的備選轉(zhuǎn)子位置估 計系統(tǒng)400的示意圖，其可供風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100使用。在這個備選 實(shí)施例中，系統(tǒng)500包括同步永磁發(fā)電機(jī)(PMG)518,其包括配置有多 個永久i茲4失(未顯示)的轉(zhuǎn)子522和定子520?；蛘撸到y(tǒng)500包括電勵 磁同步發(fā)電機(jī)(EESG)，其包括配置有多個勵磁繞組(未顯示)的轉(zhuǎn)子和 定子。同樣，備選地可使用如此處所述利于風(fēng)力渦輪IOO運(yùn)轉(zhuǎn)的任何 發(fā)電機(jī)，其包括，但不局限于其它類型的感應(yīng)(異步)發(fā)電機(jī)(IG)和開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)(SRG),其中用于IG和和SRG的圖示具有類似于圖4中 所示的配置。 系統(tǒng)500還包括渦4侖控制器502、高分辨率的轉(zhuǎn)子位置編碼器 558和低分辨率的轉(zhuǎn)子位置編碼器560。編碼器560與控制器502成 電子數(shù)椐通信耦合，其中編碼器560將第一轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子速度信號 402傳送給控制器502。編碼器558與全功率變換器510成數(shù)據(jù)通信 耦合，其中編碼器558將第二轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)子速度信號404傳送給變 換器510。全功率變換器510通過定子母線508而電聯(lián)接在定子520 上，并通過變壓器534和系統(tǒng)總線516而電聯(lián) 接在電網(wǎng)242上。系統(tǒng) 500還包括多個傳感器554,其與母線508和系統(tǒng)400成數(shù)據(jù)通信耦 合，其中多個定子電壓和電流信號406被傳送給系統(tǒng)400。系統(tǒng)400 配置成可產(chǎn)生多個第三轉(zhuǎn)子速度和第三轉(zhuǎn)子位置信號410(如以下進(jìn)一 步論述)，并將信號410傳送給變換器組件510。此外，變換器組件510 配置成可將多個第二轉(zhuǎn)子速度信號和第三轉(zhuǎn)子速度信號412傳送給控 制器502。利用三個獨(dú)立的轉(zhuǎn)子速度監(jiān)測方法配置系統(tǒng)500，其促進(jìn) 了三重模塊冗余度(TMR)?？偟卣f來，除了以下進(jìn)一步論述的方面以 外，系統(tǒng)400類似于系統(tǒng)300。 圖5是多個與DFIG118相關(guān)聯(lián)的電氣參數(shù)600的圖示，其包括 轉(zhuǎn)子122和定子120(圖2和圖3中所示)及風(fēng)力渦輪100(圖1中所示)。 在示例性實(shí)施例中，參數(shù)600專門與DFIG118相關(guān)聯(lián)，不與單饋發(fā)電 機(jī)(以下將進(jìn)一步論述這種發(fā)電機(jī))相關(guān)聯(lián)。參數(shù)600包括定子a-軸線 602和定子P-軸線604。軸線602和604 ^表與定子120相關(guān)聯(lián)的固 定的參照系。通常在定子參照系中確定或轉(zhuǎn)換與定子120和轉(zhuǎn)子122 相關(guān)聯(lián)的大多數(shù)變量。a-軸線602基本上相當(dāng)于與笛卡兒坐標(biāo)系相關(guān) 聯(lián)的橫坐標(biāo)。|3-軸線604垂直于a-軸線602,因此，p-軸線604基本 上相當(dāng)于與笛卡兒坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的縱坐標(biāo)。 參數(shù)600還包括轉(zhuǎn)子a-軸線606和轉(zhuǎn)子b-軸線608。b-軸線608 垂直于a-軸線606，并且軸線606和608代表與轉(zhuǎn)子122相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)參照系。軸線606和608具有4^轉(zhuǎn)速度叫610(如圍繞軸線606的箭 頭所示)，其基本上等于轉(zhuǎn)子122的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度。參數(shù)600還包括轉(zhuǎn) 子電流矢量ir 612。轉(zhuǎn)子電流矢量ir 612在固定的參照系中具有轉(zhuǎn)子電 流絕對值i 614。矢量ir612與a-軸線602形成了角度p！616。此外， 矢量^612與a-軸線606形成了角度p2 618。通過確定角度p, 616和 角度p2 618之間的角度差，角度pi 616和角度p2 618形成了固定的參 照系中的轉(zhuǎn)子位置s620。 圖6是可供轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)300使用的，用以確定轉(zhuǎn)子位置 s 620(圖5中所示)的典型邏輯700的示意圖。在示例性實(shí)施例中，通 過配置在系統(tǒng)300中的多個算法(未顯示)來執(zhí)行邏輯700。邏輯700 配置成可從多個轉(zhuǎn)子電流傳感器702中接收多個轉(zhuǎn)子電流信號308作 為信號輸入，其中在示例性實(shí)施例中，電流傳感器702是與母線212 成電子數(shù)據(jù)通信耦合的第三組電壓和電流傳感器256的至少一部分 (圖3中所示)。或者，信號308源自如此處所述利于系統(tǒng)300運(yùn)轉(zhuǎn)的 任何來源。另外，在示例性實(shí)施例中，信號308包括A-相位轉(zhuǎn)子電流 信號(U)704、 B-相位轉(zhuǎn)子電流信號(irB)706和C-相位轉(zhuǎn)子電流信號 (irC)708?；蛘?，信號308具有如此處所述利于系統(tǒng)300運(yùn)轉(zhuǎn)的任意數(shù) 量的轉(zhuǎn)子電流信號及其組合。 邏輯700包括坐標(biāo)變換功能塊710。功能塊710與傳感器702 成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號308。此外，功能塊710 配置成可使用至少一個算法(未顯示)將信號308(本領(lǐng)域中已知的)從三 相轉(zhuǎn)子參照系轉(zhuǎn)換至轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)的)雙相參照系，其由轉(zhuǎn)子a-軸線606
和轉(zhuǎn)子b-軸線608(圖5中所示)限定。如上所述，b-軸線608垂直于 a-軸線606,并且軸線606和608代表與轉(zhuǎn)子122相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)參照 系(圖3中所示)。因此，功能塊710配置成可產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流矢量a-分 量U信號712和轉(zhuǎn)子電流矢量b-分量U信號714。 [56] 邏輯700還包括第一反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電流絕對值功能塊716,其與功 能塊710成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號712和714。此外，功能塊716利用以下算法而配置成可產(chǎn)生sinp2信號718和cosp2 信號720:
sinp2 718 = irb714/|ir 6121 (1) cosp2720 = ira712/|ir612| (2) 其中iir612l是用于旋轉(zhuǎn)參照系中的ir612的相關(guān)矢量的絕對值，并 且P2是與a-軸線606形成的角度618矢量ir612(如圖5中所示)。邏 輯700還包括和s'模塊722，其與功能塊716成電子數(shù)據(jù)通信耦合， 并配置成可4妾收信號718和720。如以下詳細(xì)所述，才莫塊722還配置 成可產(chǎn)生多個信號。 邏輯700還配置成可從第二組電壓和電流傳感器254中接收多 個定子電流和定子電壓信號306作為信號輸入，其中在示例性實(shí)施例 中，多個電壓和電流傳感器724是與母線208成電子數(shù)據(jù)通信耦合(圖 3中所示)的第二組電壓和電流傳感器254的至少一部分。或者，信號 306源自如此處所述利于系統(tǒng)300運(yùn)轉(zhuǎn)的任何來源。 [58] 邏輯700還包括定子磁通估計模塊726,其與傳感器724成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號306。具體地說，模塊726配 置成可接收至少一個定子電壓矢量Us信號728和至少一個定子電流矢 量"信號730。通過標(biāo)準(zhǔn)的三相電確定方法，基于分別自相應(yīng)的測量 各個相位的傳感器(都未顯示)中接收的相關(guān)的電壓和電流信號而計算 信號728和730。另外，具體地說，模塊726配置成可接收定子電阻 Rs信號732,其儲存在中定子電阻Rs寄存器733中，其中寄存器733 與功能塊726成電子數(shù)據(jù)通信耦合。在示例性實(shí)施例中，在系統(tǒng)300 中利用電氣參數(shù)的在線測量和測定可在線地確定信號732，電氣參數(shù) 包括，但不局限于定子電阻和定子電感?；蛘撸盘?32可基于對定 子120的電氣特性的離線測定。利用如以下進(jìn)一步所述的方法和計算 結(jié)果，^f莫塊726還配置成可產(chǎn)生定子通量矢量iKscx信號734和定子通 量矢量\|/3"言號736。邏輯700還包括轉(zhuǎn)子電流功能塊738,其與模塊726成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號734和736。功能塊738還配置成 可產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流a-分量估計i^信號740。功能塊738還配置成可產(chǎn)生 轉(zhuǎn)子電流f3-分量估計iV信號742。在示例性實(shí)施例中，功能塊738影 響已知的自感、互感和》茲通壓連數(shù)原理，其包括，但不局限于》茲通量 與相關(guān)聯(lián)的電感和電流的正比例關(guān)系。信號740代表固定參照系中的 轉(zhuǎn)子電流矢量&614(圖5中所示)的第一估計分量。信號742代表固定 參照系中的轉(zhuǎn)子電流矢量的第二估計分量。以下算法用于確定信號 740和742:
isra 740 = [x)/sa 734 - (Lls + Lm) * isaftk signal 912]/ Lm (3) isrp 742 = [Vsp 736 - (Lls + Lm) * i/k signal 913]/ Lm (4) 其中Lis代表定子漏磁電感值，并且U代表主要磁化電感。此外， is,k信號912代表定子電流反饋(fbk)a-分量，i/M言號913代表定子 電流反饋(fbk)p-分量，這兩個分量都處于由定子a-軸線602和定子p-軸線604所限定的固定參照系中，并由功能塊911產(chǎn)生且進(jìn)行傳送(圖 6中未顯示)(所有都在下面進(jìn)行進(jìn)一步論述)。 邏輯700還包括第二反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電流絕對值功能塊744,其與功 能塊738成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號740和742。此 外，功能塊744利用以下算法而配置成可產(chǎn)生sinPl信號746和cospi 信號748:
sinPl746 = irp742/iisr614| (5) ，！748 = ^740/1^6141 (6) 其中i i\ 614|是固定參照系中用于isr 614的相關(guān)矢量的絕對值。 [61]如上所述，邏輯700還包括和e'模塊722,其與功能塊716成 電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號718和720。模塊722還與 功能塊744成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并且還配置成可接收信號746和 748。模塊722還配置成可利用以下算法而產(chǎn)生sins'信號750和coss' 信號752:<formula>formula see original document page 20</formula>其中S'是中間操作數(shù)，其基本上相當(dāng)于Pl -p2,并利于S 620的確
定。邏輯700還包括與功能塊722成電子數(shù)據(jù)通信耦合的鎖相環(huán) (PLL)754,并配置成可接收信號750和752,而且產(chǎn)生并傳送轉(zhuǎn)子位 置s信號756。轉(zhuǎn)子位置s信號756比用于發(fā)電機(jī)控制和確定轉(zhuǎn)子速 度而產(chǎn)生的s'信號更加穩(wěn)定、平滑且精確。 在運(yùn)行中，由傳感器702產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流分量信號704,706和 708 ^皮傳送至功能塊710中，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流矢量信號712和714。 信號712和714被傳送至功能塊716中，其中功能塊716產(chǎn)生并傳送 si叩2 718和cosp2 720信號。另夕卜，傳感器724產(chǎn)生定子電壓和電流矢 量信號728和730,并分別將其傳送給模塊726。模塊726接收信號 728和730以及定子電阻信號732,并產(chǎn)生定子通量矢量信號734和 736。信號734和736被傳送到功能塊738中，其中產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流估 計信號740和742，并傳送到功能塊744中。功能塊744接收信號740 和742，并產(chǎn)生且傳送sinpi 746和cosPl 748信號。此外，模塊722 接收信號718,720,746和748，并產(chǎn)生sins'750和coss'752信號，其被 傳送至PLL754，其產(chǎn)生并傳送轉(zhuǎn)子位置e756信號，以用于進(jìn)一步確 定轉(zhuǎn)子速度。因此，具體地說，典型邏輯700的操作的技術(shù)效果是產(chǎn) 生并傳送轉(zhuǎn)子位置s756信號，典型邏輯700可供轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng) 300使用，以確定轉(zhuǎn)子位置s 620(圖5中所示)。此外，具體地說，信 號756由至少一個位于邏輯700和/或系統(tǒng)300中其它地方的微分函數(shù) (未顯示)進(jìn)行處理，以產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度指示。 [63] 圖7是可供轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)300使用的，用以確定轉(zhuǎn)子位置 s 620(圖5中所示)的備選邏輯800的示意圖。在備選實(shí)施例中，通過 配置在系統(tǒng)300中的多個算法(未顯示)來#1行邏輯800。類似于邏輯 700(圖6中所示)，邏輯800配置成可通過多個轉(zhuǎn)子電流傳感器702和 坐標(biāo)變換功能塊710而接收轉(zhuǎn)子電流矢量-分量^信號712和轉(zhuǎn)子電 流矢量b-分量i^信號714。邏輯800包括tanp2功能塊802,其與功能塊710成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號712和714。功能塊802還配置成可 將U信號714除以ij言號712,以產(chǎn)生tanp2信號804。邏輯800還 包括第一反正切(有時稱為"atan"和tan")功能塊806。功能塊806與模 塊802成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號804,且產(chǎn)生并傳 送P2信號808，其等于用于？2618的數(shù)值(圖5中所示)。 [65]邏輯800還包括定子磁通估計模塊726，其與傳感器724成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收定子電壓矢量w信號728和定子電 流矢量is信號730。另外，模塊726配置成可接收來自寄存器733定 子電阻Rs信號732。如以下進(jìn)一步所述，^^莫塊714還配置成可產(chǎn)生定 子通量矢量\|^信號734和定子通量矢量vj/s(3信號736。邏輯800還包 括轉(zhuǎn)子電流功能塊738，其與模塊726成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置 成可接收信號734和736。如上所述，功能塊738還配置成可產(chǎn)生轉(zhuǎn) 子電流ot-分量估計4信號740和轉(zhuǎn)子電流(3-分量估計i、信號742。 [66]邏輯800包括tanPl功能塊810,其與功能塊738成電子數(shù)據(jù) 通信耦合，并配置成可接收信號740和742。功能塊810還配置成可 將i、信號742除以4信號740，以產(chǎn)生tanpi信號812。邏輯800還 包括第二反正切(有時稱為"atan"和tan")功能塊814。功能塊814與功 能塊810成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號812，且產(chǎn)生并 傳送Pi信號816,其等于用于pi616的數(shù)值(圖5中所示)。 [67]邏輯800還包括加法功能塊818,其與功能塊806和814成電 子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊818配置成可接收Pl信號816和p2信號 808,從信號816中減去信號808，并傳送s'信號820，其中s'是中間 操作數(shù)，其基本上等于pi-p2，并利于確定s 620。類似于邏輯700， 邏輯800還包括與功能塊818成電子數(shù)據(jù)通信耦合的鎖相環(huán)(PLL)822， 并配置成可接收信號820,而且產(chǎn)生并傳送轉(zhuǎn)子位置s信號824。轉(zhuǎn)子 位置s信號824比用于發(fā)電機(jī)控制和確定轉(zhuǎn)子速度而產(chǎn)生的s'信號更 加穩(wěn)定、平滑且精確。在一個備選實(shí)施例中，系統(tǒng)700和800配置成可接收并處理與系統(tǒng)200相關(guān)聯(lián)的其它電信號(圖3中所示)以確定轉(zhuǎn)子位置s620。這 種備選信號包括由傳感器264,254和/或256產(chǎn)生并傳送的信號，其并 不局限于三相中的各相之間的電壓差。在運(yùn)行中，由傳感器702產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流分量信號704,706和 708被傳送至功能塊710中，以產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流矢量信號712和714。 信號712和714 ^皮傳送到功能塊802中，其中功能塊802產(chǎn)生并傳送 tanp2信號804。信號804被傳送至反正切功能塊806中，在反正切功 能塊806中產(chǎn)生角度p2信號808。另外，傳感器724產(chǎn)生定子電壓和 電流矢量信號728和730,并分別將其傳送給模塊726。模塊726接 收信號728和730以及定子電阻信號732，并產(chǎn)生定子通量矢量信號 734和736。信號734和736被傳送到功能塊738中，其中產(chǎn)生轉(zhuǎn)子 電流估計信號740和742，并傳送到功能塊810中。功能塊810產(chǎn)生 角度Pi的正切信號812。信號812被傳送至反正切模塊814中，在反 正切模塊814中產(chǎn)生角度Pi信號808。功能塊818確定信號816和 808之間的差異，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)子位置信號820，其中信號820是中間操 作數(shù)，其基本上等于Pi -p2 ,并利于確定s 620(圖5中所示)。信號 820被傳送至PLL 822中，其產(chǎn)生并傳送轉(zhuǎn)子位置s信號824。轉(zhuǎn)子位 置s信號824比用于發(fā)電機(jī)控制和確定轉(zhuǎn)子速度而產(chǎn)生的中間操作數(shù) s'信號更加穩(wěn)定、平滑且精確。因此，具體地說，備選邏輯800的操 作的技術(shù)效果是產(chǎn)生并傳送轉(zhuǎn)子位置s824信號，備選邏輯800可供轉(zhuǎn) 子位置估計系統(tǒng)300使用，以確定轉(zhuǎn)子位置e620(圖5中所示)。此外， 具體地說，信號824由至少一個位于邏輯800和/或系統(tǒng)300中其它地 方的微分函數(shù)(未顯示)進(jìn)行處理，以產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度指示。 [70]圖8是一種典型的定子^t通估計模塊900的示意圖，其可供轉(zhuǎn) 子位置估計系統(tǒng)300使用，以估計定子;茲通，從而確定轉(zhuǎn)子位置s 620(圖5中所示)。在示例性實(shí)施例中，模塊900嵌入在邏輯700中。 或者，模塊900嵌入在邏輯800中。模塊900包括多個定子電壓傳感 器901，在示例性實(shí)施例中，電壓傳感器901是與母線208(圖3中所示)成電子數(shù)據(jù)通信耦合的第二組電壓和電流傳感器254的至少一部 分。傳感器901配置成可產(chǎn)生并傳送定子電壓矢量UsAB信號902，其 被限定為基本上代表了定子相位A和B之間的電壓差的信號。傳感器 901還配置成可產(chǎn)生并傳送定子電壓矢量Usbc信號903,其被限定為 基本上代表了定子相位B和C之間的電壓差的信號。在示例性實(shí)施例 中，信號902和903是信號306(圖3中所示)的至少一部分?；蛘?，信 號902和903源自如此處所述利于系統(tǒng)300運(yùn)轉(zhuǎn)的任何來源。 [71] 模塊900還包括第一坐標(biāo)變換功能塊904,其與傳感器901成 電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收自傳感器901傳送的信號902和 903。此外，功能塊904配置成可使用至少一個算法(未顯示)，以便在 由定子a-軸線602和定子(3-軸線604(圖5中所示)所限定的固定坐標(biāo) 系中產(chǎn)生定子電壓反饋(fbk)a-分量Us,k信號905和定子電壓反饋 (fbk)p-分量u/M言號906。軸線602和604代表與定子120(圖2和3 中所示)相關(guān)聯(lián)的固定的參照系。如上所述，a-軸線602垂直于(3-軸線 604。 模塊900還包括多個定子電流傳感器907,其中在示例性實(shí)施 例中，電流傳感器907是與母線208成電子數(shù)據(jù)通信耦合的第二組電 壓和電流傳感器254的至少一部分。傳感器907配置成可產(chǎn)生并傳送 A-相位定子電流信號(U)908、 B-相位定子電流信號(isB)909以及C-相 位定子電流信號(isc)910。在示例性實(shí)施例中，信號908,909和910是 信號306的至少一部分?；蛘?，信號908,909和910源自如此處所述 利于系統(tǒng)300運(yùn)轉(zhuǎn)的任何來源。 模塊900還包括第二坐標(biāo)變換功能塊911，其與傳感器907成 電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收自傳感器907傳送的信號908,909 和910。此外，功能塊911配置成可使用至少一個算法(未顯示)，以便 在由定子a-軸線602和定子|3-軸線604所限定的固定坐標(biāo)系中產(chǎn)生定 子電流反饋(fbk)oc-分量i,k信號912和定子電流反饋(fbk)p-分量is,k 信號913。功能塊911還配置成可傳送信號912和913。如以下所述，在轉(zhuǎn)子電流功能塊738中(圖6和7中所示)還使用信號912和913,其 如上面所論述的各個算法(3)和(4)。 模塊900還包括乘法功能塊914,其與功能塊911成電子數(shù)據(jù) 通信耦合，并配置成可接收由功能塊911傳送的信號912和913。功 能塊914還配置成可接收定子電阻RJ言號732，其儲存在定子電阻 Rs寄存器733中。功能塊914還配置成將信號912和913乘以信號732 及負(fù)一(-l)，以分別產(chǎn)生并傳送-is， * Rs的乘積信號915以及-isp艦* Rs 的乘積信號916。模塊900還包括第一加法功能塊917,其與功能塊904和914 成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊917還配置成可接收信號905和915, 并其求和，且產(chǎn)生并傳送定子反電磁力(BEMF)a-分量esa信號918。模 塊900還包括第二加法功能塊919,其與功能塊904和914成電子數(shù) 據(jù)通信耦合。功能塊919配置成可接收信號906和916，并其求和， 且產(chǎn)生并傳送定子反電磁力(BEMF)P-分量e^信號916。 [76]模塊900還配置成可接收在旋轉(zhuǎn)參照系中測量的轉(zhuǎn)子電流絕對 值信號W 921。信號W 921基本上類似于轉(zhuǎn)子電流矢量ir612的絕對值。 此外，利用以下算法在系統(tǒng)700別處的數(shù)學(xué)功能塊中(未顯示)來計算
信號W921: _
|ir|921= V [ira712]2 + [irb714]2 (9) 其中irJ12和W714如上所述(圖6和圖7中所示)。 [77] 模塊900還包括匝數(shù)比功能塊922,其配置成可接收轉(zhuǎn)子電流 絕對值信號&l921。具體地說，功能塊922配置成可接收信號921，將 信號921除以定子繞組-轉(zhuǎn)子繞組的匝數(shù)比，并產(chǎn)生且傳送轉(zhuǎn)子電流絕 對值估計IG |信號923。信號923代表固定參照系中的轉(zhuǎn)子電流絕對值。 [78] 模塊900還包括一對轉(zhuǎn)子電流分量功能塊，即轉(zhuǎn)子電流a-分量 功能塊924和轉(zhuǎn)子電流(3-分量功能塊926,其都與功能塊922成電子 數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊924配置成可在固定的參照系中產(chǎn)生并傳送第 一轉(zhuǎn)子電流a-分量估計i;信號928。信號928的值由以下等式表示isra 928 = I isr| 922 * cosPl (10)
功能塊926配置成可在固定的參照系中產(chǎn)生并傳送第一轉(zhuǎn)子電流 (3-分量估計i、信號930。信號930的值由以下等式表示
isrp 930 = |isr| 922 * sinPl (11) [79] 模塊900還包括與功能塊924成電子數(shù)據(jù)通信耦合的第三加法 功能塊932,其中功能塊932配置成可接收信號928和第二轉(zhuǎn)子電流 a-分量估計i^信號934，其中信號934參照固定的參照系，并基本上 類似于信號740(如圖6和7中所示)。功能塊932還配置成可從信號 928中減去信號934，以產(chǎn)生并傳送轉(zhuǎn)子電流a-分量差A(yù)i;信號936。 [80] 類似地，模塊900還包括與功能塊926成電子數(shù)據(jù)通信耦合的 第四加法功能塊938。功能塊938配置成可接收信號930和第二轉(zhuǎn)子 電流P-分量估計iSrp信號940，其中信號940參照固定的參照系，并且 基本上類似于信號742(如圖6和7中所示)。功能塊938還配置成可從 信號940中減去信號930，以產(chǎn)生并傳送轉(zhuǎn)子電流P-分量差A(yù)i、信號 942。模塊900還包括與功能塊932和938成電子數(shù)據(jù)通信耦合的低 通濾波器(LPF )943。 LPF 943配置成可利于傳送信號936和942的預(yù) 定的低頻部分，使信號936和942的預(yù)定的高頻部分衰減，并產(chǎn)生低 頻(LF)轉(zhuǎn)子電流cc-分量差A(yù)i^信號944和LF轉(zhuǎn)子電流P-分量差 信號945。 模塊900還包括與LPF 943成電子數(shù)據(jù)通信耦合的PI功能塊 946。纟莫塊946配置成可接收信號944和945,并^f吏用比例和積分算法 (未顯示)，以產(chǎn)生并傳送積分定子電壓a-分量校正uj。""信號947和積 分定子電壓f3-分量校正u/。M言號948。 模塊900還包括第五加法功能塊950,其與功能塊917和946 成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊950配置成可接收信號918和947并將 其加起來，以產(chǎn)生并傳送校正的定子BEMFa-分量esa信號952。類似 地，模塊900還包括第六加法功能塊954,其與功能塊919和946成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊954配置成可接收信號920和948并將其 加起來，以產(chǎn)生且傳送^f交正的定子BEMFp-分量esj3信號952。 [84] 模塊900還包括積分功能塊958，其與功能塊950和954成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，其中模塊958配置成可分別接收信號952和956。 功能塊958還配置成在預(yù)定的范圍內(nèi)對信號952求積分，并產(chǎn)生和傳 送典型的積分定子磁通a-分量xi/^nt信號960。類似地，功能塊958配 置成可在預(yù)定的范圍內(nèi)對信號956求積分，并產(chǎn)生和傳送典型的積分 定子磁通p-分量^,信號962。積分功能塊958包括固有漂移或偏差， 其可能隨時間而逐漸積累并促使模塊900飽和。因此，信號947和948 修正這種偏差，從而利于減輕誤差累積。本發(fā)明提供了一種裝配電機(jī)或發(fā)電機(jī)118(圖2和3中所示)的典 型方法。發(fā)電機(jī)118包括至少部分地圍繞轉(zhuǎn)子122而延伸的定子120(圖 2和3中所示)。發(fā)電機(jī)118通過電網(wǎng)母線242(圖2,3和4中所示)而電 聯(lián)接在電力系統(tǒng)(未顯示)上。該電力系統(tǒng)至少在部分功率變換的條件 下將至少一相的電力來回地傳送至發(fā)電機(jī)118中。該方法包括利用定 子通量矢量估計方案或模塊726(圖6和7中所示)而對至少一個處理器 或控制器202(圖2和3中所示)進(jìn)行編程，以產(chǎn)生至少一個定子反電磁 力(BEMF)信號918和/或920，并利用至少一個定子BEMF信號918 和/或920而產(chǎn)生至少一個定子通量矢量信號960和/或962。至少一個 定子通量矢量信號960和/或962至少部分地代表估計的轉(zhuǎn)子位置 620(圖5中所示)。該方法還包括將至少一個輸出裝置或功率變換組件 210(圖2和3中所示)與控制器202成lt據(jù)通信耦合。 [86]在運(yùn)行中，典型的定子磁通估計模塊900利于估計定子磁通， 其則利于確定轉(zhuǎn)子位置s620。多個定子電壓傳感器901產(chǎn)生并傳送定 子電壓矢量Usab信號902,其被限定為基本上代表了定子相位A和B
之間的電壓差的信號。傳感器901還產(chǎn)生并傳送定子電壓矢量UsBc信
號903，其被限定為基本上代表了定子相位B和C之間的電壓差的信 號。信號902和903被傳送至第一坐標(biāo)變換功能塊904中，以便在由定子cx-軸線602和定子e -軸線604所限定的固定的參照系中產(chǎn)生定 子電壓反饋(fbk)a-分量Usa她信號905和定子電壓反饋(fbk) p-分量 u/M言號906。 另外，在運(yùn)行中，電流傳感器907產(chǎn)生A-相位定子電流信號 (")908、 B-相位定子電流信號仏B)909、以及C-相位定子電流信號 (isC)910,并將其傳送至第二坐標(biāo)變換功能塊911中。功能塊911在由 定子a-軸線602和定子P-軸線604所限定的固定坐標(biāo)系中產(chǎn)生定子電 流反饋(fbk)a-分量isc^M言號912和定子電流反饋(fbk)P-分量i/M言號 913。功能塊911將信號912和913傳送給乘法功能塊914中，其還 從定子電阻&寄存器733中接收定子電阻&信號732，其中功能塊 914將信號912和913乘以信號732和負(fù)一(-l),并產(chǎn)生且傳送"50(她* Rs的乘積信號915和-i/k * Rs的乘積信號916。 [88] 此外，在運(yùn)行中，第一加法功能塊917接收信號905和915并 其求和，之后產(chǎn)生并傳送定子反電磁力(BEMF)a-分量esa信號918。類 似地，第二加法功能塊919接收信號906和916并其求和，之后產(chǎn)生 并傳送定子反電磁力(BEMF)P-分量e^信號920。 [89] 此外，在運(yùn)行中，模塊900接收在旋轉(zhuǎn)參照系中測量的轉(zhuǎn)子電 流絕對值信號IM 921，其被傳送至匝數(shù)比功能塊922中，其則將信號 921除以定子繞組-轉(zhuǎn)子繞組的匝數(shù)比，并產(chǎn)生且傳送轉(zhuǎn)子電流絕對值 估計『|信號923。代表固定參照系中的轉(zhuǎn)子電流絕對值的信號923, 其被傳送至轉(zhuǎn)子電流a-分量功能塊924和轉(zhuǎn)子電流(3-分量功能塊926 中。功能塊924產(chǎn)生并傳送第一轉(zhuǎn)子電流a-分量估計i;信號928，并 且功能塊926產(chǎn)生并傳送第一轉(zhuǎn)子電流P-分量估計iSrp信號930,其中 信號928和930都是參照固定的參照系。 另外，在運(yùn)行中，第三加法功能塊932接收信號928和第二轉(zhuǎn) 子電流a-分量估計iSra信號934,其中信號934參照固定的參照系，并 基本上類似于信號740(圖6和7中所示)。功能塊932還從信號928 中減去信號934，以產(chǎn)生并傳送轉(zhuǎn)子電流a-分量差A(yù)iSra信號936。類似地，第四加法功能塊938接收信號930和第二轉(zhuǎn)子電流|3-分量估計 i、信號940，其中信號940參照固定的參照系，并且基本上類似于信 號742(如圖6和7中所示)。功能塊938還/人信號940中減去信號930， 以產(chǎn)生并傳送轉(zhuǎn)子電流P-分量差A(yù)i、信號942。 [91]此外，在運(yùn)行中，低通濾波器(LPF)943接收信號936和942， 并傳送信號936和942的預(yù)定的低頻部分，同時使信號936和942的 預(yù)定的高頻部分衰減。具體地說，LPF 943產(chǎn)生低頻(LF)轉(zhuǎn)子電流a-分量差 i^信號944和LF轉(zhuǎn)子電流(3-分量差i、信號945，并傳送給 PI功能塊946。模塊946可接收信號944和945，并使用比例和積分 算法，以產(chǎn)生并傳送積分定子電壓ct-分量校正u犯c。""信號947和積分 定子電壓p-分量校正u/。"信號948。 此外，在運(yùn)行中，第五加法功能塊950接收信號918和947并 將其加起來，并且產(chǎn)生且傳送校正的定子BEMFa-分量^信號952。 類似地，第六加法功能塊954接收信號920和948并將其加起來，并 且產(chǎn)生且傳送校正的定子BEMF卩-分量esp信號956。積分功能塊958 接收信號952和956，在預(yù)定的范圍內(nèi)對信號952和956求積分，并 且產(chǎn)生且傳送典型的積分定子磁通a-分量xi/s,t信號960和積分定子磁 通(3-分量\1//"信號962。積分功能塊958包括固有漂移或偏差，其可 能隨時間而逐漸積累并^吏^t塊900飽和。因此，信號947和948^^正 這種偏差，從而利于減輕誤差累積。典型的定子磁通估計模塊900的 技術(shù)操作效果是產(chǎn)生和傳送積分定子通量信號960和962， 一莫塊900 可供轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)300、典型的邏輯700和備選邏輯800 ^f吏用。 信號960和962可在邏輯700或邏輯800和/或系統(tǒng)300中的其它地方 進(jìn)行處理，以便最終產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度指示。 [93] 圖9是一種備選的定子磁通估計模塊1000的示意圖，其可供 轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)300使用，以估計定子》茲通，從而確定轉(zhuǎn)子位置s 620(圖5中所示)。在示例性實(shí)施例中，模塊1000嵌入在邏輯700中。 或者，模塊1000嵌入在邏輯800中。才莫塊1000包括積分定子石茲通A-B分量Vsab部分IOOI。部分IOOI包括第一加法功能塊1002,其配 置成可接收定子反電磁力(BEMF)A-B分量e、AB信號1004,其可包括 固有偏差。利用以下算法由信號902，908，909和732(圖8中所示)來計 算信號1004:
e'sAB 1004 = usAB 902 — (isA 908 — isB 909) * 732 (12) [94] 功能塊1002配置成可從信號1004中減去偏差值(如以下進(jìn)一步 所述)，以產(chǎn)生定子反電磁力(BEMF)A-B分量esAB信號1006。 [95] 部分1001還包括第一積分功能塊1008,其與功能塊1002成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1006。功能塊1008還配置成 可在預(yù)定的范圍內(nèi)利用純積分算法對信號1006求積分，并產(chǎn)生和傳 送典型的積分定子磁通A-B分量Vsab信號1010。如果信號1006包括 固有的漂移或偏差，積分功能塊1008可能隨著時間而逐漸累積漂移 或偏差，并促使模塊1000的飽和。因此，模塊1000包括如以下進(jìn)一 步所述的偏差校正特征，從而利于減輕誤差累積。 [96] 部分1001還包括第二加法功能塊1012，其與功能塊1008成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1010。功能塊1012還配置成 可通過定子磁通A-B校正反饋xi/sabC。""通道1021而接收定子磁通A-B 校正(或偏差)反饋xi/sABC。M言號1020(如以下進(jìn)一步所述)。功能塊1012 還配置成可從信號1010中減去反饋信號1020,并產(chǎn)生和傳送校正的 定子^磁通A-B分量信號1014。功能塊1012和1018(如以下進(jìn)一步所 述)和反饋通道1021都配置成可形成定子磁通A-B分量低通濾波器 1023，以產(chǎn)生并傳送定子磁通A-B校正反饋x)/sABC。""信號1020，其包 括在積分定子磁通A-B分量vKsab信號1010中。 部分1001還包括與功能塊1012成電子數(shù)據(jù)通信耦合的第一虛 擬開關(guān)1016。開關(guān)1016與功能塊1012成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并且通 常通過虛擬開關(guān)1016傳送信號1014。在示例性實(shí)施例中，用作模式 開關(guān)的虛擬開關(guān)1016，其通常是閉合的，并且配置成可在三相定子電 壓不平衡超過預(yù)定的參數(shù)期間斷開。具體地說，開關(guān)1016配置成可在以下期間斷開，其包括，但不局限于零電壓穿越(ride through)(ZVRT) 和低電壓穿越(LVRT)瞬變現(xiàn)象。或者，虛擬開關(guān)1016配置成可在如 此處所述利于模塊1000運(yùn)轉(zhuǎn)的任何狀態(tài)下斷開和閉合。 [98] 部分1001還包括第二積分功能塊1018,其與開關(guān)1016成電子 數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1014。功能塊1018類似于功能 塊1008,除了功能塊1018配置有至少一個積分時間常數(shù)(未顯示)。積 分時間常數(shù)利于判別包含在校正的定子磁通A-B分量信號1014中的 偏差。 部分1001還包括與功能塊1022成電子數(shù)據(jù)通信耦合的第二虛 擬開關(guān)1018。開關(guān)1022基本上類似于上述開關(guān)1016。通常，信號1020 通過虛擬開關(guān)1022進(jìn)行傳送。在示例性實(shí)施例中，用作模式開關(guān)的 虛擬開關(guān)1022,其通常是閉合的，并且配置成可在三相定子電壓不平 衡超過預(yù)定的參數(shù)期間斷開。具體地說，開關(guān)1022配置成可在以下 期間斷開，其包括，但不局限于零電壓穿越(ZVRT)和低電壓穿越 (LVRT)瞬變現(xiàn)象?；蛘?，虛擬開關(guān)1022配置成可在如此處所述利于 模塊IOOO運(yùn)轉(zhuǎn)的任何狀態(tài)下斷開和閉合。部分1001還包括第三積分功能塊1024，其與開關(guān)1022成電子 數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1020。功能塊1024基本上類似 于功能塊1018,包括功能塊1024,其配置有至少一個積分時間常數(shù)(未 顯示)。積分時間常數(shù)利于信號1020的求積分。功能塊1024配置成可 通過積分定子磁通A-B校正反饋VsabC。""通道1027而產(chǎn)生并傳送積分 定子磁通A-B校正反饋xi/sABC。"信號1026。如上所述，除了受約束的積分功能塊1018和1024之外，備選 定子磁通估計模塊1000包括反饋偏差特征，以進(jìn)一步限制模塊1000 中的漂移。此外，部分1001包括第三加法功能塊1028,其與功能塊 1018和1024成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1020和1026 并其求和，之后產(chǎn)生并傳送定子電壓A-B偏差UsAsGffset信號1030。因 此，功能塊1024和1028，以及通道1021和1027形成比例-積分(PI)調(diào)節(jié)器1029，其產(chǎn)生帶有磁通偏差信號1020的電壓輸出偏差信號 1030作為輸入。此外，第一加法功能塊1002與第三加法功能塊1028 成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1030,且從信號1004中 減去信號1030,以產(chǎn)生并傳送信號1006。模塊1000還包括積分定子-茲通B-C分量m/sbc部分1051。部分 1051包括第四加法功能塊1052，其配置成可接收定子反電磁力 (BEMF)B-C分量e'sBc信號1054，其可包括固有偏差。利用以下算法 由信號903,908,909和732(圖8中所示)來計算信號1054:
e'sBc 1054 = usBC 903 — (isB 909 — isC 910) * Rs 732 (13) [103]功能塊1052配置成可從信號1054中減去偏差值(如以下進(jìn)一步 所述)，以產(chǎn)生定子反電磁力(BEMF)B-C分量esBc信號1056。 [104]部分1051還包括第四積分功能塊1058，其與功能塊1052成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1056。功能塊1058還配置成 可在預(yù)定的范圍內(nèi)利用純積分算法對信號1056求積分，并產(chǎn)生和傳 送典型的積分定子磁通B-C分量^Bc信號1060。如果信號1058包括 固有的漂移或偏差，積分功能塊1008可能隨著時間而逐漸累積漂移 或偏差，并促使模塊1056的飽和。因此，模塊1000包括如以下進(jìn)一 步所述的偏差校正特征，從而利于減輕誤差累積。 [105]部分1051還包括第五加法功能塊1062，其與功能塊1058成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1060。功能塊1062還配置成 可通過定子磁通B-C校正反饋Wb^。"通道1070而接收定子磁通B-C 校正(或偏差)反饋VsbcC。"信號1071(如以下進(jìn)一步所述)。功能塊1062 還配置成可從信號1070中減去反饋信號1060,并產(chǎn)生和傳送校正的 定子磁通B-C分量信號1064。功能塊1062和1068(如以下進(jìn)一步所 述)和反饋通道1071都配置成可形成定子磁通B-C分量低通濾波器 1073,以產(chǎn)生并傳送定子磁通B-C校正反饋VsBcC。"信號1070，其包 括在積分定子磁通B-C分量vj/sbc信號1060中。部分1051還包括與功能塊1066成電子數(shù)據(jù)通信耦合的第三虛擬開關(guān)1062。開關(guān)1066與功能塊1062成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并且通 常通過虛擬開關(guān)1064傳送信號1066。在示例性實(shí)施例中，用作模式 開關(guān)的虛擬開關(guān)1066，其通常是閉合的，并且配置成可在三相定子電 壓不平tf超過預(yù)定的參凄t期間斷開。具體地說，開關(guān)1066配置成可 在以下期間斷開，其包括，但不局限于ZVRT和LVRT瞬變現(xiàn)象?；?者，虛擬開關(guān)1066配置成可在如此處所述利于模塊IOOO運(yùn)轉(zhuǎn)的任何 狀態(tài)下斷開和閉合。部分1051還包括第五積分功能塊1068，其與開關(guān)1066成電子 數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1064。功能塊1068類似于功能 塊1058,除了功能塊1068配置有至少一個積分時間常數(shù)(未顯示)。積 分時間常數(shù)利于判別包含在校正的定子磁通B-C分量信號1064中的 偏差。部分1051還包括與功能塊1068成電子數(shù)據(jù)通信耦合的第四虛 擬開關(guān)1072。開關(guān)1072基本上類似于上述開關(guān)1066。通常，信號1070 通過虛擬開關(guān)1072進(jìn)行傳送。在示例性實(shí)施例中，用作模式開關(guān)的 虛擬開關(guān)1072,其通常是閉合的，并且配置成可在三相定子電壓不平 衡超過預(yù)定的參數(shù)期間斷開。具體地說，開關(guān)1072配置成可在以下 期間斷開，其包括，但不局限于ZVRT和LVRT瞬變現(xiàn)象?；蛘?，虛 擬開關(guān)1072配置成可在如此處所述利于才莫塊IOOO運(yùn)轉(zhuǎn)的任何狀態(tài)下 斷開和閉合。部分1051還包括第六積分功能塊1074,其與開關(guān)1072成電子 數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1070。功能塊1074基本上類似 于功能塊1068，包括功能塊1074，其配置有至少一個積分時間常數(shù)(未 顯示)。積分時間常數(shù)利于信號1070的求積分。功能塊1074配置成可 通過積分定子磁通B-C校正反饋v)/sbcC。""通道1077而產(chǎn)生并傳送積分 定子磁通B-C校正反饋xi/sbc^。""信號1076。如上所述，除了受約束的積分功能塊1068和1074之外，備選 定子磁通估計模塊1000包括反饋偏差特征，以進(jìn)一步限制模塊1000中的漂移。此外，部分1051包括第六加法功能塊1078，其與功能塊 1068和1074成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1070和1076 并其求和，之后產(chǎn)生并傳送定子電壓B-C偏差UsBcWfset信號1080。因 此，功能塊1074和1078，以及通道1071和1077形成了比例-積分(PI) 調(diào)節(jié)器1079，其產(chǎn)生帶有磁通偏差信號1070的電壓輸出偏差信號 1080作為輸入。此外，第一加法功能塊1052與第六加法功能塊1078 成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1080,且從信號1054中 減去信號1080，以產(chǎn)生并傳送信號1056。模塊1000還包括坐標(biāo)變換功能塊1082,其與功能塊1008和 1058成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收分別自功能塊1008和 1058傳送的信號1010和1060。此外，功能塊1082配置成可使用至
少一個算法(未顯示)，以產(chǎn)生備選定子磁通a-分量.i(/sa信號1084。類 似地，功能塊1082配置成可使用至少一個算法(未顯示)，以產(chǎn)生備選 定子磁通(3-分量vi/sp信號1086。信號1084和1086參照由定子oc-軸線 602和定子P-軸線604(圖5中所示)所限定的固定坐標(biāo)系。軸線602和 604代表與定子120(圖2和3中所示)相關(guān)聯(lián)的固定的參照系。如上所 述，a-軸線602垂直于p-軸線604。在運(yùn)行中，第 一加法功能塊1002接收定子反電磁力(BEMF)A-B 分量e'sAB信號1004，其可包括固有偏差。功能塊1002從信號1004 中減去定子電壓A-B偏差u湖Qffset信號1030，以產(chǎn)生定子反電磁力 (BEMF)A-B分量esAB信號1006。第一積分功能塊1008接收信號1006, 并在預(yù)定的范圍內(nèi)利用純積分算法對信號1006求積分，并且產(chǎn)生和 傳送典型的積分定子磁通A-B分量Vsab信號1010。如果信號1006包 括這種固有的漂移或偏差，積分功能塊1008可能隨著時間而逐漸累 積漂移或偏差，并促使模塊1000飽和。如以下進(jìn)一步所述，偏差校 正特征利于減輕這種誤差累積。另外，在運(yùn)行中，定子磁通A-B分量低通濾波器1023(包括功 能塊1012和1018以及反饋通道1021)接收信號1010,并且產(chǎn)生和傳送包括在信號1010中的定子磁通A-B校正反饋VsABC。"信號1020。第 二加法功能塊1012接收信號1010以及信號1020，并從信號1010中 減去信號1020，以產(chǎn)生并傳送校正的定子磁通A-B分量信號1014。 通常，通過第一虛擬開關(guān)1016傳送信號1014,其在示例性實(shí)施例中 用作模式開關(guān)，并且通常是閉合的。在三相定子電壓不平衡超過預(yù)定 的參數(shù)期間，開關(guān)1016是斷開的。具體地說，在ZVRT和LVRT瞬 變現(xiàn)象期間，開關(guān)1016是斷開的。當(dāng)開關(guān)1016斷開時，功能塊1018 連續(xù)傳送基本靜態(tài)的信號1020。此外，在運(yùn)行中，第二積分功能塊1018接收信號1014,并利 用至少一個積分時間常數(shù)而對信號1014求積分。積分時間常數(shù)利于 判別包含在校正的定子磁通A-B分量信號1014中的偏差。 [115]此外，在運(yùn)行中，第二虛擬開關(guān)1022通常是閉合的，并通過 虛擬開關(guān)1022傳送信號1020。在示例性實(shí)施例中，用作模式開關(guān)的 虛擬開關(guān)1022，其在三相定子電壓不平衡超過預(yù)定的參數(shù)期間是斷開 的。具體地-說，在ZVRT和LVRT瞬變現(xiàn)象期間，開關(guān)1022是斷開 的。當(dāng)開關(guān)1022閉合時，第三積分功能塊1024接收信號1020。功能 塊1024利用至少一個積分時間常it而對信號1020求積分，該積分時 間常數(shù)利于對信號1020求積分。因此，這種積分時間常數(shù)利于偏差 校正特征，并利于減輕誤差累積。功能塊1024產(chǎn)生并傳送積分定子 磁通A-B校正反饋v)/sabC。"信號1026。當(dāng)開關(guān)1022斷開時，功能塊 1024連續(xù)傳送基本靜態(tài)的信號1026。另外，在運(yùn)行中，比例積分調(diào)節(jié)器1029(包括第三加法功能塊 1028、功能塊1024、以及通道1021和1027)接收信號1020,之后產(chǎn) 生定子電壓A-B偏差UsAB她et信號1030并將其傳送到功能塊1002中。 [117]此外，在運(yùn)行中，第四加法功能塊1052接收定子反電^茲力 (BEMF)B-C分量e'sBc信號1054，其可包括固有的偏差。功能塊1052 從信號1054中減去定子電壓B-C偏差11^0腕信號1080,以產(chǎn)生定 子反電磁力(BEMF)B-C分量esBc信號1056。第四積分功能塊1058接收信號1056,并在預(yù)定的范圍內(nèi)利用純積分算法對信號1056求積分， 并且產(chǎn)生和傳送典型的積分定子磁通B-C分量x(/sbc信號1060。如果 信號1058包括這種固有的漂移或偏差，積分功能塊1008可能隨著時 間而逐漸累積漂移或偏差，并卩足使模塊1056飽和。如以下進(jìn)一步所 述，偏差校正特征利于減輕這種誤差累積。此外，在運(yùn)行中，定子it通B-C分量低通濾波器1073(包括功 能塊1062和1068以及反饋通道1071)接收信號1060，并且產(chǎn)生和傳 送包括在信號1060中的定子磁通B-C校正反饋xj/sBcC。""信號1070。第 五加法功能塊1062接收信號1060以及信號1070,并從信號1060中 減去信號1070，以產(chǎn)生并傳送^f交正的定子;茲通B-C分量信號1064。 通常，通過第三虛擬開關(guān)1066傳送信號1064,其在示例性實(shí)施例中 用作模式開關(guān)，并且通常是閉合的。在三相定子電壓不平衡超過預(yù)定 的參數(shù)期間，開關(guān)1066是斷開的。具體地說，在ZVRT和LVRT瞬 變現(xiàn)象期間，開關(guān)1066是斷開的。當(dāng)開關(guān)1066斷開時，功能塊1068 連續(xù)傳送基本靜態(tài)的信號1070。此外，在運(yùn)行中，第五積分功能塊1068接收信號1064，并利 用至少一個積分時間常數(shù)而對信號1064求積分。積分時間常lt利于 判別包含在校正的定子^t通B-C分量信號1064中的偏差。 [120]此外，在運(yùn)行中，第四虛擬開關(guān)1072通常是閉合的，并通過 虛擬開關(guān)1072傳送信號1070。在示例性實(shí)施例中，用作模式開關(guān)的 虛擬開關(guān)1072,其在三相定子電壓不平衡超過預(yù)定的參數(shù)期間是斷開 的。具體地說，在ZVRT和LVRT瞬變現(xiàn)象期間，開關(guān)1072是斷開 的。當(dāng)開關(guān)1072閉合時，第六積分功能塊1074接收信號1070。功能 塊1074利用至少一個積分時間常^t而對信號1070求積分，該積分時 間常數(shù)利于對信號1070求積分。因此，這種積分時間常數(shù)利于偏差 校正特征，并利于減輕誤差累積。功能塊1074產(chǎn)生并傳送積分定子 磁通B-C校正反饋VsbcG。"信號1076。當(dāng)開關(guān)1072斷開時，功能塊 1074連續(xù)傳送基本靜態(tài)的信號1076。[121]另外，在運(yùn)行中，PI調(diào)節(jié)器1079(包括第六加法功能塊1078、 功能塊1074、以及通道1071和1077)接收信號1070，之后產(chǎn)生定子 電壓B-C偏差UsBc^set信號1080并將其傳送到功能塊1052中。 [122]此外，在運(yùn)行中，坐標(biāo)變換功能塊1082分別從功能塊1008和 1058中接收信號1010和1060。此外，功能塊1082產(chǎn)生備選定子石茲 通a-分量x^信號1084和備選定子磁通卩-分量\^信號1086。信號1084 和1086參照由定子a-軸線602和定子(3-軸線604所限定的固定坐標(biāo) 系。在正常運(yùn)轉(zhuǎn)期間，如上所述，開關(guān)1016,1022,1066和1072通 常是閉合的。這種開關(guān)利于產(chǎn)生動態(tài)偏差校正信號 1020，1026，1030，1070, 1076和1080。在ZVRT和LVRT瞬變現(xiàn)象期間， 開關(guān)1016，1022，1066和1072通常是斷開的，并且不產(chǎn)生動態(tài)的偏差 校正信號1020,1026, 1030,1070,1076和1080。相反，產(chǎn)生靜態(tài)的偏差 校正信號1020,1026, 1030,1070,1076和1080。因此，在這種瞬變現(xiàn)象 期間，在基本恒定的偏差和校正下，分別從功能塊1008和1058中產(chǎn) 生并傳送信號1010和1060。這些作用基本上減輕了用于信號1010和 1060的動態(tài)值，從而利于接下來對轉(zhuǎn)子速度的穩(wěn)定化和位置測定及其 相關(guān)風(fēng)力渦輪的控制特征。備選定子磁通估計模塊1000的技術(shù)操作 效果是產(chǎn)生和傳送積分定子通量信號1084和1086,模塊1000可供轉(zhuǎn) 子位置估計系統(tǒng)300、典型的邏輯700和備選邏輯800使用。信號1084 和1086可在邏輯700或邏輯800和/或系統(tǒng)300中的其它地方進(jìn)行處 理，以便最終產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度指示。圖10是可供轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)300使用的電壓和電流偏差才交 正方案1100的示意圖。在示例性實(shí)施例中，方案1100嵌入在邏輯700 中?；蛘?，方案1100嵌入在邏輯800中。方案IIOO配置成可產(chǎn)生并 傳送定子電壓反饋(fbk)a-分量Usa她信號905、定子電壓反饋(fbk)(3-分 量u/^信號卯6、定子電流反饋(fbk)a-分量isa她信號912和定子電流 反4責(zé)(fbk)(3-分量isp艦信號913,其中所有四個信號都參照由定子a-軸線602和定子p-軸線604(圖5中所示)所限定的固定坐標(biāo)系。如上所 述，信號905,906,912和913分別由定子電流傳感器901和電壓傳感 器卯7以及坐標(biāo)變換功能塊904和911產(chǎn)生。具體地說，方案1100配置成可接收定子電壓反々赍ct-分量Us,k 信號905。方案1100包括與功能塊904成電子數(shù)據(jù)通信耦合的第一虛 擬接觸器1102。方案1100還包括第一低通濾波器(LPF)1104,其與第 一虛擬接觸器1102成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并且通常通過虛擬接觸器 1102傳送信號905。在示例性實(shí)施例中，用作模式開關(guān)的虛擬接觸器 1102，其通常是閉合的，并且配置成可在三相定子電壓不平衡超過預(yù) 定的參數(shù)期間斷開。具體地說，接觸器1102配置成可在以下期間斷
變現(xiàn)象?；蛘?，接觸器1102配置成可在如此處所述利于方案IIOO運(yùn) 轉(zhuǎn)的任何狀態(tài)下斷開和閉合。 LPF 1104配置成可利于傳送信號905的預(yù)定的低頻部分，使信 號905的預(yù)定的高頻部分衰減，并產(chǎn)生定子電壓傳感器偏差a-分量
1150^^信號1106。信號1106代表已知的電壓傳感器偏差值，其用于
修正傳感器輸出，從而利于增加轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)300的精度和準(zhǔn)確 度。方案IIOO還包括第一加法功能塊1108，其配置成可接收信號905 和信號1106，從信號905中減去信號1106，并產(chǎn)生和傳送定子電壓a-分量Usa信號lllO。虛擬接觸器1102配置成使得，在三相定子電壓不 平tf的狀態(tài)下，虛擬接觸器1102斷開，并將信號1106保持在某一值 上，該值基本上與信號1106在虛擬接觸器1102斷開時的值相類似。 [127]方案1100包括類似的配置，用于接收來自功能塊904的定子 電壓反饋P-分量u/^信號906。具體地說，方案1100還包括第二虛 擬接觸器1U2，其基本上類似于笫一虛擬接觸器1102。方案1100還 包括第二LPF1114，其基本上類似于LPF1104，并配置成可產(chǎn)生定子 電壓傳感器偏差P-分量u/^M言號1116。方案IIOO還包括第二加法 功能塊1118,其配置成可接收信號906和信號1116,從信號906中減去信號1116,并產(chǎn)生和傳送定子電壓P-分量Usp信號1120。按照類 似于接觸器1102的方式，在示例性實(shí)施例中，用作模式開關(guān)的虛擬 接觸器1102，其通常是閉合的，并且配置成可在三相定子電壓不平衡 超過預(yù)定的參數(shù)期間斷開。具體地說，接觸器1112配置成可在以下 期間斷開，其包括，但不局限于零電壓穿越(ZVRT)和低電壓穿越 (LVRT)瞬變現(xiàn)象?；蛘?，接觸器1112配置成可在如此處所述利于方 案IIOO運(yùn)轉(zhuǎn)的任何狀態(tài)下斷開和閉合。因此，虛擬接觸器1112配置 成使得，在三相定子電壓不平衡的狀態(tài)下，虛擬接觸器1112斷開， 并將信號1116保持在某一值上，該值基本上相似于信號1116在虛擬 接觸器1112斷開時的值。另外，具體地說，方案1100配置成可接收定子電流反饋ct-分 量isc^信號912。方案1100包括與功能塊911成電子數(shù)據(jù)通信耦合的 第三虛擬接觸器1122。方案1100還包括第三LPF1124，其與第三虛 擬接觸器1122成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并且通常通過虛擬接觸器1122 傳送信號912。在示例性實(shí)施例中，用作模式開關(guān)的虛擬接觸器1122， 其通常是閉合的，并且配置成可在三相定子電壓不平纟軒超過預(yù)定的參 數(shù)期間斷開。具體地說，接觸器1122配置成可在以下期間斷開，其
或者，接觸器1122配置成可在如此處所述利于方案IIOO運(yùn)轉(zhuǎn)的任何 狀態(tài)下斷開和閉合。 LPF 1124配置成可利于傳送信號912的預(yù)定的低頻部分，使信 號912的預(yù)定的高頻部分衰減，并產(chǎn)生定子電流傳感器偏差a-分量 ijffset信號1126。信號1126代表已知的電流傳感器偏差值，其用于修 正傳感器輸出，從而利于增加轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)300的精度和準(zhǔn)確度。 方案IIOO還包括第三加法功能塊1128,其配置成可接收信號912和 信號1126，從信號912中減去信號1126，并產(chǎn)生和傳送定子電流a-分量i^信號1130。虛擬接觸器1122配置成使得，在三相定子電壓不 平tf的狀態(tài)下，虛擬接觸器1122斷開，并將信號1126保持在某一值上，該值基本上與信號1126在虛擬接觸器1122斷開時的值相類似。 [130]方案1100包括類似的配置，用于接收來自功能塊911的定子 電流反饋(3-分量isp她信號913。具體地說，方案1100還包括第四虛擬 接觸器1132,其基本上類似于第三虛擬接觸器1122。方案1100還包 括第四LPF1134,其基本上類似于LPFU24，并配置成可產(chǎn)生定子電 流傳感器偏差(3-分量i/飽信號1136。方案1100還包括第四加法功 能塊1138，其配置成可接收信號913和信號1136,從信號913中減 去信號1136,并產(chǎn)生和傳送定子電流(3-分量isp信號1140。按照類似 于接觸器1122的方式，在示例性實(shí)施例中，用作模式開關(guān)的虛擬接 觸器1132，其通常是閉合的，并且配置成可在三相定子電壓不平衡超 過預(yù)定的參數(shù)期間斷開。具體地說，接觸器1132配置成可在以下期 間斷開，其包括，但不局限于零電壓穿越(ZVRT)和低電壓穿越(LVRT) 瞬變現(xiàn)象?；蛘?，接觸器1132配置成可在如此處所述利于方案1100 運(yùn)轉(zhuǎn)的任何狀態(tài)下斷開和閉合。因此，虛擬接觸器1132配置成使得， 在三相定子電壓不平衡的狀態(tài)下，虛擬接觸器1132斷開，并將信號 1136保持在某一值上，該值基本上類似于信號1136在虛擬接觸器 1132斷開時的值。在運(yùn)行中，在沒有電壓不平衡的情況下，定子電壓信號905和 906和定子電流信號912和913分別通過接觸器1102,1112,1122和 1132傳送至LPF 1104,1114，1124和1134中，在這些LPF中產(chǎn)生了電 壓傳感器偏差信號1106和1116以及電流傳感器偏差信號1126和 1136。信號1106和1116分別從信號905和906中減去，^分別產(chǎn)生 定子電壓信號1110和1120。類似地，分別/人信號912和913中減去 信號1126和1136，以分別產(chǎn)生定子電流信號1130和1140。在存在 電壓不平衡的情況下，虛擬接觸器1102,1112，1122和1132斷開，并 分別將偏差信號1106,1116,1126和1136以其在虛擬接觸器 1102,1112,1122和1132分別斷開之前的最新近的值進(jìn)行傳送。此外， 如以下進(jìn)一步所述，不管接觸器1102,1112,1122和1132的狀態(tài)如何，信號905,906,912和913通過方案1100進(jìn)行傳送，并分別與信號 1106,1116,1126和1136進(jìn)行求和，并且分別傳送信號1110,1120,1130 和1140,以供系統(tǒng)300中使用?？晒┺D(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)300、典型邏 輯700和備選邏輯800使用的電壓和電流偏差校正方案1100的4支術(shù) 操作效果是產(chǎn)生并傳送定子電壓分量信號lllO和1120以及定子電流 分量信號1130和1140。如以下進(jìn)一步所述，可在邏輯700或邏輯800 和/或系統(tǒng)300的其它地方處理信號1110，1120，1130和1140，以便最 終產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度指示。圖11是另一備選的定子磁通估計模塊1200的示意圖，其可供 轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)300使用，以估計定子;茲通，從而確定轉(zhuǎn)子位置s 620(圖5中所示)。在示例性實(shí)施例中，模塊1200嵌入在邏輯700中。 或者，模塊1200嵌入在邏輯800中。模塊1200還包括乘法功能塊1202, 其與偏差校正方案1100成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收由方 案IIOO傳送的信號1130和1140。功能塊1202還配置成可接收定子 電阻RJ言號732，其儲存在定子電阻Rs寄存器733中。功能塊1202 還配置成可將信號1130和1140乘以信號732及負(fù)一(-l),以分別產(chǎn) 生并傳送-isa * Rs的乘積信號1204以及-"* Rs的乘積信號1206。 [133]模塊1200還包括第一加法功能塊1208,其與功能塊1202及方 案1100成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊1208配置成可接收信號1110 和1204，并其求和，且產(chǎn)生并傳送定子反電磁力(BEMF)oi-分量esJf 號1210。模塊1200還包括第二加法功能塊1212，其配置成可接收信 號1120和1206并其求和，并且產(chǎn)生且傳送定子反電磁力(BEMF)卩-分量e^信號1214。模塊1200還包括與功能塊1208和1212成電子數(shù)據(jù)通信耦合 的虛擬接觸器組件1216。其中組件1216包括第一虛擬接觸器1218、 第二虛擬接觸器1220、第三虛擬接觸器1222和第四虛擬接觸器1224。 通常，虛擬接觸器1218和1220是閉合的，并且虛擬接觸器1222和 1224是斷開的。在三相定子電壓不平衡(如上所述)的情況下，虛擬接觸器1218和1220是斷開的，并且虛擬接觸器1222和1224是閉合的。 [135]模塊1200還包括第一石茲通量估計方案或LPF功能塊1226。功 能塊1226包括LPF 1228與虛擬接觸器組件1216，尤其虛擬接觸器 1218及1220成電子數(shù)據(jù)通信耦合。LPF 1228配置成可接收信號1210 和1214。在示例性實(shí)施例中，如本領(lǐng)域中所知，LPF 1228還配置成 可利于在某些絕對值和相位誤差下接近對信號1210和1214進(jìn)行純積 分?；蛘撸琇PF 1228配置成可執(zhí)行內(nèi)部絕對值和相位誤差校正，以減 輕純積分漂移和初始化誤差。LPF 1228還配置成可產(chǎn)生并傳送定子》茲 通近似值a-分量^信號1230。類似地，LPF 1228還配置成可利于產(chǎn) 生并傳送定子磁通近似值卩-分量e^信號1232。功能塊1226還包括絕對值/相位誤差補(bǔ)償功能塊1234,其與 LPF 1228成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1230和1232。 功能塊1234配置成可產(chǎn)生并傳送基本精確的定子磁通的估計結(jié)果。 具體地說，功能塊1234配置成可產(chǎn)生并傳送LPF定子磁通估計a-分 量VS LPF信號1236和LPF定子磁通估計p-分量V/PF信號1238。信 號1236和1238代表參照固定參照系的定子》茲通估計分量。 [137]功能塊1226還包括第二》茲通量估計方案，其是一種積分功能 塊1240,其與虛擬接觸器組件1216成電子數(shù)據(jù)通信耦合。具體地說， 功能塊1240與虛擬接觸器1222和1224成電子數(shù)據(jù)通信耦合，其中 功能塊1240配置成可分別接收信號1210和1214。功能塊1240還配 置成可在預(yù)定的范圍內(nèi)對信號1210求積分，并產(chǎn)生和傳送積分定子 磁通a-分量xi/sc^信號1242。類似地，功能塊1240配置成可在預(yù)定的 范圍內(nèi)對信號1214求積分，并產(chǎn)生和傳送積分定子^F茲通p-分量\|/spInt 信號1244。如果初始值不精確，那么積分功能塊1240包括固有的漂 移或偏差。因此，當(dāng)虛擬接觸器1218和1220斷開以及虛擬接觸器1222 和1224閉合時，信號1236和信號1238的值被用作積分功能塊1240 的初始值，以利于獲得精確的定子磁通估計結(jié)果。 [138]在運(yùn)行中，功能塊1208接收定子電壓信號1110。另外，定子電流信號1130與定子電阻RJ言號732以及負(fù)一相乘，以產(chǎn)生信號 1204。信號1110和1204之間的差值由功能塊1208產(chǎn)生，作為信號 1210,其中信號1210基本上等于通常在發(fā)電期間形成的BEMF的分 量。類似地，功能塊1212接收定子電壓信號1120。另外，定子電流 信號1140與定子電阻Rs信號732以及負(fù)一相乘，以產(chǎn)生信號1206。 信號1120和1206之間的差值由功能塊1212產(chǎn)生，作為信號1214, 其中信號1214基本上等于BEMF的分量。另外，在運(yùn)行中，系統(tǒng)300的磁通模塊1200包括兩種產(chǎn)生定 子通量信號的方法。具體地說，模塊1200包括LPF 1228和積分功能 塊1240,其帶有虛擬接觸器組件1216以利于確定哪個在使用中。在 不存在電壓不平衡的周期期間，虛擬接觸器1218和1220是閉合的， 從而將信號1210和1214傳送到LPF功能塊1226中的LPF 1228中。 通常，這是缺省配置。LPF 1228產(chǎn)生定子磁通近似值a-分量esa信號 1230和定子磁通近似值J3-分量esp信號1232，并將其傳送到功能塊 1234中，其在系統(tǒng)300中產(chǎn)生并傳送定子通量矢量信號1236和1238。 在定子電壓不平衡的周期期間，虛擬接觸器1218和1220是斷開的， 并且虛擬接觸器1222和1224是閉合的。信號1210和1214被傳送給 積分功能塊1240。功能塊1240對信號1210和1214求積分，以在系 統(tǒng)300中產(chǎn)生并傳送定子通量信號1242和1244。備選定子;茲通估計 模塊1200的技術(shù)操作效果是產(chǎn)生和傳送定子通量矢量信號1236和 1238或積分定子通量信號1242和1244,模塊1200可供轉(zhuǎn)子位置估 計系統(tǒng)300、示例邏輯700和備選邏輯800使用。信號1236,1238,1242 和1244可在邏輯700或邏輯800和/或系統(tǒng)300中的其它地方進(jìn)4亍處 理，以便最終產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度指示。此外，在運(yùn)行中，當(dāng)電網(wǎng)電壓降^氐至零，可能發(fā)生故障，其阻 止風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100(圖1中所示)將電功率傳送給電網(wǎng)。此外，功率 變換器組件210和發(fā)電機(jī)118(圖2中所示)通常容易受到電網(wǎng)電壓波動 的影響。發(fā)電機(jī)118可存儲電磁能量，當(dāng)發(fā)電機(jī)端電壓迅速衰減時，可將電磁能量轉(zhuǎn)變成高的電流。那些電流可能減低組件210構(gòu)件的預(yù)
期壽命，這些構(gòu)件可包括，但不局限于半導(dǎo)體器件例如變換器220和 222中的IGBT(圖2中所示)。轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)300配置成甚至可在低電壓穿越(LVRT)或 零電壓穿越(ZVRT)期間，在沒有編碼器的條件下提供轉(zhuǎn)子位置指示。 因此，系統(tǒng)300利于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100的零電壓穿越(ZVRT)能力， 使得在零電壓瞬變現(xiàn)象期間，減輕了風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)生跳閘的可能 性以及對半導(dǎo)體器件造成的相關(guān)后果。ZVRT與本領(lǐng)域中已知的低電 壓穿越(LVRT)特征形成對比，低電壓穿越(LVRT)特征利于在電壓幅 度迅速衰減，但沒有降至零伏的瞬變現(xiàn)象期間，減輕風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī) 100的跳閘。因此，低電壓事件可被認(rèn)為不比零電壓事件更為嚴(yán)重， 并且ZVRT特征還將利于LVRT。系統(tǒng)300利于在沒有編碼器的條件下，迅速監(jiān)測并控制發(fā)電機(jī) 118，其通過至少部分地將發(fā)電機(jī)118的控制與電網(wǎng)狀態(tài)隔離開而響 應(yīng)電網(wǎng)電壓瞬變現(xiàn)象。此外，監(jiān)測在線定子電壓、電流、》茲通、在線 轉(zhuǎn)子電流和基本瞬時的轉(zhuǎn)子速度，并在風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100的控制方 案中共享這些信息，其將利于響應(yīng)電網(wǎng)電壓瞬變現(xiàn)象，從而利于增加 對跳閘狀態(tài)的安全凈谷度。圖12是多個與發(fā)電機(jī)518相關(guān)聯(lián)的備選電氣參數(shù)1250的圖示， 發(fā)電才幾518包括轉(zhuǎn)子522和定子520(圖4中所示)和風(fēng)力渦輪IOO(圖1 中所示)。在這備選實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)518是同步電機(jī)，具體地說為 PMG,在此表述為PMG518。或者，發(fā)電機(jī)518是EESG，其中使用 了與圖12中所示的配置相類似的EESG配置的圖示。參數(shù)1250不與 SRG相關(guān)聯(lián)。參數(shù)1250包括定子a-軸線1252和定子P-軸線1254。 軸線1252和1254代表與定子520相關(guān)聯(lián)的穩(wěn)定的參照系。通常在定 子參照系中確定或轉(zhuǎn)換與定子520和轉(zhuǎn)子522相關(guān)聯(lián)的大多數(shù)變量。 a-軸1252基本上相當(dāng)于與笛卡兒坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的橫坐標(biāo)。(3-軸線1254 垂直于a-軸線1252,因此，p-軸線1254基本上相當(dāng)于與笛卡兒坐標(biāo)系相關(guān)聯(lián)的縱坐標(biāo)。 參數(shù)1250還包括轉(zhuǎn)子d-正交軸線(quadrature axis)1256和轉(zhuǎn)子 q-正交軸線1258。 d-正交軸線1256垂直于q-正交軸線1258,并且軸 線1256和125S代表與轉(zhuǎn)子522相關(guān)聯(lián)的旋轉(zhuǎn)參照系?？偟卣f來，轉(zhuǎn) 子d-軸線和轉(zhuǎn)子q-軸線被限定為轉(zhuǎn)子522的磁場的正交軸線(未顯示)， 其基本上垂直于聯(lián)接在轉(zhuǎn)子522上的磁鐵(或勵磁繞組)(都未顯示)的 表面，并且與轉(zhuǎn)子522同步旋轉(zhuǎn)。定子d-軸線電感Ld和定子q-軸線
電感Lq分別參照這種正交軸線。軸線1256和1258具有旋轉(zhuǎn)速度叫1260(如圍繞軸線1256的箭 頭所示)，其基本上等于轉(zhuǎn)子522的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度。參數(shù)1250還包括 定子電流矢量is1262。定子電流矢量U262在固定的參照系中具有定 子電流絕對值ig 1264。矢量U262與d-軸線1256形成了位差角 A6il266。位差角A9il266代表在定子電流矢量is1262和d-軸線1256 之間的角度。此外，通過確定d-軸線1256和定子a-軸線1252之間的 角度差，從而可確定固定參照系中的轉(zhuǎn)子位置er1268。 [146]參數(shù)1250還包括勵磁;茲通鏈?zhǔn)噶縗|/fl270，其代表由聯(lián)4妄在轉(zhuǎn) 子522上的永久磁鐵或勵石茲繞組所產(chǎn)生的勵磁磁通鏈。矢量Vfl270與 d-軸線1256的至少一部分相重合，并從原點(diǎn)延伸出來。矢量1270包 括相關(guān)聯(lián)的勵磁磁通鏈絕對值IVfl1271。此外，參數(shù)1250還包括如以 下進(jìn)一步所述而確定的估計的轉(zhuǎn)子通量矢量vi/'r1272。矢量1272包括 相關(guān)聯(lián)的估計的轉(zhuǎn)子磁通絕對值h/'"1273。矢量\)/;1272還與d-軸線 1256的至少一部分相重合，并從原點(diǎn)延伸出來。另外，參數(shù)1250包 括如以下進(jìn)一步所述而確定的定子通量矢量vi/J274。此外，參凄tl250 包括如以下進(jìn)一步所述而確定的Lq * is的乘積矢量1276。 [147]圖13是可供備選轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400使用的，用以確定轉(zhuǎn) 子位置6rl268(圖12中所示)的備選邏輯1300的示意圖。如上所述， 系統(tǒng)400可嵌入在可供風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100(圖1中所示)使用的備選的 電氣和控制系統(tǒng)500中。在這備選實(shí)施例中，系統(tǒng)500包括PMG518 ，其包括轉(zhuǎn)子522(圖4中所示)和定子520(圖4中所示)，轉(zhuǎn)子配置有多個永久磁鐵(未顯示)。這種磁鐵可包括，但不局限于表面安裝的磁鐵(未顯示)?；蛘?，系統(tǒng)500包括如此處所述利于邏輯1300運(yùn)轉(zhuǎn)的任何發(fā)電機(jī)，其包括，但不局限于電勵磁同步發(fā)電機(jī)(EESG)。[148]邏輯1300配置成可從多個電壓和電流傳感器1302中4妾收多個定子電流和定子電壓信號406作為信號輸入，其中在這個備選實(shí)施例中，多個電壓和電流傳感器1302是與母線508(圖4中所示)成電子數(shù)據(jù)通信耦合的電壓和電流傳感器554的至少一部分?；蛘?，信號406源自如此處所述利于邏輯1300運(yùn)轉(zhuǎn)的任何來源。[149]邏輯1300還包括定子磁通估計模塊1304,其與傳感器1302成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號406。具體地說，模塊1304配置成可接收至少一個定子電壓矢量Us信號1306和至少一個定子電流矢量is信號1308。通過標(biāo)準(zhǔn)的三相電確定方法，基于分別自相應(yīng)的測量各個相位的傳感器(都未顯示)中接收的相關(guān)的電壓和電流信號而計算信號1306和1308。另外，具體地說，模塊1304配置成可接收定子電阻Rs信號1310,其儲存在中定子電阻Rs寄存器1312中，其中寄存器1312與模塊1304成電子數(shù)據(jù)通信耦合。在示例性實(shí)施例中，在系統(tǒng)400中利用電氣參^t的在線測量和測定可在線地確定信號1310,電氣參數(shù)包括，但不局限于定子電阻和定子電感。或者，信號1310可基于對定子520的電氣特性的離線確定。如以下進(jìn)一步所述，模塊1304還配置成可產(chǎn)生定子通量矢量x^a信號1314和定子通量矢量\}/sp信號1316。邏輯1300還包括轉(zhuǎn)子/定子f茲通功能塊1318，其與傳感器1302和模塊1304的至少一部分成電子數(shù)據(jù)通信耦合。具體地說，功能塊1318配置成可接收電流信號1308。功能塊1318還配置成可^l妄收定子通量矢量vi^信號1314和定子通量矢量x^p信號1316。此外，功能塊1318配置成可從定子d-軸線電感Ld寄存器1322中接收定子d-軸線電感U信號1320,其中信號1320是基于包括，但不局限于發(fā)電機(jī)518的物理和電氣特性而確定的。此外，功能塊1318配置成可A^定子q-軸線電感Lq寄存器1326中接收定子q-軸線電感Lq信號1324,其中信號1324也是基于包括，但不局限于發(fā)電機(jī)518的物理和電氣特性而確定的。因此，定子d-軸線電感Ld信號1320和定子q-軸線電感Lq信號1324分別參照正交軸線1256和1258(圖12中所示)。[151]在這備選實(shí)施例中，功能塊1318配置成可影響已知的自感、互感和磁通匝連數(shù)原理，其包括，但不局限于磁通量與相關(guān)聯(lián)的電感和電流的正比例關(guān)系。因此，功能塊1318配置成可產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁通a-分量估計v)/'m信號1328，其中信號1328代表固定參照系中的轉(zhuǎn)子磁通的第一分量估計值。功能塊1318還配置成可產(chǎn)生轉(zhuǎn)子石茲通P-分量估計v'i"P信號1330，其中信號1330代表固定參照系中的轉(zhuǎn)子磁通的第二分量估計值。在功能塊1318中使用以下算法來確定信號1328和1330:
\|/'r 1272， 1274-Lq* is 1276 (14)△L = (Lq-Ld)/2 (15)\|/'ra 1328 = [2AL * |is| 1264 * cos(線1266) + H 1271)] * cos(0r1268) = |ij/'r| 1273 * cos(0r 1268) (16)
v|/'rp 1330 = [2AL * |is| 1264 * cos(A6i 1266) + |\(/f| 1271)] * sin(er1268)] = |v|/'r| 1273 * sin(6r 1268) (17)
其中等式(16)代表圖12中所示的矢量關(guān)系。[152]邏輯1300還包括與功能塊1318成電子數(shù)據(jù)通信耦合的乘法功能塊1332。功能塊1332配置成可接收信號1328和1330,并利用以下算法而產(chǎn)生和傳送cos(0rl268)信號1334和sin(0rl268)信號1336:
cos(er 1268) 1334 = v|/'ra 1328/|\j/'r| 1273 (18)sin(0r 1268) 1336 = 1330/ |v'r| 1273 (19)[153]邏輯1300還包括鎖相環(huán)(PLL)1338,其與功能塊1332成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1334和1336，并且確定和傳送轉(zhuǎn)子位置A信號1340。在運(yùn)行中，定子磁通估計i^莫塊1304分別接收定子電壓、電流和電阻信號1306,1308和1310,定子^茲通估計^^莫塊1304產(chǎn)生定子通量矢量\(^信號1314和定子通量矢量化"言號1316,并將其傳送給轉(zhuǎn)子/定子磁通功能塊1318。信號1314和1316由轉(zhuǎn)子/定子磁通功能塊1318接收，其還接收定子d-軸線電感Ld信號1320和定子q-軸線電感Lq信號1324。接下來，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁通a-分量估計Vm信號1328和轉(zhuǎn)子磁通P-分量估計v)/'rp信號1330，并將其傳送給乘法功能塊1332。功能塊1332產(chǎn)生cos0r信號1334和s逃信號1336,并傳送給PLL1338,以產(chǎn)生轉(zhuǎn)子位置0r信號1340。因此，具體地說，備選邏輯1300的技術(shù)操作效果是產(chǎn)生并傳送轉(zhuǎn)子位置0r信號1340,備選邏輯1300可供轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400使用，以確定轉(zhuǎn)子位置6rl268(圖12中所示)。此外，具體地說，可在邏輯1300和/或系統(tǒng)400的其它地方由至少一個^f鼓分函數(shù)(未顯示)處理信號1340,以產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度指示。[155]圖14是可供備選轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400使用的，用以確定轉(zhuǎn)子位置0rl268(圖12中所示)的另 一備選邏輯1350的示意圖。邏輯1350類似于邏輯1300(圖13中所示)，然而，邏輯1350被特別配置成可供PMG或EESG使用，包括，但不局限于表面安裝的永磁發(fā)電機(jī)(SMPMG),其中用于Ld的值基本上等于用于Lq的值。另外，具體地說，邏輯1350包括傳感器1302和寄存器1312與模塊1304成電子數(shù)據(jù)通信耦合，其中模塊1304配置成可接收信號1306,1308和1310，并產(chǎn)生和傳送定子通量矢量化a信號1314和定子通量矢量Vsp信號1316。邏輯1350還包括一種備選轉(zhuǎn)子/定子磁通功能塊1352,其與傳感器1302和模塊1304的至少一部分成電子數(shù)據(jù)通信耦合。具體地說，功能塊1352配置成可接收電流信號1308。功能塊1352還配置成可/人模塊1304中接收定子通量矢量v)/sa信號1314和定子通量矢量vi/sp信號1316。此外，功能塊1350配置成可從定子電感U寄存器1356中接收定子電感Ls信號1354，其中信號1354是基于包括，但不局限于發(fā)電機(jī)518的物理和電氣特性而確定的。具體地說，在這備選實(shí)施例中，用于Ld的值基本上等于用于Lq的值，從而在邏輯1350中確定和使用公共定子電感U。功能塊1352還配置成可通過以下算法而計算轉(zhuǎn)子磁通a-分量估計v^信號1358和轉(zhuǎn)子;茲通卩-分量估計x^p信號1360:v|/'r 1272 = vs 1274-Ls*is 1276 (20)\)/'ra 1358 = H 1273 * cos(er 1268) (21)\)/'r(3 1360 = H 1273 * sin(er 1268) (22)其中等式(16)代表圖12中所示的矢量關(guān)系。[158]邏輯1300還包括與功能塊1352成電子數(shù)據(jù)通信耦合的乘法功能塊1362。功能塊1362配置成可接收信號1358和1360,并利用以下算法產(chǎn)生和傳送cos(0rl268)信號1364和sin(0rl268)信號1360:cos(er 1268) 1364 = \)/'ra 1358/ |v(/'r| 1273 (23)sin(er 1268) 1366 = \|/r(3 1360/ |\)/;| 1273 (24)[159]邏輯1350還包括鎖相環(huán)(PLL)1368,其與功能塊1362成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1364和1366,并且確定和傳送轉(zhuǎn)子位置A信號1740。在運(yùn)行中，定子磁通估計模塊1304分別接收定子電壓、電流和電阻信號1306,1308和1310，定子;茲通估計^t塊1304產(chǎn)生定子通量矢量Vw信號1314和定子通量矢量^p信號1316,并將其傳送給轉(zhuǎn)子/定子磁通功能塊1352。信號1314和1316以及定子電感L信號1354由轉(zhuǎn)子/定子磁通功能塊1352接收。接下來，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁通a-分量估計vj/;信號1358和轉(zhuǎn)子磁通卩-分量估計vj/'rp信號1360，并將其傳送給乘法功能塊1362。功能塊1362產(chǎn)生cos6r信號1364和sin0r信號1366,并傳送給PLL 1368,以產(chǎn)生轉(zhuǎn)子位置0r信號1370。因此，具體地說，備選邏輯1350的技術(shù)操作效果是產(chǎn)生并傳送轉(zhuǎn)子位置A信號1370,備選邏輯1350可供轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400使用，以確定轉(zhuǎn)子位置erl268(圖12中所示)。此外，具體地說，可在邏輯1350和/或系統(tǒng)400的其它地方由至少一個微分函數(shù)(未顯示)處理信號1370,以產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度指示。[161]圖15是一種定子磁通估計模塊1400的示意圖，其可供備選邏輯1300和1350使用，以估計定子^f茲通，從而確定轉(zhuǎn)子位置6rl268(圖12中所示)。模塊1400包括多個定子電壓傳感器1402,在這個備選實(shí)施例中，電壓傳感器1402是與母線508(圖4中所示)成電子數(shù)據(jù)通信耦合的電壓和電流傳感器554的至少一部分。傳感器1402配置成可產(chǎn)生并傳送定子電壓矢量UsAB信號1404,其被限定為基本上代表了定子相位A和B之間的電壓差的信號。傳感器1402還配置成可產(chǎn)生并傳送定子電壓矢量UsBc信號1406,其被限定為基本上代表了定子相位B和C之間的電壓差的信號。在這備選的實(shí)施例中，信號1404和1406是信號406的至少一部分。或者，信號1404和1406源自如此處所述利于系統(tǒng)400運(yùn)轉(zhuǎn)的任何來源。模塊1400還包括多個定子電流傳感器1408，其中在這備選實(shí)施例中，電流傳感器1408是與母線508成電子數(shù)據(jù)通信耦合的電壓和電流傳感器554的至少一部分。傳感器1408配置成可產(chǎn)生并傳送A-相位定子電流信號(isA)1410、 B-相位定子電流信號(isB)1412以及C-相位定子電流信號(isc)1414。在這備選的實(shí)施例中，信號1410,1412和1414是信號406的至少一部分?；蛘?，信號1410,1410和1414源自如此處所述利于系統(tǒng)400運(yùn)轉(zhuǎn)的任何來源。模塊1400還包括第一加法功能塊1416，其與至少某些傳感器1408成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可從信號1410中減去信號1412,并產(chǎn)生和傳送(U-U)信號1418。模塊1400還包括第一乘法功能塊1420，其與功能塊1416成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收由功能塊1416傳送的信號1418。功能塊1420還配置成可接收定子電阻Rs信號1422，其存儲在定子電阻Rs寄存器1424中。功能塊1420還配置成可將信號1418乘以信號1422和負(fù)一(-l)，以產(chǎn)生并傳送-(isA-isB) * Rs的乘積信號1426。[165]模塊1400還包括第二加法功能塊1428，其與功能塊1420及至少其中一個電壓傳感器1402成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊1428配置成可接收信號1426和1404并其求和，并且利用以下算法產(chǎn)生和傳送 定子反電磁力(BEMF)A-B分量e、AB信號1430，其可包括固有的偏差
e'sAB 1430 = usAB 1404 — [(isA — isB) * Rs] [1426] (25) [166]模塊1400還包括第三加法功能塊1432，其與至少某些傳感器 1408成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可從信號1412中減去信號1414, 以產(chǎn)生并傳送(isB-isc)信號1434。模塊1400還包括第二乘法功能塊1436，其與功能塊1432成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收由功能塊1432傳送的信號1434。 功能塊1436還配置成可接收定子電阻Rs信號1422，其儲存在定子電 阻Rs寄存器1424中。功能塊1436還配置成可將信號1434乘以信號 1422和負(fù)一(-l)，以產(chǎn)生并傳送-(isB-isc) * Rs的乘積信號1438。 [168]模塊1400還包括第四加法功能塊1440,其與功能塊1436及至 少其中一個電壓傳感器1402成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊1440配置 成可接收信號1438和1406并其求和，并且利用以下算法產(chǎn)生和傳送 定子反電磁力(BEMF)B-C分量e'sBc信號1442,其可包括固有的偏差，
e'sBC 1442 = usBC 1406 — [(isB — isC) * Rs] [1438] (26) [169]模塊1400還包括積分定子磁通A-B分量vj/sab部分1444。部分 1444包括第五加法功能塊1446，其與功能塊1428成電子數(shù)據(jù)通信耦 合，并配置成可接收定子反電磁力(BEMF)A-B分量e、AB信號1430， 其可包括固有的偏差。功能塊1446配置成可從信號1430中減去偏差 值(如以下進(jìn)一步所述)，以產(chǎn)生定子反電磁力(BEMF)A-B分量esAB信 號1448。部分1444還包括第一積分功能塊1450，其與功能塊1446成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1448。功能塊1450還配置成 可在預(yù)定的范圍內(nèi)利用純積分算法對信號1448求積分，并產(chǎn)生和傳 送典型的積分定子磁通A-B分量^ab信號1452。如果信號1450包括 固有的漂移或偏差，積分功能塊1400可能隨著時間而逐漸累積漂移 或偏差，并促使模塊1448的飽和。因此，模塊1400包括如以下進(jìn)一步所述的偏差^^交正特征，從而利于減輕誤差累積。部分1444還包括第六加法功能塊1454,其與功能塊1450成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1452。功能塊1452還配置成 可通過定子磁通a-b校正反饋vi/sabC。""通道1021而接收定子;茲通a-b 校正(或偏差)反饋VsABC。"信號1460(如以下進(jìn)一步所述)。功能塊1454 還配置成可從信號1452中減去反4貴信號1460,并產(chǎn)生和傳送^f交正的 定子磁通A-B分量信號1456。功能塊1454和1458(如以下進(jìn)一步所 述)和反^t通道1461都配置成可形成定子^f茲通A-B分量低通濾波器 1463，以產(chǎn)生并傳送定子磁通A-B校正反饋VsABC。""信號1460，其包 括在積分定子》茲通A-B分量vKsab信號1452中。部分1444還包括第二積分功能塊1458，其與功能塊1454成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1456。功能塊1458類似于功 能塊1454，除了功能塊1458配置有至少一個積分時間常數(shù)(未顯示) 以外。積分時間常數(shù)利于判別包含在校正的定子磁通A-B分量信號 1452中的偏差。部分1444還包括第三積分功能塊1462，其與功能塊1458成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1460。功能塊1462基本上類 似于功能塊1458,包括功能塊1458配置有至少一個積分時間常數(shù)(未 顯示)。積分時間常數(shù)利于信號1460的求積分。功能塊1462配置成可 通過積分定子磁通A-B校正反饋^abc抓通道1465而產(chǎn)生并傳送積分 定子磁通A-B校正反饋VsabC證信號1464。如上所述，除了受約束的積分功能塊1458和1462之外，備選 定子磁通估計模塊1400包括反饋偏差特征，以進(jìn)一步限制模塊1400 中的漂移。此外，部分1444包括第七加法功能塊1466，其與功能塊 1458和1462成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1460和1464 并其求和，之后產(chǎn)生并傳送定子電壓A-B偏差UsAB她et信號1460。因 此，功能塊1462和1466，以及通道1461和1465形成了比例-積分(PI) 調(diào)節(jié)器1467，其產(chǎn)生帶有磁通偏差信號1460的電壓輸出偏差信號1468作為輸入。此外，第五加法功能塊1446與第七加法功能塊1466 成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1468,且從信號1430中 減去信號1468，以產(chǎn)生并傳送信號1448。模塊1400還包括積分定子磁通B-C分量v)/sbc部分1470。部分 1470包括第八加法功能塊1472，其與功能塊1440成電子數(shù)據(jù)通信耦 合，并配置成可接收定子B-相位至C-相位電壓差A(yù)usbc信號1442。功 能塊1472配置成可從信號1442中減去偏差值(如以下進(jìn)一步所述)， 以產(chǎn)生定子反電磁力(BEMF)B-C分量esBc信號1474。 [176]部分1470還包括第四積分功能塊1476，其與功能塊1472成電 子凄史據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1474。功能塊1476還配置成 可在預(yù)定的范圍內(nèi)利用純積分算法對信號1474求積分，并產(chǎn)生和傳 送典型的積分定子^t通B-C分量vKsbc信號1478。如果信號1476包括 固有的漂移或偏差，積分功能塊1400可能隨著時間而逐漸累積漂移 或偏差，并促使模塊1478飽和。因此，模塊1400包括如以下進(jìn)一步 所述的偏差校正特征，從而利于減輕誤差累積。部分1470還包括第九加法功能塊1480，其與功能塊1476成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1478。功能塊1480還配置成 可通過定子磁通B-C校正反饋vi/sbcC。"通道1487而接收定子磁通B-C 校正(或偏差)反饋vi/sBcC。"信號1486(如以下進(jìn)一步所述)。功能塊1480 還配置成可從信號1478中減去反饋信號1487，并產(chǎn)生和傳送校正的 定子磁通B-C分量信號1482。功能塊1480和1484(如以下進(jìn)一步所 述)和反饋通道1487都配置成可形成定子磁通B-C分量低通濾波器 1489，以產(chǎn)生并傳送定子磁通B-C校正反饋vi/sBcC。""信號I486,其包 括在積分定子磁通B-C分量Vsbc信號1478中。部分1470還包括第五積分功能塊1484，其與功能塊1480成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1482。功能塊1484類似于功 能塊1476,除了功能塊1484配置有至少一個積分時間常數(shù)(未顯示) 以外。積分時間常數(shù)利于判別包含在校正的定子磁通A-B分量信號1482中的偏差。部分1470還包括第六積分功能塊1488，其與功能塊1484成電 子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1486。功能塊1488基本上類 似于功能塊1484，包括功能塊1484配置有至少一個積分時間常數(shù)(未 顯示)。積分時間常數(shù)利于信號1486的求積分。功能塊1488配置成可 通過積分定子磁通B-C校正反饋v^Bc;C。""通道1491而產(chǎn)生并傳送積分 定子磁通B-C校正反饋VsBc;C。"信號1490。如上所述，除了受約束的積分功能塊1484和1488之外，備選 定子磁通估計模塊1400包括反饋偏差特征，以進(jìn)一步限制模塊1400 中的漂移。此外，部分1470包括第六加法功能塊1492,其與功能塊 1484和1488成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1486和1490 并其求和，之后產(chǎn)生并傳送定子電壓B-C偏差11脫0腦信號1494。因 此，功能塊1488和1492,以及通道1487和1491形成了比例-積分(PI) 調(diào)節(jié)器1493,其產(chǎn)生帶有磁通偏差信號1486的電壓輸出偏差信號 1494作為輸入。此外，第八加法功能塊1472與第十加法功能塊1492 成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1494，且從信號1442中 減去信號1494，以產(chǎn)生并傳送信號1474。模塊1400還包括坐標(biāo)變換功能塊1496，其與功能塊1450和 1476成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收分別自功能塊1450和 1476傳送的信號1452和1478。此外，功能塊1496配置成可使用至 少一個算法(未顯示)，以產(chǎn)生備選定子磁通a-分量x)/sa信號1498。類 似地，功能塊1496配置成可使用至少一個算法(未顯示)，以產(chǎn)生備選 定子磁通(3-分量v^信號1499。信號1498和1499參照由定子a-軸線 1252和定子p-軸線1254(圖12中所示)所限定的固定坐標(biāo)系。軸線1252 和1254代表與定子520(圖4中所示)相關(guān)聯(lián)的固定的參照系。如上所 述，a-軸線1252垂直于P-軸線1254。在運(yùn)行中，電壓傳感器1402產(chǎn)生和傳送定子電壓矢量Usab信 號1404和定子電壓矢量UsBc信號1406，其被限定為基本上分別代表了在定子相位A和B之間的電壓差以及在定子相位B和C之間的電
壓差的信號。另外，在運(yùn)行中，定子電流傳感器1408產(chǎn)生并傳送A-相位定 子電流信號(isA)1410、 B-相位定子電流信號(isB)1412、以及C-相位定 子電流信號(isc)1414。第一加法功能塊1416接收信號1412，并從信號 1410中減去信號1412,并且產(chǎn)生和傳送(isA-isB)信號1418。第一乘法 功能塊1420從定子電阻Rs寄存器1424中接收信號1418和定子電阻 Rs信號1422,并將信號1418乘以信號1422和負(fù)一(-l)，以產(chǎn)生并傳 送-(isA-isB) * Rs的乘積信號1426。第二加法功能塊1428接收信號1426 和1404并其求和，并且產(chǎn)生和傳送定子反電；茲力(BEMF)A-B分量 e AB信號1430。類似地，在運(yùn)行中，第三加法功能塊1432接收信號1414并從 信號1412中減去信號1414，并且產(chǎn)生和傳送(isB-isc)信號1434。第二 乘法功能塊1436從定子電阻&寄存器1424中接收信號1434和定子 電阻Rs信號1422，并將信號1434乘以信號1422和負(fù)一(-l)，以產(chǎn)生 并傳送-(isB-isC) * Rs的乘積信號1438。第四加法功能塊1440接收信號 1438和1406并其求和，并且產(chǎn)生和傳送定子反電磁力(BEMF)A-B分 量e^B信號1442。此外，在運(yùn)行中，第五加法功能塊1446接收定子反電磁力 (BEMF)A-B分量e'sAB信號1430。功能塊1446從信號1430中減去定 子電壓A-B偏差UsAB,et信號1468,以產(chǎn)生定子反電磁力(BEMF)A-B 分量e^B信號1448。第一積分功能塊1450接收信號1448,并在預(yù)定 的范圍內(nèi)利用純積分算法對信號1448求積分，并且產(chǎn)生和傳送備選 的積分定子;茲通A-B分量xi/sab信號1452。積分功能塊1450包括固有 漂移或偏差，其可能隨時間而逐漸積累并使^t塊1400飽和。如以下 進(jìn)一步所述，偏差校正特征利于減輕這種誤差累積。 [186]另外，在運(yùn)行中，定子磁通A-B分量低通濾波器1463(包括功 能塊1454和1458以及反饋通道1461)接收信號1452，并且產(chǎn)生和傳送包括在信號1452中的定子磁通A-B校正反饋vKsAsC。"信號1460。第 六加法功能塊1454接收信號1452以及信號1460,并從信號1452中 減去信號1460，以產(chǎn)生并傳送校正的定子磁通A-B分量信號1456。 第二積分功能塊1458接收信號1456,并利用至少一個積分時間常數(shù) 對信號1456求積分。積分時間常數(shù)利于判別包含在校正的定子^茲通 A-B分量信號1456中的偏差。此外，在運(yùn)行中，第三積分功能塊1462接收信號1460，并利 用至少一個積分時間常數(shù)而對信號1460求積分，該積分時間常數(shù)利 于對信號1460求積分。因此，這種積分時間常數(shù)利于偏差校正特征， 并利于減輕誤差累積。功能塊1462產(chǎn)生并傳送積分定子^f茲通A-B校 正反饋VsAflC。"信號！464。另外，在運(yùn)行中，PI調(diào)節(jié)器1467(包括第三加法功能塊1466、 功能塊1462、以及通道1461和1465)接收信號1460，之后產(chǎn)生定子 電壓A-B偏差UsAB她et信號1468，并將其傳送到功能塊1446中。 [189]此外，在運(yùn)行中，第八加法功能塊1472接收定子反電i茲力 (BEMF)B-C分量e、Bc信號1442,其可包括固有的偏差。功能塊1472 從信號1442中減去定子電壓B-C偏差UsBc^set信號1494,以產(chǎn)生定 子反電磁力(BEMF)B-C分量esBc信號1474。第四積分功能塊1476接 收信號1474,并在預(yù)定的范圍內(nèi)利用純積分算法對信號1474求積分， 并且產(chǎn)生和傳送備選的積分定子磁通B-C分量v(/sbc信號1478。如果 信號1474包括這種固有的漂移或偏差，積分功能塊1476可能隨著時 間而逐漸累積漂移或偏差，并促使模塊1400飽和。如以下進(jìn)一步所 述，偏差校正特征利于減輕這種誤差累積。此外，在操作過程中，定子^茲通B-C分量低通濾波器1489(包 括功能塊1480和1484以及反饋通道1487)接收信號1478，并且產(chǎn)生 和傳送包括在信號1478中的定子磁通B-C校正反饋vi/sBcC。""信號1486。 第九加法功能塊1480接收信號1478以及信號1486,并從信號1476 中減去信號1480,以產(chǎn)生并傳送校正的定子磁通A-B分量信號1482。第五積分功能塊1484接收信號1482，并利用至少一個積分時間常數(shù) 對信號1482求積分。積分時間常數(shù)利于判別包含在已校正的定子磁 通B-C分量信號1482中的偏差。另外，在運(yùn)行中，第六積分功能塊1488接收信號1486，并利 用至少一個積分時間常數(shù)而對信號1486求積分，該積分時間常數(shù)利 于對信號1486求積分。因此，這種積分時間常數(shù)利于偏差校正特征， 并利于減輕誤差累積。功能塊1488產(chǎn)生并傳送積分定子磁通B-C校 正反饋VsBcC。"信號1490。此外，在運(yùn)行中，PI調(diào)節(jié)器1493(包括第六加法功能塊1492、 功能塊1488、以及通道1487和1491)接收信號1486，之后產(chǎn)生定子 電壓B-C偏差UsBc她et信號1494，并將其傳送到功能塊1472中。 [193]此外，在運(yùn)行中，坐標(biāo)變換功能塊1496分別從功能塊1450和 1476中接收信號1452和1478。此外，功能塊1496產(chǎn)生備選定子磁 通a-分量v)/sa信號1498和備選定子磁通(3-分量1|/5(3信號1499。信號1498 和1499參照由定子a-軸線1252和定子卩-軸線1254(圖12中所示)所 限定的固定坐標(biāo)系。備選定子磁通估計模塊1400的技術(shù)操作效果是 產(chǎn)生和傳送積分定子通量信號1498和1499,模塊1400可供轉(zhuǎn)子位置 估計系統(tǒng)400、典型的邏輯1300和備選邏輯1350使用。信號1498和 1499可在邏輯1300或邏輯1350和/或系統(tǒng)400中的其它地方進(jìn)行處 理，以便最終產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度指示。圖16是另一定子磁通估計模塊1500的示意圖，其可供備選邏 輯1300和135(H吏用，以估計定子^f茲通，^v而確定轉(zhuǎn)子位置ej268(圖 12中所示)。模塊1500包括多個定子電壓傳感器1402，在這個備選實(shí) 施例中，電壓傳感器1402是與母線508(圖4中所示)成電子數(shù)據(jù)通信 耦合的電壓和電流傳感器554的至少一部分。傳感器1402配置成可 產(chǎn)生并傳送定子電壓矢量UsAB信號1404，其被限定為基本上代表了定 子相位A和B之間的電壓差的信號。傳感器1402還配置成可產(chǎn)生并 傳送定子電壓矢量UsBc信號1406，其被限定為基本上代表了定子相位B和C之間的電壓差的信號。在這備選的實(shí)施例中，信號1404和1406 是信號406的至少一部分。或者，信號1404和1406可源自任何來源， 包括，但不局限于由直流電壓和PWM開關(guān)模式確定的定子基準(zhǔn)電壓 或定子估計電壓，其如此處所述利于系統(tǒng)400的運(yùn)轉(zhuǎn)。 [195]模塊1500還包括第一坐標(biāo)變換功能塊1502，其與傳感器1402 成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收自傳感器1402傳送的信號1404 和1406。此外，功能塊1502配置成可使用至少一個算法(未顯示)，以 便在由定子a-軸線1252和定子P-軸線1254(圖12中所示)所限定的固 定坐標(biāo)系中產(chǎn)生定子電壓反饋(fbk)a-分量Us,k信號1504和定子電壓 反饋(fbk)J3-分量Usp她信號1506。軸線1252和1254代表與定子520(圖 4中所示)相關(guān)耳關(guān)的固定的參照系。如上所述，a-軸線1252垂直于卩-軸線1254。模塊1500還包括多個定子電流傳感器1408,其中在這備選實(shí) 施例中，電流傳感器1408是與母線508成電子數(shù)據(jù)通信耦合的電壓 和電流傳感器554的至少一部分。傳感器1408配置成可產(chǎn)生并傳送 A-相位定子電流信號(isA)1410、 B-相位定子電流信號(isB)1412以及C-相位定子電流信號(isc)1414。在這備選的實(shí)施例中，信號1410,1412 和1414是信號406的至少一部分。或者，信號1410,1410和1414源 自如此處所述利于系統(tǒng)400運(yùn)轉(zhuǎn)的任何來源。模塊1500還包括第二坐標(biāo)變換功能塊1508，其與傳感器1408 成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收自傳感器1408傳送的信號 1410,1412和1414。此外，功能塊1508配置成可使用至少一個算法(未 顯示)，以便在由定子a-軸線602和定子(3-軸線604所限定的固定坐 標(biāo)系中產(chǎn)生定子電流反饋(fbk)a-分量is,k信號1510和定子電流反饋 (fbk)卩-分量i/k信號1511。功能塊1508還配置成可傳送信號1510和 1511。模塊1500還包括乘法功能塊1512，其與功能塊1508成電子數(shù) 據(jù)通信耦合，并配置成可接收由功能塊1508傳送的信號1510和1511。功能塊1512還配置成可接收定子電阻Rs信號1422,其儲存在定子電 阻Rs寄存器1424中。功能塊1512還配置成將信號1510和1511乘以 信號1422及負(fù)一(-1),以分別產(chǎn)生并傳送-is/k * Rs的乘積信號1514 以及-isp她* Rs的乘積信號1516。模塊1500還包括第一加法功能塊1518,其與功能塊1502和 1512成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊1518配置成可接收信號1504和 1514，并其求和，且產(chǎn)生并傳送定子反電磁力(BEMF)a-分量e^信號 1520。模塊1500還包括第二加法功能塊1522，其與功能塊1502和 1512成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊1522配置成可接收信號1506和 1516，并其求和，且產(chǎn)生并傳送定子反電磁力(BEMF)(3-分量 信號 1524。模塊1500配置成可將定子磁通基準(zhǔn)絕對值信號Kl1526儲存 在定子磁通基準(zhǔn)絕對值寄存器h//11528中。在這備選實(shí)施例中，在系 統(tǒng)400中利用電氣參數(shù)的在線測量和測定可在線地確定信號 |Vsref|1526,電氣參數(shù)包括，但不局限于定子電流和定子電感?；蛘?， 信號1526是基于利用本領(lǐng)域中已知的方法而離線地確定定子520的 電特性的基礎(chǔ)之上。寄存器1528配置成可傳送信號1526。 [201]模塊1500還包括一對定子磁通分量功能塊，即定子磁通a-分 量基準(zhǔn)v^ref功能塊1530和定子磁通(3-分量基準(zhǔn)^,功能塊1532, 其都與寄存器1528成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊1530配置成可在固 定的參照系中產(chǎn)生并傳送定子磁通a-分量基準(zhǔn)vi^ref信號1534。信號 1534的值由以下等式表示
Vsaref 1534 = |\|//ef| 1526 * cos0 (27) 其中e是變量，如以下進(jìn)一步所述，其代表估計的定子通量矢量 在固定參照系中的相位。類似地，功能塊1532配置成可在固定的參 照系中產(chǎn)生并傳送定子,茲通P-分量基準(zhǔn)Vs,f信號1536。信號1536的 值由以下等式表示
v)/spref 1536 = 1526 * sine (28)[202]模塊1500還包括與功能塊1530成電子數(shù)據(jù)通信耦合的第三加 法功能塊1538,其中功能塊1538配置成可接收信號1534和定子;茲通 a-分量估計^,信號1540(如以下進(jìn)一步所述)，其中信號1540參照 固定的參照系。功能塊1538還配置成可乂人信號1534中減去信號1540， 以產(chǎn)生和傳送定子^t通a-分量差A(yù)vj/sa^f言號1542。 [203]模塊1500還包括與功能塊1532成電子數(shù)據(jù)通信耦合的第三加 法功能塊1544，其中功能塊1544配置成可接收信號1536和定子f茲通 (3-分量估計化,"言號1546(如以下進(jìn)一步所述)，其中信號1546參照 固定的參照系。功能塊1544還配置成可從信號1536中減去信號1546, 以產(chǎn)生和傳送定子^f茲通P-分量差A(yù)x[/sp信號1548。 [204]模塊1500還包括與功能塊1538和1544成電子數(shù)據(jù)通信耦合 的低通濾波器(LPF )1550。 LPF 1550配置成可利于傳送信號1542和 1548的預(yù)定的低頻部分，使信號1542和1548的預(yù)定的高頻部分衰減， 并產(chǎn)生低頻(LF)定子磁通a-分量差A(yù)vsa信號1552和LF轉(zhuǎn)子電流卩-分量差A(yù)v)/sp信號1554。模塊1500還包括與LPF 1550成電子數(shù)據(jù)通信耦合的PI功能塊 1555。功能塊1555配置成可接收信號1552和1554,并使用比例和積 分算法(未顯示)，以產(chǎn)生并傳送積分定子電壓a-分量校正Us。c。""信號 1556和積分定子電壓P-分量校正u/。""信號1558。 [206]模塊1500還包括第五加法功能塊1560，其與功能塊1518和 1555成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊1560配置成可接收信號1520和 1556并將其加起來，以產(chǎn)生并傳送校正的定子BEMFa-分量es。信號 1562。類似地，模塊1500還包括第六加法功能塊1564，其與功能塊 1522和1555成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊1564配置成可接收信號 1524和1558并將其加起來，以產(chǎn)生且傳送校正的定子BEMFp-分量 es卩信號1566。模塊1500還包括積分功能塊1568,其與功能塊1560和1564 成電子數(shù)據(jù)通信耦合，其中模塊1568配置成可分別接收信號1562和1566。功能塊1568還配置成可在預(yù)定的范圍內(nèi)對信號1562求積分， 并產(chǎn)生和傳送定子磁通a-分量估計x^est信號1540。類似地，功能塊
1568配置成可在預(yù)定的范圍內(nèi)對信號1566求積分，并產(chǎn)生和傳送定 子磁通(3-分量估計^,信號1546。如果信號1562和1566包括固有 的漂移或偏差，那么積分功能塊1568可能隨著時間而逐漸累積漂移 或偏差，并促使模塊1500飽和。因此，信號1556和1558修正這種 偏差，從而利于減輕誤差累積。在運(yùn)行中，典型的定子磁通估計模塊1500利于估計定子磁通， 其則利于確定轉(zhuǎn)子位置s620。多個定子電壓傳感器1402產(chǎn)生并傳送 定子電壓矢量UsAB信號1404，其被限定為基本上代表了定子相位A 和B之間的電壓差的信號。傳感器1402還產(chǎn)生并傳送定子電壓矢量 Usbc信號！406,其被限定為基本上代表了定子相位B和C之間的電壓 差的信號。信號1404和1406被傳送至第一坐標(biāo)變換功能塊1502中， 其在由定子a-軸線1252和定子(3-軸線1254所限定的固定的參照系 中產(chǎn)生定子電壓反饋(fbk) a -分量Us，信號1504和定子電壓反饋(fbk) e-分量u/k信號1506。另外，在運(yùn)行中，電流傳感器1408產(chǎn)生A-相位定子電流信號 (irA)1410、 B-相位定子電流信號(isB)1412、以及C-相位定子電流信號 (isC)1414,并將其傳送至第二坐標(biāo)變換功能塊1508中。功能塊1508 在由定子a-軸線1252和定子p-軸線1254所限定的固定坐標(biāo)系中產(chǎn)生 定子電流反饋(fbk)a-分量is,k信號1510和定子電流反饋(fbk)(3-分量 W她信號1511。功能塊1508將信號1510和1511傳送給乘法功能塊 1512中，其還從定子電阻Rs寄存器1424中接收定子電阻Rs信號1422， 其中功能塊1512將信號1510和1511乘以信號1422和負(fù)一(-1),并 產(chǎn)生且傳送-isa她* Rs的乘積信號1514和-i/k * Rs的乘積信號1516。 [210]此外，在運(yùn)行中，第一加法功能塊1518 ^接收信號1504和1514 并其求和，之后產(chǎn)生并傳送定子反電磁力(BEMF)a-分量^信號1520。 類似地，第二加法功能塊1522接收信號1506和1516并其求和，之后產(chǎn)生并傳送定子反電-茲力(BEMF)(3-分量e^信號1524。此外，在運(yùn)行中，定子磁通基準(zhǔn)絕對值寄存器|\|/,|1528儲存并
傳送定子磁通基準(zhǔn)絕對值信號hj/;il526。在這備選實(shí)施例中，在系統(tǒng)
400中利用電氣參數(shù)的在線測量和測定可在線地確定信號|^，1526，
電氣參數(shù)包括，但不局限于定子電流和定子電感?；蛘?，信號1526
基于利用本領(lǐng)域中已知的方法而離線地確定發(fā)電機(jī)518的電特性的基
礎(chǔ)之上。另外，在運(yùn)行中，定子磁通a-分量基準(zhǔn)^,功能塊1530和定 子磁通(3-分量基準(zhǔn)vi/spfef功能塊1532產(chǎn)生并傳送固定參照系中的定子
磁通(X-分量基準(zhǔn)^<^信號1534和定子磁通卩-分量基準(zhǔn)^,信號
1536。此外，在運(yùn)行中，第三加法功能塊1538接收信號1534和定子 磁通01-分量估計1|/8,信號1540，并且第四加法功能塊1544接收信號 1536和定子磁通p-分量估計\|/3,信號1546，其中信號1540和1546 都參照固定的參照系。功能塊1538從信號1534中減去信號1540，并 產(chǎn)生和傳送定子磁通a-分量差A(yù)i^信號1542。類似地，功能塊1544 從信號1536中減去信號1546，并產(chǎn)生和傳送定子》茲通|3-分量差A(yù)\|/Sp 信號1548。此外，在運(yùn)行中，低通濾波器(LPF)1550接收信號1542和1548， 并傳送信號1542和1548的預(yù)定的低頻部分，同時使信號1542和1548 的預(yù)定的高頻部分衰減。具體地說，LPF 1550產(chǎn)生低頻(LF)轉(zhuǎn)子電流 a-分量差i;信號1552和LF轉(zhuǎn)子電流(3-分量差i^信號1554，并將其 傳送給PI功能塊1555。功能塊1555可接收信號1552和1554，并使 用比例和積分算法，以產(chǎn)生并傳送積分定子電壓a-分量校正UsaC。"信 號1556和積分定子電壓卩-分量校正u/。"信號1558。 [215]另外，在運(yùn)行中，第五加法功能塊1560接收信號1520和1556， 并將其加起來，并且產(chǎn)生且傳送才交正的定子BEMFa-分量e^信號 1562。類似地，第六加法功能塊1564接收信號1524和1558，并將其加起來，并且產(chǎn)生且傳送校正的定子BEMFp-分量e^信號1566。積 分功能塊1568接收信號1562和1566，并在預(yù)定的范圍內(nèi)對信號1562 和1566求積分，并且產(chǎn)生和傳送定子^茲通a-分量估計^,信號1540 和定子磁通(3-分量估計^(3^信號1546。如果信號1562和1566包括 固有的漂移或偏差，那么積分功能塊1568可能隨著時間而逐漸累積 漂移或偏差，并促使模塊1500飽和。因此，信號1556和1558修正 這種偏差，從而利于減輕誤差累積。備選定子磁通估計模塊1500的 技術(shù)操作效果是產(chǎn)生和傳送積分定子通量信號1540和1570，模塊 1500可供轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400、典型的邏輯1300和備選邏輯1350 使用。信號1540和1570可在邏輯1300或邏輯1350和/或系統(tǒng)400中 的其它地方進(jìn)行處理，以便最終產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度指示。 [216]圖17是可供轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400使用的電壓和電流偏差校 正方案1600的示意圖。在這備選實(shí)施例中，方案1600嵌入在邏輯1300 中?；蛘?，方案1600嵌入在邏輯1350中。方案1600配置成可產(chǎn)生 并傳送定子電壓反饋(fbk)a-分量Us,k信號1504、定子電壓反饋(fbk)卩-分量u/M言號1506、定子電流反饋(fbk)a-分量is嚴(yán)信號1510和定子 電流反饋(fbk)p-分量i/^信號1512,其中所有四個信號都參照由定子 a-軸線1252和定子p-軸線1254(圖12中所示)所限定的固定坐標(biāo)系。 如上所述，信號1504,1506,1510和1512分別由定子電流傳感器1402 和電壓傳感器1408以及坐標(biāo)變換功能塊1502和1508產(chǎn)生。 [217]具體地說，方案1600配置成可接收定子電壓反饋a-分量Us,k 信號1504。方案1600包括第一低通濾波器(LPF)1604,其配置成可接 收信號1504。 LPF 1604配置成可利于傳送信號1504的預(yù)定的低頻部分，使 信號1504的預(yù)定的高頻部分衰減，并產(chǎn)生定子電壓傳感器偏差a-分 量u^ffset信號1606。信號1606代表己知的電壓傳感器偏差值，其用 于修正傳感器輸出，從而利于增加轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400的精度和準(zhǔn) 確度。方案1600還包括第一加法功能塊1608，其配置成可接收信號1504和信號1606,從信號1504中減去信號1606，并產(chǎn)生和傳送定子 電壓a-分量Usa信號1610。方案1600包括類似的配置，用于接收來自功能塊1502的定子 電壓反饋P-分量Usp化M言號1506。具體地說，方案1600還包括第二 LPF1614，其基本上類似于LPF 1604,并配置成可產(chǎn)生定子電壓傳感 器偏差(3-分量u/腕信號1616。方案1600還包括第二加法功能塊 1618，其配置成可接收信號1506和信號1616, ^M言號1506中減去信 號1616，并產(chǎn)生和傳送定子電壓p-分量Usp信號1620。 [220]另外，具體地說，方案1600配置成可接收定子電流反饋a-分 量is,M言號1510。方案1600包括第三LPF 1624,其配置成可接收信 號1622。 LPF 1624配置成可利于傳送信號1510的預(yù)定的低頻部分，使 信號1510的預(yù)定的高頻部分衰減，并產(chǎn)生定子電流傳感器偏差a-分 量W^fset信號1626。信號1626代表己知的電流傳感器偏差值，其用 于修正傳感器輸出，從而利于增加轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400的精度和準(zhǔn) 確度。方案1600還包括第三加法功能塊1628，其配置成可接收信號 1510和信號1626,從信號1510中減去信號1626,并產(chǎn)生和傳送定子 電流a-分量i犯信號1630。方案1600包括類似的配置，用于接收來自功能塊1508的定子 電流反饋(3-分量i/M言號1512。具體地說，方案1600包括第四LPF 1634,其基本上類似于LPF 1624，并配置成可產(chǎn)生定子電流傳感器偏 差卩-分量^0腕信號1636。方案1600還包括第四加法功能塊1638, 其配置成可接收信號1512和信號1636，從信號1512中減去信號1636, 并產(chǎn)生和傳送定子電流P-分量isp信號1640。在運(yùn)行中，定子電壓信號1504和1506以及定子電流信號1510 和1512分別被傳送至LPF 1604,1614,1624和1634,在這些LPF中產(chǎn) 生電壓傳感器偏差信號1606和1616以及電流傳感器偏差信號1626 和1636。信號1606和1616分別從信號1504和1506中減去，以分別產(chǎn)生定子電壓信號1610和1620。類似地，分別從信號1510和1512 中減去信號1628和1638，以分別產(chǎn)生定子電流信號1630和1640。 [224]可供轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400、備選邏輯1300和備選邏輯1350 使用的電壓和電流偏差校正方案1600，其技術(shù)操作效果是產(chǎn)生并傳送 定子電壓分量信號1610和1620以及定子電流分量信號1630和1640。 如以下進(jìn)一步所述，可在邏輯1300或邏輯1350和/或系統(tǒng)400的其它 地方處理信號1610,1620,1630和1640,以Y更最終產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度 指示。圖18是另一備選的定子磁通估計模塊1700的示意圖，其可供 轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400使用，以估計定子;茲通，爿火而確定轉(zhuǎn)子位置 ej268(圖12中所示)。在這備選實(shí)施例中，模塊1700嵌入在邏輯1300 中。或者，模塊1700嵌入在邏輯1350中。模塊1700還包括乘法功 能塊1702，其與偏差校正方案1600成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成 可接收由方案1600傳送的信號1630和1640。功能塊1702還配置成 可接收定子電阻Rs信號1422，其儲存在定子電阻Rs寄存器1424中。 功能塊1702還配置成可將信號1630和1640乘以信號1422及負(fù)一 (-1),以分別產(chǎn)生并傳送-isa * Rs的乘積信號1704以及-isp * Rs的乘積 信號1706。模塊1700還包括第一加法功能塊1708,其與功能塊1702及方 案1600成電子數(shù)據(jù)通信耦合。功能塊1708配置成可接收信號1610 和1704,并其求和，且產(chǎn)生并傳送定子反電》茲力(BEMF)a-分量esa信 號1710。模塊1700還包括第二加法功能塊1712，其配置成可接收信 號1620和1706并其求和，并且產(chǎn)生且傳送定子反電》茲力(8￡娜)卩-分量e印信號1714。模塊1700還包括與功能塊1708和1712成電子數(shù)據(jù)通信耦合 的低通濾波器(LPF)1716。 LPF 1716配置成可接收信號1710和1714。 在示例性實(shí)施例中，如本領(lǐng)域中所知，LPF 1716還配置成可利于在某 些絕對值和相位誤差下，逼近對信號1710和1714進(jìn)行純積分。或者，LPF 1716配置成可執(zhí)行內(nèi)部絕對值和相位誤差校正，以減輕純積分漂
移和初始化誤差。LPF 1716還配置成可產(chǎn)生并傳送定子》茲通近似Y直a-分量信號1718。類似地，LPF 1716還配置成可利于產(chǎn)生并傳送定子 磁通近似值卩-分量信號1720。模塊1700還包括絕對值/相位誤差補(bǔ)償功能塊1722，其與LPF 1716成電子數(shù)據(jù)通信耦合，并配置成可接收信號1718和1720。功能 塊1722配置成可產(chǎn)生并傳送基本精確的定子^t通的估計結(jié)果。具體 地說，功能塊1722配置成可產(chǎn)生并傳送LPF定子義茲通估計a-分量 VsaLPF信號1724和LPF定子磁通估計P-分量vj//PF信號1726。信號 1724和1726代表參照固定參照系的定子磁通估計分量。 [229]在運(yùn)行中，功能塊1708接收定子電壓信號1610。另外，定子 電流信號1630與定子電阻Rs信號1422以及負(fù)一相乘，以產(chǎn)生信號 1704。信號1610和1704之間的差值由功能塊1708產(chǎn)生，作為信號 1710，其中信號1710基本上等于通常在發(fā)電期間形成的BEMF的分 量。類似地，功能塊1712接收定子電壓信號1620。另外，定子電流 信號1640與定子電阻Rs信號1422以及負(fù)一相乘，以產(chǎn)生信號1706。 信號1620和1706之間的差值由功能塊1712產(chǎn)生，作為信號1714, 其中信號1714基本上等于BEMF的分量。另外，在運(yùn)行中，信號1710和1714被傳送至LPF 1716中， 其中LPF 1716產(chǎn)生定子磁通近似值a-分量信號1718和定子磁通近似 值P-分量信號1720,并將其傳送至功能塊1722中，.其在系統(tǒng)400中 產(chǎn)生并傳送定子通量信號1724和1726。備選定子磁通估計模塊1700 的技術(shù)操作效果是產(chǎn)生和傳送定子通量矢量信號1724和1726，模塊 1700可供轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400、備選邏輯1300和備選邏輯1350使 用。信號1724和1726可在邏輯1300或邏輯B50和/或系統(tǒng)400中的 其它地方進(jìn)行處理，以便最終產(chǎn)生估計的轉(zhuǎn)子速度指示。 [231]此外，在運(yùn)^"中，當(dāng)電網(wǎng)電壓降低至零時，可能發(fā)生故障，其 防止風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)IOO(圖1中所示)將電功率傳送給電網(wǎng)。此外，功率變換器組件510(圖4中所示)通常容易受到電網(wǎng)電壓波動的影響。發(fā)
電機(jī)518可儲存電磁能量，當(dāng)電網(wǎng)電壓快速衰減時，可將電磁能量轉(zhuǎn) 換成高的電流和高的直流鏈路電壓。這些高的電流和電壓可能減低組 件510構(gòu)件的預(yù)期壽命，這些構(gòu)件可包括，但不局限于半導(dǎo)體器件， 例如組件510中的IGBT。此外，在運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400配置有，但不局限于 定子磁通估計模塊1400、或另一定子磁通估計模塊1500、或電壓和 電流偏差校正方案1600和備選定子》茲通估計^f莫塊1700。這種配置在 沒有編碼器的條件下，甚至在低電壓穿越(LVRT)或零電壓穿越(ZVRT) 期間也提供了轉(zhuǎn)子位置指示。因此，系統(tǒng)400促進(jìn)了風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī) 100的零電壓穿越(ZVRT)能力，使得在零電壓瞬變現(xiàn)象期間，減輕了 風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)生跳閘的可能性以及對半導(dǎo)體器件造成的相關(guān)后 果。ZVRT與本領(lǐng)域中已知的低電壓穿越(LVRT)特征形成對比，低電 壓穿越(LVRT)特征利于在電壓幅度迅速衰減，但沒有降至零伏的瞬變 現(xiàn)象期間，減輕風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100的跳閘。因此，低電壓事件可被 認(rèn)為不比零電壓事件更為嚴(yán)重，并且ZVRT特征還將利于LVRT。 [233]因此，配置有但不局限于定子磁通估計模塊1400或另一定子 磁通估計模塊1500或模塊1600的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)400，其如上所 述促進(jìn)了風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)100的ZVRT和LVRT能力。此外，配置有 模塊1400,1500或1600的系統(tǒng)400，其利于在沒有編碼器的條件下， 在電網(wǎng)電壓瞬變現(xiàn)象期間通過至少部分地將發(fā)電才幾518的控制與電網(wǎng) 狀態(tài)隔離開而迅速地監(jiān)測和控制發(fā)電機(jī)518。此外，監(jiān)測在線定子電 壓、電流、磁通、在線轉(zhuǎn)子電流和基本瞬時的轉(zhuǎn)子速度，并在風(fēng)力渦 輪發(fā)電機(jī)IOO的控制方案中共享這些信息，其將利于響應(yīng)電網(wǎng)電壓瞬 變現(xiàn)象，從而利于增加對跳閘狀態(tài)的安全裕度。 [234]圖19是一種典型的轉(zhuǎn)子位置監(jiān)測系統(tǒng)300的示意圖，其嵌入 在備選的電氣和控制系統(tǒng)1800中。除了系統(tǒng)1800不包括高分辨率的 位置編碼器258(圖3中所示)之外，系統(tǒng)1800基本上類似于系統(tǒng)200(圖2和圖3中所示)。系統(tǒng)1800配置成可產(chǎn)生并傳送多個信號1812，其 類似于信號312(圖3中所示)，除了信號1812不包括與編碼器258相 關(guān)聯(lián)的高分辨率的速度信號之外。系統(tǒng)1S00通過消除高分辨率的位 置編碼器258而利于降低投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。 [235]圖20是一種備選的轉(zhuǎn)子位置監(jiān)測系統(tǒng)400的示意圖，其嵌入 在備選的電氣和控制系統(tǒng)1900中。除了系統(tǒng)1800不包括高分辨率的 位置編碼器558之外，系統(tǒng)1900基本上類似于系統(tǒng)500(圖4中所示)。 系統(tǒng)1900配置成可產(chǎn)生并傳送多個信號1912，其類似于信號412(圖 4中所示)，除了信號1912不包括與編碼器558相關(guān)聯(lián)的高分辨率的 速度信號之外。系統(tǒng)1900通過消除高分辨率的位置編碼器558而利 于降低投資和運(yùn)^^亍維護(hù)費(fèi)用。此處所述用于風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)的方法和設(shè) 備，其促進(jìn)了風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。具體地說，如上所述，轉(zhuǎn)子位 置估計系統(tǒng)促成了 一種有效且有利的發(fā)電和機(jī)械負(fù)荷控制方案。更具 體地說，在沒有額外投資和運(yùn)行成本的情況下提高了發(fā)電的可靠性， 因為轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)配置在現(xiàn)有的硬件中，其帶有現(xiàn)存軟件，利用 來自現(xiàn)有的場傳感器的輸入。這種轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)還通過減少由于 編碼器故障而發(fā)生跳閘的次數(shù)而促進(jìn)了風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)的可靠性和 風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)斷線率。上面詳細(xì)描述了與風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)相關(guān)聯(lián)的風(fēng)力渦輪轉(zhuǎn)子位 置估計系統(tǒng)的典型的實(shí)施。這些方法、設(shè)備和系統(tǒng)并不局限于此處所 述的特定的實(shí)施例，也不局限于所示的特定的風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)。 [238]雖然已經(jīng)就各種特定的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域中的 技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到可利用在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的變型來實(shí) 踐本發(fā)明。餘塔^^記清#
100風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)；102吊艙；104塔；106轉(zhuǎn)子；108葉片； 110輪轂；112低速軸；114步進(jìn)齒輪箱；116高速軸；118發(fā)電機(jī) (繞線轉(zhuǎn)子DFIG); 120發(fā)電機(jī)定子；122發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；
200電氣和控制系統(tǒng)；202控制器；204發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置測量裝 置；206定子同步開關(guān)；208定子母線；210功率變換組件；212轉(zhuǎn) 子母線；214主變壓器電路斷路器；216系統(tǒng)總線；218轉(zhuǎn)子濾波器； 219轉(zhuǎn)子濾波器母線；220轉(zhuǎn)子側(cè)功率變換器；222線路側(cè)功率變換 器；223線路側(cè)功率變換器母線；224線路濾波器；225線路母線； 226線路接觸器；228轉(zhuǎn)換電路短路器；230轉(zhuǎn)換電路短路器母線； 232連接母線；234電功率主變壓器；236發(fā)電機(jī)側(cè)母線；238電網(wǎng) 電路斷路器；240斷路器側(cè)母線；242電網(wǎng)母線；244直流鏈路；246 正干線；248負(fù)干線；250電容器；252第一組電壓和電流傳感器； 254第二組電壓和電流傳感器；256第三組電流傳感器；258高分辨 率轉(zhuǎn)子位置編碼器；260低分辨率轉(zhuǎn)子位置編碼器；262變換器控制 器；264第四組電流傳感器；
300典型的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)；302第一轉(zhuǎn)子位置和第一轉(zhuǎn)子速 度信號；304第二轉(zhuǎn)子位置和第二轉(zhuǎn)子速度信號；306定子電壓和定 子電流信號；308轉(zhuǎn)子電流信號；310第三轉(zhuǎn)子位置和第三轉(zhuǎn)子速度 信號；312第二和第三轉(zhuǎn)子速度信號；
400備選轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)；402第一轉(zhuǎn)子速度信號；404第二 轉(zhuǎn)子速度信號；406定子電壓和定子電流信號；410第一轉(zhuǎn)子位置和 轉(zhuǎn)子速度信號；412第二和第三轉(zhuǎn)子速度信號；
500備選的電氣和控制系統(tǒng)；502控制器；508定子母線；510功 率變換組件；516系統(tǒng)總線；518 PM發(fā)電機(jī)(單饋異步)；520定子； 522轉(zhuǎn)子；534電功率主變壓器；554電壓、電流&頻率傳感器；558 高分辨率轉(zhuǎn)子位置編碼器；560低分辨率轉(zhuǎn)子位置編碼器；600電氣參數(shù)；6Q2定子a-軸線；604定子p-軸線；606轉(zhuǎn)子a-軸線；608轉(zhuǎn)子b-軸線；610轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度叫；612轉(zhuǎn)子電流矢量ir; 614轉(zhuǎn)子電流絕對值；616角度pi; 618角度卩2620; 轉(zhuǎn)子位置s;
700典型的轉(zhuǎn)子位置邏輯；702轉(zhuǎn)子電流傳感器；704A-相位轉(zhuǎn) 子電流信號OU); 706B-相位轉(zhuǎn)子電流信號(irB); 708C-相位轉(zhuǎn)子電流 信號(k;); 710坐標(biāo)變換功能塊；712轉(zhuǎn)子電流矢量a-分量ira信號； 714轉(zhuǎn)子電流矢量b-分量U信號；716第一反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電流絕對值功能 塊；718sinp2信號；720cosp2信號；722s'模塊；724多個電壓和電流 傳感器；726定子磁通估計模塊；728定子電壓矢量iU言號；730定 子電流矢量is信號；732定子電阻Rs信號；733定子電阻Rs寄存器； 734定子通量矢量vi/sa信號；736定子通量矢量化p信號；738轉(zhuǎn)子電 流功能塊；740轉(zhuǎn)子電流a-分量估計i、信號；742轉(zhuǎn)子電流p-分量 估計i、信號；744第二反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子電流絕對值功能塊；746sinp,信號； 748cosp!信號；750sine'信號；752coss'信號；754鎖相環(huán)(PLL); 756 轉(zhuǎn)子位置s信號；
800備選轉(zhuǎn)子位置邏輯；802Ta叩2功能塊；804Tanp2信號；806 第一反正切(Tan")功能塊；808 p2信號；810Tanp!功能塊；812TanPl 信號；814第二反正切(Tan")功能塊；816pd言號；818加法功能塊； 820轉(zhuǎn)子位置s'信號；822鎖相環(huán)(PLL); 824轉(zhuǎn)子位置s信號；
900典型的定子磁通估計模塊；901定子電壓傳感器；902定子 電壓矢量UsAB信號；903定子電壓矢量UsBc信號；904第一坐標(biāo)變換 功能塊;905定子電壓反饋a-分量Usa她信號；906定子電壓反饋卩-分量u/^信號；907定子電流傳感器；908定子電流矢量isA信號； 909定子電流矢量i迅信號；910定子電流矢量isc信號；911第二坐 標(biāo)變換功能塊；912定子電流反饋a-分量is,k信號；913定子電流反 饋卩-分量i/k信號；914乘法功能塊；915-is^"Rs乘積信號；916 -"艦*113乘積信號；917第一加法功能塊；918定子反電磁力(BEMF) a-分量esa信號；919第二加法功能塊；920定子反電磁力(BEMF)卩-分量&p信號；921轉(zhuǎn)子電流絕對值信號W; 922匝數(shù)功能塊；923轉(zhuǎn) 子電流絕對值估計l。信號；924轉(zhuǎn)子電流a-分量功能塊；926轉(zhuǎn)子電 流卩-分量功能塊；928第一轉(zhuǎn)子電流a-分量估計i;信號；930第一 轉(zhuǎn)子電流(3-分量估計iV信號；932第三加法功能塊；934第二轉(zhuǎn)子 電流a-分量估計i;信號；936轉(zhuǎn)子電流a-分量差A(yù)i;信號；938第 四加法功能塊；940第二轉(zhuǎn)子電流(3-分量估計i、信號；942轉(zhuǎn)子電 流P-分量差A(yù)i^信號；943低通濾波器(LPF); 944低頻(LF)轉(zhuǎn)子電流 a-分量差A(yù)i;信號；945 LF轉(zhuǎn)子電流P-分量差A(yù)i、信號；946PI功能 塊；947積分定子電壓a-分量校正^aC。"信號；948積分定子電壓卩-分量校正pi/。""信號；950第五加法功能塊；952校正的定子BEMF a-分量esa信號；954第六加法功能塊；956校正的定子BEMF P-分量 e^信號；958積分功能塊；960典型的積分定子^f茲通a-分量i|/saInWt 號；962典型的積分定子磁通0-分量1)//"信號；
1000備選定子磁通估計模塊；1001積分定子磁通A-B分量v|/sAB 部分；1002第一加法功能塊；1004定子反電磁力(BEMF) A-B分量 e、AB信號；1006定子反電磁力(BEMF) A-B分量esAB信號；1008第 一積分功能塊；1010積分定子》茲通A-B分量vi/sab信號；1012第二加 法功能塊；1014 ^^正的定子^f茲通A-B分量信號；1016第一虛擬開關(guān)； 1018第二積分功能塊；1020定子磁通A-B校正反饋ii/sABC。""信號； 1021定子磁通A-B校正反饋i)/sABC。""通道；1022第二虛擬開關(guān)；1023 定子磁通A-B分量低通濾波器；1024第三積分功能塊；1026積分定 子磁通A-B校正反饋vi/sABC。""信號；1027積分定子磁通A-B校正反饋 v)/sabC。""通道；1028第三加法功能塊；1029PI調(diào)節(jié)器；1030定子電
壓八-8偏差11^0脇信號；1051積分定子磁通B-C分量VsBC部分；
1052第四加法功能塊；1054定子反電磁力(BEMF) B-C分量e、Bc信 號；1056定子反電磁力(BEMF)B-C分量esBc信號；1058第四積分 功能塊；1060定子磁通B-C校正反饋VsBcC町信號；1062第五加法 功能塊；1064校正的定子石茲通B-C分量信號；1066第三虛擬開關(guān)；1068第五積分功能塊；1070定子磁通B-C校正反饋\^^°""信號； 1071定子磁通B-C校正反饋xi/sBcC加通道；1072第四虛擬開關(guān)；1073 定子磁通B-C分量低通濾波器；1074第六積分功能塊；1076積分定 子磁通B-C校正反饋v)/sBcC。""信號；1077積分定子磁通B-C校正反饋 VsbcC。""通道；1078第六加法功能塊；1079PI調(diào)節(jié)器；1080定子電壓 B-C偏差UsBcOffset信號；1082坐標(biāo)變換功能塊；1084備選積分定子 磁通a-分量化a信號；1086備選積分定子磁通卩-分量xj^信號；
1100電壓和電流偏差校正方案；1102第一虛擬接觸器；1104第 一低通濾波器(LPF); 1106定子電壓傳感器偏差a-分量Us,fset信號； 1108第一加法功能塊；1110定子電壓a-分量Usa信號；1112第二虛 擬接觸器；1114第二低通濾波器(LPF); 1116定子電壓傳感器偏差卩-分量,0細(xì)信號；1118第二加法功能塊；1120定子電壓p-分量usp 信號；1122第三虛擬接觸器；1124第三低通濾波器(LPF); 1126定 子電流傳感器偏差a-分量isaOffset信號；1128第三加法功能塊；1130定 子電流a-分量U信號；1132第四虛擬接觸器；1134第四低通濾波器 (LPF); 1136定子電流傳感器偏差p-分量i/歸信號；1138第四加法 功能塊；1140定子電流P-分量i^信號；
1200另一備選定子磁通估計模塊；1202乘法功能塊；1204-isa* Rs的乘積信號；1206-is^Rs的乘積信號；1208第一加法功能塊；1210 定子反電磁力(BEMF)a-分量esa信號；1212第二加法功能塊；1214定 子反電磁力(BEMF)P-分量esp信號；1216虛擬接觸器組件；1218第 一虛擬接觸器；1220第二虛擬接觸器；1222第三虛擬接觸器；1224 第四虛擬接觸器；1226LPF功能塊；1228 LPF; 1230定子》茲通近似 值a-分量esa信號；1232定子磁通近似值(3-分量e^信號；1234絕對 值/相位誤差補(bǔ)償功能塊；1236定子通量矢量vsa信號；1238定子通 量矢量v)/sp信號；1240積分功能塊；1242積分定子磁通a-分量v|/saInt 信號；1244積分定子》茲通f3-分量x^mt信號；1250備選電氣參數(shù)；1252 定子a-軸；1254定子卩-軸；1256定子d-正交軸線；1258定子q-正交軸線；1260轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度cor; 1262定子電流矢量is; 1264定子電 流絕對值ig; 1266位差角度A9i; 1268轉(zhuǎn)子位置er; 1270勵磁磁通 鏈?zhǔn)噶縑f; 1271勵磁磁通鏈絕對值M; 1272估計的轉(zhuǎn)子通量矢量
1273估計的轉(zhuǎn)子磁通絕對值h/'rl; 1274定子通量矢量\|/8; 1276 Lq *^乘積矢量；
1300備選邏輯；1302多個電壓和電流傳感器；1304備選定子 ^磁通估計模塊；1306定子電壓矢量^信號；1308定子電流矢量is信 號；1310定子電阻Rs信號；1312定子電阻Rs寄存器；1314定子通 量矢量^a信號；1316定子通量矢量Vsp信號；1318轉(zhuǎn)子/定子磁通 功能塊；1320定子d-軸電感Ld信號；1322定子d-軸電感Ld寄存器； 1324定子q-軸電感Lq信號；1326定子q-軸電感Lq寄存器；1328轉(zhuǎn)
子磁通a-分量估計《nx信號；1330轉(zhuǎn)子磁通卩-分量估計v)/Vp信號； 1332乘法功能塊；1334cos0r信號；1336 sin0r信號；1338鎖相環(huán) (PLL); 1340轉(zhuǎn)子位置6r信號；1350另一備選邏輯；1352備選轉(zhuǎn)子 /定子磁通功能塊；1354定子電感Ls信號；1356定子電感Ls寄存器； 1358定子磁通a-分量估計vj/ a信號；1360定子;茲通|3-分量估計 信號；1362乘法功能塊；1364cos9r信號；1366 sin6r信號；1368鎖 相環(huán)(PLL); 1370轉(zhuǎn)子位置0r信號；
1400備選定子;茲通估計^f莫塊；1402定子電壓傳感器；1404定 子電壓矢量UsAB信號；1406定子電壓矢量UsBc信號；1408定子電流 傳感器；1410定子電流矢量isA信號；1412定子電流矢量U言號； 1414定子電流矢量isc信號；1416第一加法功能塊；1418 (U-isB)信 號；1420第一乘法功能塊；1422定子電阻Rs信號；1424定子電阻 Rs寄存器；1426-(isA-isB"Rs的乘積信號；1428第二加法功能塊；1430 定子反電磁力(BEMF) A-B分量e'sAB信號；1432第三加法功能塊； 1434(isB-isc)信號；1436第二乘法功能塊；1438 -(isB-isC) * Rs的乘積信 號；1440第四加法功能塊；1442定子反電磁力(BEMF) B-C分量e'sBC 信號；1444積分定子磁通A-B分量vi/sab部分；1446第五加法功能塊；1448定子反電磁力(BEMF)A-B分量esAB信號；1450第一積分功能 塊；1452校正的定子》茲通A-B分量信號；1454第六加法功能塊；1456 校正的定子磁通A-B分量信號；1458第二積分功能塊；1460定子磁 通A-B校正反饋VsABC。"信號；1461定子磁通A-B校正反饋1^/。"" 通道；1462第三積分功能塊；1463定子磁通A-B分量低通濾波器； 1464積分定子磁通A-B校正反饋VsABC。""信號；1465積分定子磁通 A-B校正反饋vi/sAeC。"通道；1466第七加法功能塊；1467PI調(diào)節(jié)器； 1468定子電壓A-B偏差UsAB欣set信號；1470積分定子磁通B-C分量 Vsbc部分；1472第八加法功能塊；1474定子反電磁力(BEMF) p-分量 e^信號；1476第四積分功能塊；1478積分定子磁通B-C分量\(/sbc 信號；1480第九加法功能塊；1482校正的定子磁通B-C分量信號； 1484第五積分功能塊；1486第一受約束的定子電壓B-C分量 UsBcistc喊信號；1487定子磁通B-C校正反饋VsBcC。"通道；1488第 六積分功能塊；1489定子/f茲通B-C分量低通濾波器；1490積分定子 磁通B-C校正反饋^BcC。""信號；1491積分定子磁通B-C校正反饋 vKsbcC。""通道；1492第十加法功能塊；1493PI調(diào)節(jié)器；1494定子電壓 B-C偏差u迅c^set信號；1496坐標(biāo)變換功能塊；1498備選積分定子 磁通a-分量vj/sa信號；1499備選積分定子磁通p-分量^p信號；
1500典型的定子^f茲通估計模塊；1502第一坐標(biāo)變換功能塊； 1504定子電壓反饋a-分量Usa她信號；1506定子電壓反饋P-分量u/k 信號；1508第二坐標(biāo)變換功能塊；1510定子電流反饋a-分量i犯她 信號；1511定子電流反4貴P-分量isp她信號；1512乘法功能塊；1514 -^她*113的乘積信號；1516-is,"Rs的乘積信號；1518第一加法功 能塊；1520定子反電磁力(BEMF)a-分量esa信號；1522第二加法功 能塊；1524定子反電磁力(BEMF)p-分量esp信號；1526定子磁通基 準(zhǔn)絕對值信號lvi/,l; 1528定子磁通基準(zhǔn)絕對值寄存器|1|/,|; 1530定
子磁通a-分量基準(zhǔn)vj/jef功能塊；1532定子磁通^分量基準(zhǔn)^,功能 塊；1534定子磁通a-分量基準(zhǔn)xi/jef信號；1536定子磁通卩-分量基
7準(zhǔn)Vsp""ef信號；1538第三加法功能塊；1540定子磁通a-分量估計 信號；1542定子磁通(3-分量差A(yù)x(/sp信號；1544第四加法功能塊；1546 定子磁通|3-分量估計^^信號；1548定子磁通a-分量差A(yù)^a信號； 1550低通濾波器(LPF); 1552低頻(LF)定子磁通a-分量差A(yù)x^信號； 1554LF轉(zhuǎn)子電流卩-分量差A(yù)x(/sp信號；1555 PI功能塊；1556積分定 子電壓a-分量校正^aC。""信號；1558積分定子電壓P-分量校正!i/。" 信號；1560第五加法功能塊；1562校正的定子BEMF a-分量e^信 號；1564第六加法功能塊；1566校正的定子BEMF p-分量e^信號； 1568積分功能塊；
1600電壓和電流偏差^f交正方案；1604第一^f氐通濾波器(LPF); 1606定子電壓傳感器偏差a-分量Usa,et信號；1608第一加法功能塊； 1610定子電壓a-分量usa信號；1614第二低通濾波器(LPF); 1616定 子電壓傳感器偏差p-分量u/版t信號；1618第二加法功能塊；1620定 子電壓(3-分量Us(3信號；1624第三低通濾波器(LPF); 1626定子電流 傳感器偏差a-分量isa^set信號；1628第三加法功能塊；1630定子電 流a-分量isa信號；1634第四低通濾波器(LPF); 1636定子電流傳感 器偏差(3-分量i/ffset信號；1638第四加法功能塊；1640定子電流卩-分量i^信號；
1700另一備選定子》茲通估計模塊；1702乘法功能塊；1704-isa* Rs的乘積信號；1706 -isp承Rs的乘積信號；1708第一加法功能塊；1710 定子反電磁力(BEMF)a-分量esa信號；1712第二加法功能塊；1714定 子反電磁力(BEMF)p-分量esp信號；1716低通濾波器(LPF); 1718定 子磁通近似值a-分量信號；1720定子磁通近似值卩-分量信號；1722絕 對值/相位誤差補(bǔ)償功能塊；1724定子通量矢量ij/sa信號；1726定子 通量矢量v]/s卩信號；
1800備選的電氣和控制系統(tǒng)；1812轉(zhuǎn)子速度信號； 1900備選的電氣和控制系統(tǒng)；1912轉(zhuǎn)子速度信號。
權(quán)利要求
1. 一種用于電機(jī)(118/518)的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)(300/400)，所述電機(jī)具有至少部分地圍繞轉(zhuǎn)子(122/522)而延伸的定子(120/520)，其中所述電機(jī)配置成可電聯(lián)接在電力系統(tǒng)(242)上，而所述電力系統(tǒng)配置成可以至少部分的功率變換而將至少一相的電力傳送至所述電機(jī)以及從其中傳出，所述轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)包括至少一個利用定子通量矢量估計方案(726/1304)編制程序的處理器(202/502)，其中所述定子通量矢量估計方案經(jīng)編程以產(chǎn)生至少一個定子反電磁力(BEMF)信號(918/920/1004/1006/1210/1214/1448/1474/1520/1524/1710/1714)，其中所述定子通量矢量估計方案還利用至少一個定子反電磁力信號經(jīng)編程以產(chǎn)生至少一個定子通量矢量信號(734/736/1314/1316)，其中所述至少一個定子通量矢量信號至少部分地代表所估計的轉(zhuǎn)子位置(620/1268)；和至少一個輸出裝置(210/510)，其與所述至少一個處理器成數(shù)據(jù)通信耦合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)(300),其特征在于， 其還包括所述至少一個處理器(202)，該至少一個處理器(202)利用轉(zhuǎn)子 電流估計方案(738)編制程序，所述轉(zhuǎn)子電流估計方案(738)與所述定子 通量矢量估計方案(726)成數(shù)據(jù)通信耦合，其中所述轉(zhuǎn)子電流估計方案 經(jīng)編程以接收所述至少一個定子通量矢量信號(734/736)，并產(chǎn)生至少 一個轉(zhuǎn)子電流信號(740/742)，而所述至少一個轉(zhuǎn)子電流信號至少部分 地代表所估計的轉(zhuǎn)子位置(620)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)(400),其特征在于， 其還包括所述至少一個處理器(502)，其利用轉(zhuǎn)子通量矢量估計方案 (1318)編制程序，所述轉(zhuǎn)子通量矢量估計方案(1318)與所述定子通量矢 量估計方案(1304)成數(shù)據(jù)通信耦合，其中所述轉(zhuǎn)子通量矢量估計方案 經(jīng)編程以接收所述至少一個定子通量矢量信號(1314/1316)，并產(chǎn)生至少一個轉(zhuǎn)子電流信號(1328/1330)，其中所述至少一個轉(zhuǎn)子電流信號至 少部分地代表所估計的轉(zhuǎn)子位置(1268)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)(300/400),其特征在 于，其還包括一種在線傳感器偏差估計方案(l 100/1600),其在所述至 少一個處理器(202/502)中進(jìn)行編程，以1更在所述電力系統(tǒng)(242)和所述 電機(jī)(l 18/518)之間傳送電力的同時，補(bǔ)償從至少 一個傳感器 (901/907/1402/1408)中傳送的至少一個信號(902/903/908/909/910/1404 /1406/1410/1412/1414)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)(300/400),其特征在 于，其還包括至少一個鎖相環(huán)方案(754/822/1338/1368)，其在所述至 少一個處理器(202/502)中進(jìn)行編程，以確定并傳送所估計的轉(zhuǎn)子位置 信號(756/824/1340/1370)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)(300/400),其特征在 于，其還包括至少一個坐標(biāo)變換方案(710/1082/1496/1502/1508)，其在 所述至少一個處理器(202/502)中進(jìn)行編程，用以接收參照第一參照系 的第一定子電壓信號(1404/1406)、第 一 定子電流信號 (1410/1412/1414)、第一定子通量信號(1010/1060 /1452/1478)和第一轉(zhuǎn) 子電流信號(704/706/708)等信號中的至少 一個，并產(chǎn)生參照第二參照 系的第二定子電壓信號(1504/1506)、第二定子電流信號(1510/1512)、 第二定子通量信號(1084/1086/1498/1499)和第二轉(zhuǎn)子電流信號 (712/714)等信號中的至少一個。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)(300/400),其特征在 于，所述至少一個處理器(202/502)經(jīng)編程以利于在下述情況下使所述 電機(jī)(118/518)保持電連接到三相交流電力系統(tǒng)(242)上，該情況是指在 所述至少一個處理器接收到基本上代表三相交流電力系統(tǒng)的至少一 個相位的電壓幅度減少至以下值的至少 一 個的期間和之后，而該值 是預(yù)定的低電壓闊值，從而促進(jìn)了低電壓穿越能力(LVRT);和大約零伏，從而促進(jìn)了零電壓穿越能力(ZVRT)。
8. —種風(fēng)力渦輪(100)包括至少 一個發(fā)電機(jī)(l 18/518),其配置成可電聯(lián)接在電力系統(tǒng)(242) 上，其中所述電力系統(tǒng)配置成可將至少一相的電力傳送至所述至少一 個發(fā)電機(jī)中以及從其中傳出，所述至少一個發(fā)電機(jī)包括至少部分地圍 繞轉(zhuǎn)子(122/522)而延伸的定子(120/520);和 轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)(300/400)，其包括至少一個處理器(202/502),其利用定子通量矢量估計方案 (726/1304)編制程序，其中所述定子通量矢量估計方案經(jīng)編程以產(chǎn) 生至少一個定子反電磁力 (BEMF)信號 (918/920/1004/1006/1210/1214/1448 /1474/1520/1524/1710/1714)， 所述定子通量矢量估計方案還利用所述至少一個定子反電f茲力信 號經(jīng)編程以產(chǎn)生至少一個定子通量矢量信號(734/736/1314/1316), 而至少一個定子通量矢量信號至少部分地代表所估計的轉(zhuǎn)子位置 (620/1268);和至少一個輸出裝置(210/510),其與所述至少一個處理器成數(shù)據(jù) 通信耦合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力渦輪(IOO),其特征在于，其還包 括所述至少一個處理器(202)，該至少一個處理器(202)利用轉(zhuǎn)子電流估 計方案(738)編制程序，所述轉(zhuǎn)子電流估計方案(738)與所述定子通量矢 量估計方案(726)成數(shù)據(jù)通信耦合，其中所述轉(zhuǎn)子電流估計方案經(jīng)編程 以接收所述至少一個定子通量矢量信號(734/736)，并產(chǎn)生至少一個轉(zhuǎn) 子電流信號(740/742),其中所述至少一個轉(zhuǎn)子電流信號至少部分地代 表所估計的轉(zhuǎn)子位置(620)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力渦輪(100),其特征在于，其還包 括所述至少一個處理器(502),該至少一個處理器(502)利用轉(zhuǎn)子通量矢 量估計方案(1318)編制程序，所述轉(zhuǎn)子通量矢量估計方案(1318)與所述 定子通量矢量估計方案(1304)成數(shù)據(jù)通信耦合，其中所述轉(zhuǎn)子通量矢量估計方案經(jīng)編程以接收所述至少 一 個定子通量矢量信號(1314/1316)，并產(chǎn)生至少一個轉(zhuǎn)子電流信號(1328/1330),其中所述至 少一個轉(zhuǎn)子電流信號至少部分地代表所估計的轉(zhuǎn)子位置(1268)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于電機(jī)(118/518)的轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)(300/400)。電機(jī)具有至少部分地圍繞轉(zhuǎn)子(122/522)而延伸的定子(120/520)。電機(jī)配置成可電聯(lián)接在電力系統(tǒng)(242)上。該電力系統(tǒng)配置成可以至少部分的功率變換而將至少一相的電力傳送至電機(jī)中以及從其中傳出。這種轉(zhuǎn)子位置估計系統(tǒng)包括至少一個利用定子通量矢量估計方案(726/1304)編制程序的處理器(202/502)。定子通量矢量估計方案經(jīng)編程以產(chǎn)生至少一個定子反電磁力(BEMF)信號。定子通量矢量估計方案還利用至少一個定子BEMF信號經(jīng)編程以產(chǎn)生至少一個定子通量矢量信號。至少一個定子通量矢量信號至少部分地代表估計的轉(zhuǎn)子位置(620/1268)。這種轉(zhuǎn)子位置估計方案還包括至少一個輸出裝置(210/510)，其與所述至少一個處理器成數(shù)據(jù)通信耦合。用于裝配電機(jī)的方法和設(shè)備。
文檔編號H02P21/14GK101521482SQ20091000791
公開日2009年9月2日 申請日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者A·M·克洛多夫斯基, H·翁, R·泰希曼, X·袁, Z·盧, 楊文強(qiáng), 王長永 申請人:通用電氣公司