本發(fā)明涉及一種電機領域的處理方法，特別是一種旋轉變壓器位置故障信息判斷及故障處理方法。

背景技術：

在電機運行過程中，旋轉變壓器將電機位置信息通過解碼芯片反饋給主控器件，是矢量控制閉環(huán)系統(tǒng)中重要環(huán)節(jié)。若是在運行過程中，各種干擾的存在影響了位置信息的準確性，則會導致電機運行不平穩(wěn)，出現(xiàn)比較大的抖動，影響控制系統(tǒng)的準確性和安全性。所以為了保證電機穩(wěn)定運行，對位置故障信息進行判斷并濾除位置的干擾信息意義重大。

當前實際工程應用中，大部分電機控制器未做這部分干擾信息的處理內容，當出現(xiàn)干擾時電機運行不穩(wěn)定，甚至會停機報故障。目前，有文章指出在出現(xiàn)干擾時，采用速度觀測方法估計電機轉子位置和轉速。但是，這種方法計算復雜、對電機模型依賴程度高，不易實際工程實現(xiàn)，當電機參數(shù)有所變化時，其運行性能會變差。而且，在運行過程中突然切換到其他方法估算位置信息可能會出現(xiàn)電機運行不穩(wěn)、失控等狀況。中國專利cn103532451a，采用了利用相鄰處理周期的轉速差值判斷位置信息是否異常，并通過上次的位置信息和轉速信息估計當前的電機位置進行控制。首先，其得到的是電機位置信息，而對轉速信息進行判斷，并未從最根本的地方入手。其次，一般轉速環(huán)要比電流環(huán)慢，這樣其判斷就存在滯后性，并不能判斷出所有的故障。而且其對故障的處理時間十分有限，并不適用于長時間估算，也不太適用于轉速突變(如加、減速)過程。

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新的技術方案以解決現(xiàn)存的技術缺陷。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述對位置故障信息處理方法的問題和不足之處，本發(fā)明提供了一種不依賴電機參數(shù)、性能可靠、適用范圍廣的旋轉變壓器位置故障信息判斷以及故障信息處理方法。

為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種旋轉變壓器位置故障信息判斷及故障處理方法，解決了現(xiàn)有技術存在的受外界干擾大、計算復雜、實施困難、適用范圍小等技術缺陷。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種旋轉變壓器位置故障信息判斷及故障處理方法，包括以下步驟：

步驟一：求取電機相鄰周期位置差值平均值并保存；

步驟二：計算可得出當前轉速下相鄰周期位置差值不應超過的值△θs；

步驟三：時刻保存保存幾個周期內相鄰周期的位置差值，并求平均值△θav，同時也保存無傳感器方法計算出的幾個相鄰周期位置差值的平均值△θsav；

步驟四：計算出當前位置差值△θk；

步驟五：判斷△θk是否處于△θs的范圍內；若是，即執(zhí)行步驟六；若否，執(zhí)行步驟七；

步驟六：更新幾個周期內相鄰周期的位置差值的平均值△θav，然后執(zhí)行步驟十；

步驟七：判斷△θk是否超過△θs一定時間；若是，執(zhí)行步驟八；若否，執(zhí)行步驟九；

步驟八：采用加權方法緩慢退出計算，然后執(zhí)行步驟十一；

步驟九：通過加權估算計算位置值，然后執(zhí)行步驟十；

步驟十：執(zhí)行矢量控制算法，然后執(zhí)行步驟十一；

步驟十一：結束。

作為上述技術方案的改進，所述步驟九中的加權運算的計算公式為：

其中，中a、b為加權系數(shù)，a+b＝1；為加權運算估算當前位置。

作為上述技術方案的進一步改進，所述步驟一中的處理方法為：啟動電機并在全速范圍內運行，記錄與轉速無關的相鄰周期轉子位置差值波動情況并求取電機相鄰周期位置差值平均值并保存。

作為上述技術方案的進一步改進，所述步驟二中的處理方法為：利用電機系統(tǒng)的同步速及步驟一保存的相鄰周期位置差值平均值，計算可得出當前轉速下相鄰周期位置差值不應超過的值△θs。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種旋轉變壓器位置故障信息判斷及故障處理方法，該種方法在應用時：在沒有故障時，正常采用旋轉變壓器反饋回來的位置信息，并時時保存更新幾個周期內的實際和無速度計算的相鄰位置差值信息；當故障出現(xiàn)時，結合兩者進行當前位置信息的估算。

通過本發(fā)明技術方案提供的方法，無論電機處于穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)，還是處于加減速狀態(tài)，都能很好地判斷出故障，并有效濾波故障信息，所得到的位置估計值在較長時間內符合系統(tǒng)穩(wěn)定性要求。

該種旋轉變壓器位置故障信息判斷及故障處理方法具有抗干擾性能好、對故障信息的判斷準確性高、精確度好、適用的范圍也大。

總之，該種旋轉變壓器位置故障信息判斷及故障處理方法，解決了現(xiàn)有技術存在的受外界干擾大、計算復雜、實施困難、適用范圍小等技術缺陷。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明的測試波形圖；

圖3是本發(fā)明在電機穩(wěn)態(tài)運行下采集的波形圖；

圖4是本發(fā)明在電機加速運行下采集的波形圖；

圖5是本發(fā)明在電機減速運行下采集的波形圖。

具體實施方式

以下將結合實施例和附圖對本發(fā)明的構思、具體結構及產(chǎn)生的技術效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領域的技術人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關系，并非單指構件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結構。本發(fā)明創(chuàng)造中的各個技術特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合，參照圖1。

為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明提供一種旋轉變壓器位置故障信息判斷及故障處理方法。其具體實現(xiàn)方法如下：

1、故障信息判斷

實際中，不同系統(tǒng)相鄰周期的位置差值波動大小會有所差別，所以在應用前本發(fā)明首先對所用電機進行全速范圍內的運行，在此期間記錄與轉速無關的相鄰周期轉子位置差值波動情況，求取相鄰周期位置差值平均值并保存。此平均值為判斷旋變信息是否故障重要參考。

本發(fā)明利用自己系統(tǒng)中已有算法得到的電機的同步速，同步速可以時時估計轉速的變化情況，采用該值參與運算能夠保證本發(fā)明不僅適用于電機穩(wěn)定運行狀態(tài)的位置估計，也適用于電機變速運行狀態(tài)下的位置估計。利用該值結合所保存的平均值，通過計算可得出當前轉速下相鄰周期位置差值不應超過的值△θs，將此值作為判斷旋變信息是否故障的標準。當相鄰周期內的位置差值超過此值時，則認為旋變有故障，進行相應的濾波處理，否則認為無故障出現(xiàn)。

2、故障信息處理

實際運行中，會時時刻刻保存幾個周期內相鄰周期的位置差值，并求平均值△θav，于此同時也會保存無傳感器方法計算出的幾個相鄰周期位置差值的平均值△θsav。當故障出現(xiàn)時，即當前位置差值△θk超過一定范圍時，則會根據(jù)上一時刻位置值θk-1、△θav和△θsav做相應加權運算估算當前位置計算公式為：

其中a、b為加權系數(shù)，a+b＝1。

整個運行中在不斷更新△θsav，只有在無故障時才更新△θav。之后相應調節(jié)加權系數(shù)a、b可實現(xiàn)逐漸加大△θsav的比重，直至全部為△θsav。若干擾一直存在，則經(jīng)過規(guī)定時間后認為誤差超過一定范圍，則上報故障，執(zhí)行減速或停機命令等。若誤差存在時間小于規(guī)定時間，則在誤差消失的時刻對估計位置和實際反饋位置進行加權運算，得到當前位置值，再經(jīng)過一定時間的加權系數(shù)調整，完全切換為實際旋變反饋位置值。

無速度控制方法通常含有濾波算法，這樣會導致其位置在一定程度上滯后實際位置，致使電機運行效果不佳，所以若直接采用無速度計算出來的位置參與閉環(huán)系統(tǒng)，勢必會影響電機運行性能。但是，這種方法雖然可能存在位置滯后，但其位置變化趨勢與實際系統(tǒng)位置變化趨勢相同，所以當故障出現(xiàn)時，可用無速度方法計算出來的位置偏差參與當前位置值的估算。當轉速處于變化狀態(tài)時，所得到的相鄰周期的位置差值也隨轉速處于變化狀態(tài)，這樣通過相鄰周期位置差值估算出來的當前周期的位置值更精確，適用性更高，所以與其他濾波方法相比就可以相應地加長故障信息處理的時間。

在故障出現(xiàn)時，采用加權位置的方法使比重慢慢偏向無速度方法得到的相鄰周期的位置差值，是為了防止在切換過程中出現(xiàn)較大的數(shù)值波動，影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。采用加權方法可使數(shù)據(jù)平滑過渡、性能穩(wěn)定。在故障消失后，采用估計位置與實際位置加權的方法也是為了實現(xiàn)平滑過渡

具體參照圖2，將旋轉變壓器信息反饋線放到eft測試耦合夾中，運行電機，施加干擾，得到實際反饋的位置信息(線1)，經(jīng)過故障處理后的位置信息(線2)以及故障判斷標志(線2)如圖2所示。可以看出對于這種偶然性、短周期內的干擾，本發(fā)明能夠有效判斷并準確估計出當前位置信息。

在電機運行過程中引入更長的干擾，導致旋轉變壓器反饋故障信息持續(xù)時間更長。此時分別在電機穩(wěn)態(tài)運行過程中、電機加速過程中和電機減速過程中采集旋轉變壓器實際反饋位置信息和本發(fā)明的故障判斷標志及故障處理后的位置信息。

在電機穩(wěn)態(tài)運行、加速和減速工況下所采集波形分別如圖3、4、5所示?？梢钥闯?，在沒有干擾時估算位置與實際位置相同，當故障出現(xiàn)時，實際位置波形明顯出現(xiàn)波動，而估算位置效果良好，位置信息準確。證明采用本發(fā)明方法能夠有效判斷出故障信息，并且能夠在較長時間內有效計算出位置數(shù)據(jù)，作為反饋信息參與閉環(huán)運算。當故障持續(xù)時間超過規(guī)定值后，緩慢退出位置估算，并上報故障信息，停機或減速運行

以上是對本發(fā)明的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內。