一种无刷发电机组的电参数计算方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种无刷发电机组的电参数计算方法、系统及存储介质，其方法包括以下步骤，根据永磁机与发电机同轴旋转的特性，建立永磁机频率与每周波采样点数和谐波次数的对应关系表；测量永磁机频率和发电机频率；基于对应关系表，根据永磁机频率与发电机频率的比值，调整对永磁机电压进行交流采样的采样周期；根据采样周期对永磁机电压进行交流采样，得到永磁机在每周波采样点下的电压采样值；基于傅里叶变换的谐波计算公式，根据对应关系表中对应永磁机频率下的采样点数和谐波次数，计算出永磁机电压。本发明专利技术在于不关注永磁机额定频率的条件下，自适应的选择采样点数，并依据永磁机频率准确、快速地计算出永磁机电压，适用性强，可靠性高。可靠性高。可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
一种无刷发电机组的电参数计算方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及电机励磁领域，具体涉及一种无刷发电机组的电参数计算方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]发电机励磁系统是一个独立系统，是发电机控制的重要系统之一，具有实时调节和快速响应特性。三机无刷发电机组由于维护简单，安全性高，用永磁机取代励磁变压器，成本较低，因此三机无刷发电机组使用越来越广，但永磁机故障也偶有发生，目前所有励磁产品都没有监视永磁机电压的功能，为提高智能监视，快速判断故障，励磁调节系统监视永磁机的电压状态变得非常必要，励磁系统必需要能正确测量永磁机电压才可以进行故障判断。我国发电机频率为50Hz，但永磁机频率从50Hz～500Hz都有，且不一定是50Hz的整数倍，大部分永磁机频率都比较高，部分永磁机甚至不标明额定频率。永磁机用于励磁整流，其电压波形畸变严重，这些对励磁系统测量永磁机电压造成很大的难度。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无刷发电机组的电参数计算方法、系统及存储介质，可以准确的计算出永磁机电压，适用性强，可靠性高。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种无刷发电机组的电参数计算方法，所述无刷发电机组包括发电机和永磁机，所述电参数包括永磁机电压，所述电参数计算方法包括以下步骤，
[0005]根据所述永磁机与所述发电机同轴旋转的特性，预先建立永磁机频率与每周波采样点数和谐波次数的对应关系表；
[0006]测量永磁机频率，以及测量发电机频率；
[0007]基于所述对应关系表，根据所述永磁机频率与所述发电机频率的比值，调整对所述永磁机电压进行交流采样的采样周期，使所述永磁机在每周波交流采样下的采样点数与所述对应关系表中对应永磁机频率下的采样点数相同；
[0008]根据所述采样周期对所述永磁机电压进行交流采样，得到所述永磁机在每周波采样点下的电压采样值；
[0009]基于傅里叶变换的谐波计算公式，根据所述永磁机在每周波采样点下的电压采样值以及所述对应关系表中对应永磁机频率下的采样点数和谐波次数，计算出所述永磁机电压。
[0010]基于上述一种无刷发电机组的电参数计算方法，本专利技术还提供一种无刷发电机组的电参数计算系统。
[0011]一种无刷发电机组的电参数计算系统，所述无刷发电机组包括发电机和永磁机，所述电参数计算系统应用于如上述所述的无刷发电机组的电参数计算方法，所述电参数包括永磁机电压，所述电参数计算系统包括以下模块，
[0012]对应关系表建立模块，其用于根据所述永磁机与所述发电机同轴旋转的特性，预先建立永磁机频率与每周波采样点数和谐波次数的对应关系表；
[0013]频率测量模块，其用于测量永磁机频率和发电机频率；
[0014]采样点数调整模块，其用于基于所述对应关系表，根据所述永磁机频率与所述发电机频率的比值，调整对所述永磁机电压进行交流采样的采样周期，使所述永磁机在每周波交流采样下的采样点数与所述对应关系表中对应永磁机频率下的采样点数相同；
[0015]永磁机电压采样模块，其用于根据所述采样周期对所述永磁机电压进行交流采样，得到所述永磁机在每周波采样点下的电压采样值；
[0016]永磁机电压计算模块，其用于基于傅里叶变换的谐波计算公式，根据所述永磁机在每周波采样点下的电压采样值以及所述对应关系表中对应永磁机频率下的采样点数和谐波次数，计算出所述永磁机电压。
[0017]基于上述一种无刷发电机组的电参数计算方法，本专利技术还提供一种计算机存储介质。
[0018]一种计算机存储介质，包括存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的无刷发电机组的电参数计算方法。
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术一种无刷发电机组的电参数计算方法、系统及存储介质利用永磁机与发电机同轴旋转，发电机频率和永磁机频率始终保持同一比值，在于不关注永磁机额定频率的条件下，根据永磁机频率与发电机频率的比值，自适应的选择采样点数，并依据永磁机频率准确、快速地计算出永磁机电压，适用性强，可靠性高；因此本专利技术可以在线高精度地监视永磁机电压，实时探测永磁机输出电压是否正常进行故障判断并报警。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种无刷发电机组的电参数计算方法的流程图；
[0021]图2为永磁机频率测量电路的电路结构示意图；
[0022]图3为永磁机电压采样电路的电路结构示意图；
[0023]图4为发电机频率测量电路的电路结构示意图；
[0024]图5为发电机电压采样电路的电路结构示意图；
[0025]图6为为本专利技术一种无刷发电机组的电参数计算系统的结构框图。
具体实施方式
[0026]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0027]如图1所示，一种无刷发电机组的电参数计算方法，所述无刷发电机组包括发电机和永磁机，所述电参数包括永磁机电压，所述电参数计算方法包括以下步骤，
[0028]所述电参数包括永磁机电压，所述电参数计算方法包括以下步骤，
[0029]根据所述永磁机与所述发电机同轴旋转的特性，预先建立永磁机频率与每周波采样点数和谐波次数的对应关系表；
[0030]测量永磁机频率，以及测量发电机频率；
[0031]基于所述对应关系表，根据所述永磁机频率与所述发电机频率的比值，调整对所述永磁机电压进行交流采样的采样周期，使所述永磁机在每周波交流采样下的采样点数与所述对应关系表中对应永磁机频率下的采样点数相同；
[0032]根据所述采样周期对所述永磁机电压进行交流采样，得到所述永磁机在每周波采样点下的电压采样值；
[0033]基于傅里叶变换的谐波计算公式，根据所述永磁机在每周波采样点下的电压采样值以及所述对应关系表中对应永磁机频率下的采样点数和谐波次数，计算出所述永磁机电压。
[0034]在本专利技术的电参数计算方法中：通过市场调研三机无刷发电机所使用的永磁机频率主要有如表1所示的频率，建立的所述对应关系表具体如表1所示。
[0035]表1：对应关系表
[0036][0037][0038]在本专利技术的电参数计算方法中：测量永磁机频率的具体步骤为，
[0039]将所述永磁机的输出依次通过第一电压互感器和第一二阶低通滤波器，得到所述永磁机的交流电压信号；
[0040]利用第一过零滞回比较电路将所述永磁机的交流电压信号转变为振幅为
±
12V的第一对称方波信号；
[0041]利用第一脉冲限幅电路将所述第一方波信号转变成CPU可以接受的0～3.3V的第二对称方波信号；
[0042]利用CPU捕捉所述第二对称方波信号连续两次脉冲上升沿的第一间隔计数值，并根据所述CPU的系统时钟频率和所述第一间隔计数值计算出所述永磁机频率；所述永磁机频率的计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无刷发电机组的电参数计算方法，所述无刷发电机组包括发电机和永磁机，其特征在于：所述电参数包括永磁机电压，所述电参数计算方法包括以下步骤，根据所述永磁机与所述发电机同轴旋转的特性，预先建立永磁机频率与每周波采样点数和谐波次数的对应关系表；测量永磁机频率，以及测量发电机频率；基于所述对应关系表，根据所述永磁机频率与所述发电机频率的比值，调整对所述永磁机电压进行交流采样的采样周期，使所述永磁机在每周波交流采样下的采样点数与所述对应关系表中对应永磁机频率下的采样点数相同；根据所述采样周期对所述永磁机电压进行交流采样，得到所述永磁机在每周波采样点下的电压采样值；基于傅里叶变换的谐波计算公式，根据所述永磁机在每周波采样点下的电压采样值以及所述对应关系表中对应永磁机频率下的采样点数和谐波次数，计算出所述永磁机电压。2.根据权利要求1所述的无刷发电机组的电参数计算方法，其特征在于：测量永磁机频率的具体步骤为，将所述永磁机的输出依次通过第一电压互感器和第一二阶低通滤波器，得到所述永磁机的交流电压信号；利用第一过零滞回比较电路将所述永磁机的交流电压信号转变为振幅为
±
12V的第一对称方波信号；利用第一脉冲限幅电路将所述第一方波信号转变成0～3.3V的第二对称方波信号；利用CPU捕捉所述第二对称方波信号连续两次脉冲上升沿的第一间隔计数值，并根据所述CPU的系统时钟频率和所述第一间隔计数值计算出所述永磁机频率；所述永磁机频率的计算公式为，其中，f
t
为所述永磁机频率，F为所述CPU的系统时钟频率，t1为所述第一间隔计数值。3.根据权利要求2所述的无刷发电机组的电参数计算方法，其特征在于：所述电参数计算方法还包括以下步骤，根据所述永磁机频率和所述第一二阶低通滤波器内的元件参数计算出所述永磁机电压在交流采样下的放大倍数，并根据所述放大倍数对所述永磁机电压进行补偿，得到所述永磁机电压的真实值；所述永磁机电压的真实值的计算公式为，其中，U
RMS
为所述永磁机电压的真实值，U为所述永磁机电压，A为所述放大倍数。4.根据权利要求3所述的无刷发电机组的电参数计算方法，其特征在于：根据所述采样周期对所述永磁机电压进行交流采样，得到所述永磁机在每周波采样点下的电压采样值，具体包括以下步骤，将所述永磁机的交流电压信号输入至AD采样芯片中，所述AD采样芯片根据所述采样周期对所述永磁机电压进行交流采样，得到所述永磁机在每周波采样点下的电压采样值。5.根据权利要求1所述的无刷发电机组的电参数计算方法，其特征在于：测量发电机频
率的具体步骤为，将发电机励磁专用PT二次电压输出依次通过第二电压互感器和第二二阶低通滤波器，得到所述发电机的第一交流电压信号；利用第二过零滞回比较电路将所述发电机的第一交流电压信号转变为振幅为
±
12V的第三对称方波信号；利用第二脉冲限幅电路将所述第三方波信号转变成0～3.3V的第四对称方波信号；利用CPU捕捉所述第四对称方波信号连续两次脉冲上升沿的第二间隔计数值，并根据所述CPU的系统时钟频率和所述第二间隔计数值计算出所述发电机频率；所述发电机频率的计算公式为，其中，f
g
...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳清风，杨立强，谢连忠，李根，刘佳，
申请(专利权)人：北京科电亿恒电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：