燃气轮机组静止变频启动时转子初始位置检测.docx

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燃气轮机组静止变频启动时转子初始位置检测

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摘要：随着发电机机组向大容量方向发展，为避免机组启动过程中对电网和机组本身造成冲击，静止变频启动系统目前已开始应用于大型同步电机的变频启动领域。本文基于燃气轮机组静止变频启动系统，分析了电机转子在不安装位置传感器的情况下，如何通过电气检测方法计算转子初始位置。该方法操作简单且方便可靠，已经在动模实验平台上得到验证。

关键词：静止变频启动；电气检测方法；转子初始位置

AbstractAsthelarge-capacitygeneratordevelops,inordertoavoidimpactonthegridaswellastheunititselfduringstartup,staticfrequencyconversionsystemhasbeenusedinthefieldoffrequencyconversionstartoflargesynchronousmotor.Basedonthestaticfrequencyconversionstartsystemofgasturbine,thispaperanalyzedhowtouseelectricaldetectionmethodtocalculatetheinitialpositionoftherotorwithoutinstallingthepositionsensor.Themethodissimple,convenientandreliable,whichhaspassedvalidationonthedynamicsimulationexperimentplatform.

Keywords:staticfrequencyconversion;electricaldetectionmethod;initialpositionoftherotor

静止变频启动装置只有检测出转子实际空间位置后，控制系统才能决定变频器的通电方式和控制模式，从而保证变频器的工作频率和机组转子运行频率始终同步，所以转子位置检测是静止变频启动运行的必要条件之一[1]。无位置传感器的启动控制方法是实际系统中的首选方案。

1静止变频启动系统主电路拓扑结构

静止变频启动系统由输入变压器、控制柜、网桥柜、机桥柜、电抗柜、输出变压器等组成。机组变频启动主要分为几个阶段：启动准备阶段、转子初始位置检测阶段、强迫换相阶段、自然换相阶段、退出运行等过程[2]。图1为燃气轮机组静止变频启动系统示意图。

从上述分析可得，为使转子获得最大启动力矩，应该导通的逆变桥晶闸管由转子的初始位置决定，因此电机启动必须对转子的初始位置进行检测。

3初始位置检测方法

转子初始位置为电机在静止状态下，转子纵轴与定子A相轴线之间的夹角。转子初始位置检测时，对转子施加励磁电流，利用定子三相绕组中感应电动势的幅值和相位信息推算转子的初始位置。考虑到实际采样电路中存在直流偏移和一些随机干扰分量，因此在计算同步电机转子初始位置时，必须采取有效的措施消除直流偏移和采样通道中窜入的随机干扰分量。转子初始位置检测算法框图如图4所示。

上述测试数据中，最大误差为0.86°，满足工程测量要求。上文研究的基于坐标变换和积分滤波的电气检测方法在检测转子初始位置时具有很高的精度，满足工程设计的要求，在实际系统中是可行。

5结论

介绍了基于坐标变换和积分滤波的转子初始位置电气检测方法，该方法较以往文献中直接通过机端电压进行转子初始位置检测具有更强的实践意义。该方法测量精度高，测量过程简单，在动模实验平台得到了较好的验证。

Reference

[1]刘明行，赵玉，项立峥．燃气轮机发电机静止变频启动装置研究[J]．能源研究与信息．2006，22(2)：98-102．

[2]汪卫平，吴培枝，毕杨，张雷，王大强．琅琊山抽水蓄能电站机组变频启动中转子位置计算的运行分析[J]．水电自动化与大坝监测．2014，38(2)：76-79．

[3]陶以彬，鄢盛驰，李官军，王德顺．基于双CPU控制的静止变频启动器系统设计[J]．电力电子技术．2013，47(5)：76-79．

[4]戈宝军，李玉玲．励磁控制下抽水蓄能电机静止变频器启动研究[J]．电机于控制学报，2002，7(3)：187-190．

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-全文完-