技术领域本发明涉及一种误差检测方法，具体讲涉及一种高压开关设备用位移传感器误差检测方法。
背景技术：
高压开关的触头位置和运动参数直接关系到其电气性能，因而制造厂商和用户对此越来越多的关注。随着智能电网技术的发展，对高压开关的机械状态进行准确可靠监测是保证高压开关正常运行的重要手段。目前，在监测高压开关机械状态的方法中较为常用的是在高压开关的动触头传动杆上安装相关的直线型位移传感器或者在动触头的传动轴上安装旋转型位移传感器。位移传感器的精确测量是可靠监测高压开关机械状态的重要前提，目前国内外对高压开关设备机械运动状态传感技术的研究和应用文献较多，但对传感器的误差检测及校验等少有研究报道。尤其是结合高压开关设备的运动特征提出的位移传感器动态检测方法，国内外尚无此类方法研究。因此，需要提供一种新的技术方案，以检测位移传感器在动态过程的测量准确度，同时校验位移传感器对于不同行程的高压开关适用性，解决智能高压开关的位移传感器的误差检测问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种高压开关设备用位移传感器误差检测方法。该方法采用伺服电机的高速转动模拟不同的开关行程曲线，并将被测试的位移传感器与标准传感器进行比对。通过此方法一方面可以检测位移传感器在动态过程的测量准确度，另一方面可以校验位移传感器对于不同行程的高压开关适用性。对于解决智能高压开关位移传感器误差检测起到重要作用。本发明提供的技术方案是：一种高压开关设备用位移传感器误差检测方法，其改进之处在于：所述方法包括如下步骤：步骤S1，上位机设定模拟高压开关触头运动过程的旋转运动曲线，并将所述旋转运动曲线转化为伺服电机驱动控制器的控制参数发送给所述伺服电机驱动控制器，驱动伺服电机旋转，从而模拟高压开关运动；步骤S2，所述伺服电机驱动控制器比较所述上位机设定的旋转运动曲线和所述伺服电机的实际旋转运动曲线，并根据比较结果调整所述伺服电机驱动控制器的输出电流和电压，使所述伺服电机的实际旋转运动曲线与所述上位机设定的旋转运动曲线一致；步骤S3，所述上位机分析、计算、显示所述标准位移传感器和所述被测位移传感器测量的所述伺服电机的旋转运动曲线，并计算所述被测位移传感器参照所述标准位移传感器的误差。优选的，所述步骤S1中，所述上位机将所述旋转运动曲线转化为所述伺服电机的转动角度控制量θref输入到所述伺服电机驱动控制器，作为所述伺服电机驱动控制器的控制参数。进一步，所述标准位移传感器测量所述伺服电机的旋转运动曲线，并将所述伺服电机的实际转速n和实际转动角度θ反馈到所述伺服驱动控制器。优选的，所述伺服电机为三相永磁同步电动机，所述标准位移传感器为高精度光栅器；所述标准位移传感器和所述被测位移传感器与所述三相永磁同步电动机的转轴通过联轴器同轴安装。优选的，所述步骤S2中，所述伺服电机驱动控制器采用idref＝0的控制策略控制所述伺服电机旋转，使所述伺服电机的旋转运动曲线与所述上位机设定的旋转运动曲线一致，其中idref为所述伺服电机的d轴电流控制量。进一步，所述idref＝0的控制策略包括如下步骤：1)将标准位移传感器反馈的所述伺服电机的实际转动角度θ相对于上位机设定的转动角度控制量θref的偏差信号输入到位置PI调节器，通过所述位置PI调节器产生设定转速控制量nref；2)将标准位移传感器反馈的所述伺服电机的实际转速n相对于所述设定转速控制量nref的偏差信号输入到速度PI调节器，通过所述速度PI调节器产生设定q轴电流控制量iqref；3)检测所述三相永磁同步电动机中的任意两相电流iA和iB，并对所述电流iA和iB进行Clarke变换，得到a轴方向的电流iα和β轴方向的电流iβ；4)对所述电流iα和iβ进行Park变换得到q轴电流分量iq和d轴电流分量id；5)将所述d轴电流分量id相对于所述d轴电流控制量idref的电流偏差输入到d轴电流PI调节器；通过所述d轴电流PI调节器产生d轴设定电压控制量Udref；6)将所述q轴电流分量iq相对于所述q轴电流控制量iqref的电流偏差输入到q轴电流PI调节器，通过所述q轴电流PI调节器产生q轴设定电压控制量Uqref；7)对所述q轴电压控制量Uqref和所述d轴电压控制量Udref进行Park逆变换，得到α轴方向的电压控制量Uαref和β轴方向的电压控制量Uβref；8)对所述电压控制量Uαref和所述电压控制量Uβref进行SVPWM运算得到六路IGBT驱动信号分别接入到三相逆变器的控制端，所述三相逆变器的输入接直流电源，其输出接所述伺服电机的三相电源输入接口；所述三相逆变器在所述IGBT驱动信号的控制下，输出交流电至所述伺服电机，从而控制所述伺服电机的实际转速n和转矩。优选的，所述步骤S3中，所述标准位移传感器和所述被测位移传感器通过专用屏蔽电缆与信号处理电路连接，所述信号处理电路通过以太网接口与上位机连接；所述标准位移传感器和所述被测位移传感器测量所述伺服电机的旋转运动曲线，并将测得的结果通过信号处理电路传输给上位机进行显示和误差计算。与最接近的技术方案相比，本发明具有如下显著进步：1、该方法可以模拟高压开关设备触头加速、撞击减速、震荡回弹运动状态和特征；2、本发明提供的检测方法简单可靠，易于实现，利用伺服电机模拟高压开关设备，无需高压开关设备本体即可实现对传感器精确度的检测；3、本发明提供的技术方案通过上位机设定模拟高压开关触头运动的旋转运动曲线，可实现不同电压等级或不同信号下高压开关设备的行程特征模拟，可以快速、简便完成被测位移传感器的适应性和准确度检测，大大节约检测的时间和成本。附图说明图1为本发明提供的硬件结构框图；图2为图1中伺服电机与标准位移传感器和被测位移传感器的安装结构图；图3为伺服电机驱动控制器的控制原理图。其中：1-被测位移传感器；2-被测位移传感器支架；3-标准位移传感器；4-伺服电机支架；5-伺服电机；6-伺服电机电源接线端。具体实施方式为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例，本发明的内容做进一步的说明。本发明通过如图1所示的检测系统实现高压开关设备用位移传感器的误差检测；检测系统主要由伺服电机、伺服电机驱动控制器、标准位移传感器、被测位移传感器、信号处理电路和上位机组成；其中伺服电机为三相永磁同步电动机、标准位移传感器为高精度光栅器；伺服电机驱动控制器通过控制保护单元与220V交流电源相连。伺服电机与标准位移传感器和被测位移传感器的安装结构示意图如图2所示：伺服电机和被测位移传感器分别通过支架支撑，刚性联轴器将光栅器和伺服电机转轴联结在一起，刚性联轴器末端与被测传感器的实现共轴连接。电机高速运动过程，整个联接系统具备良好的动稳定性能，可以保证光栅器、被测传感器偏心程度在允许10um范围内。伺服电机的另一端通过三相电源接口与伺服电机驱动控制器相连；检测系统工作时，首先由上位机给出模拟高压开关触头运动过程的旋转运动曲线，并将旋转运动曲线转换为伺服电机驱动控制器的控制参数，驱动伺服电机转动；伺服驱动控制器通过改变伺服电机电流来控制伺服电机的转速和输出转矩，实现电机高速启动，从而模拟高压开关触头的运动加速过程，通过标准位移传感器反馈的角度位移关系，实施大转矩反向制动，从而模拟开关动触头的撞击制动过程和震荡回弹过程。如图3所示：伺服电机驱动控制器采用“idref＝0”的控制策略，控制伺服电机转动，其中idref为伺服电机d轴方向的电流控制参数；其具体控制方式为：上位机设定的旋转运动曲线等效为电机转子转动角度控制量θref，通过标准位移传感器测得的实际转动角度θ相对于上位机设定的转动角度控制量θref的偏差信号输入到位置PI调节器，通过所述位置PI调节器产生设定转速控制量nref；标准位移传感器反馈的伺服电机的实际转速n相对于设定转速控制量nref的偏差信号输入到速度PI调节器，通过所述速度PI调节器产生q轴电流控制量iqref。检测到三相永磁同步电动机任意两相的电流，经过Clark变换，得到α轴方向的电流iα和β轴方向的电流iβ。iα和iβ再经过Park变换得到q轴方向的电流iq和d轴方向的电流id，iq和id与q轴电流控制量iqref和d轴电流控制量idref的电流偏差通过电流PI调节器产生q轴电压控制量Uqref和d轴电压控制量Udref，Uqref和Udref经过Park逆变换得到α轴方向的电压控制量Uαref和β轴方向的电压控制量Uβref；Uαref和Uβref再进行SVPWM运算得到六路IGBT驱动信号分别接入到三相逆变器的控制端，三相逆变器的输入端与整流桥的输出端相连，整流桥的输入端通过控制保护单元与220V交流电源相连；整流桥将220V交流市电转化为直流电源后输入到三相逆变器；三相逆变器的输出端与伺服电机的三相电源输入端相连，三相逆变器在六路IGBT驱动信号的控制下产生不同的三相电压和电流，输入到伺服电机中，进而控制电动机转动；使得伺服电机的旋转运动曲线与上位机设定的旋转运动曲线相一致。通过改变位置PI调节器、速度PI调节器和电流PI调节器的参数，可以模拟实现高压开关动触头的不同速度和超程。标准位移传感器和被测位移传感器通过专用屏蔽电缆与信号处理电路连接。信号处理电路通过以太网接口与上位机实现连接。上位机同时与伺服电机驱动控制器连接，实现对伺服控制器的参数设置和状态控制。在伺服电机运动过程通过信号处理电路读取和记录标准位移传感器和被测位移传感器的信号。上位机将采集数据导出至运动曲线分析软件进行比对分析，并计算位移量(旋转角度)、速度、超程等参数，从而确定被测位移传感器的精确度。最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。