CN101729017B - 感应马达控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种感应马达控制装置，包括依次相连的一电压/频率控制器、一PWM控制器及一变频器，所述变频器连接至一感应马达，电压/频率控制器及PWM控制器均接收来自一第一运算器的控制频率，电压/频率控制器内存储有一包括若干组控制频率与控制电压对应关系的关系表，在所述关系表中控制频率为零时对应的控制电压大于零，且控制电压随对应的控制频率的增大而增大，电压/频率控制器接收到控制频率时根据所述关系表输出一相应的控制电压给PWM控制器，PWM控制器根据接收到的控制电压及控制频率输出具有相应占空比的波形信号给变频器，变频器根据接收到的波形信号控制感应马达的工作参数。所述感应马达控制装置提高了感应马达的工作效率。

Description

感应马达控制装置
技术领域
本发明涉及一种控制装置，特别涉及一种用于控制感应马达工作状态的控制装置。
背景技术
感应马达利用电磁感应的原理，将电能转换为机械动能，依靠转子产生的转矩驱动物体做机械运动，因此广泛应用于工业运动控制领域。目前，随着工业技术的不断发展，对于感应马达速度、转子的转矩等工作参数控制的精确度和稳定度要求也越来越高，然而所述感应马达在低转速时，容易出现转矩峰值降低而出力不足的问题，影响了感应马达的工作效率。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种感应马达控制装置，以提高所述感应马达的工作效率。
一种感应马达控制装置，包括依次相连的一电压/频率控制器、一PWM控制器及一变频器，所述变频器连接至一感应马达，所述电压/频率控制器及所述PWM控制器均接收来自一第一运算器的控制频率，所述控制频率是对一指令频率及一校准频率进行相减运算而得到的，所述指令频率是一速度控制器接收一第二运算器所输出的速度差值后，根据所述速度差值而产生的，所述电压/频率控制器内存储有一包括若干组控制频率与控制电压对应关系的关系表，在所述关系表中控制频率为零时对应的控制电压大于零，且控制电压随着对应的控制频率的增大而增大，所述电压/频率控制器接收到所述控制频率时根据所述关系表输出一相应的控制电压给所述PWM控制器，所述PWM控制器根据接收到的控制电压以及控制频率输出具有相应占空比的波形信号给所述变频器，所述变频器根据接收到的波形信号控制所述感应马达的工作参数。
所述感应马达控制装置在所述控制频率较低的阶段对应提升了所述控制电压，解决了感应马达在低转速时出力不足的问题，提高了所述感应马达的工作效率。
附图说明
图1是本发明感应马达控制装置较佳实施方式的模块图。
图2是图1中电压/频率控制器的控制电压-控制频率关系图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施方式对本发明作进一步详细描述：
请参照图1，本发明感应马达控制装置10的较佳实施方式包括一检测器11、一限流控制器12、一速度控制器13、一电压/频率控制器14、两运算器15、16、一PWM控制器17及一变频器18。所述检测器11的输入端连接至一感应马达20，所述限流控制器12的输入端连接至所述检测器11的输出端，所述检测器11的输出端还连接至所述运算器15的输入端，所述运算器15的输出端连接至所述速度控制器13的输入端，所述限流控制器12及所述速度控制器13的输出端均连接至所述运算器16的输入端，所述PWM控制器17连接于所述运算器16的输出端与所述变频器18的输入端之间，所述变频器18的输出端连接至所述感应马达20，所述电压/频率控制器14连接于所述运算器16与所述PWM控制器17之间。
所述检测器11检测所述感应马达20的转速ω和定子电流I，并将感应马达20的转速ω传送至所述运算器15，同时所述运算器15接收一指令速度ωref，并将所述指令速度ωref与所述感应马达20的转速ω进行相减运算得到一速度差值Δω，所述速度控制器13根据所述速度差值Δω输出一指令频率fx给所述运算器16。所述限流控制器12用于接收所述检测器11检测到的所述感应马达20的定子电流I，其内部存有一阈值电流，所述阈值电流为所述感应马达20的定子电流的最大容许值，当所述感应马达20的定子电流I大于所述阈值电流时，将会烧毁定子绕组。
本实施方式中，所述限流控制器12判断所述检测器11检测到的所述感应马达20的定子电流I与所述阈值电流的大小关系，当所述定子电流I小于所述阈值电流，此时所述限流控制器12无输出，所述运算器16输出一控制频率f(f＝fx)给所述电压/频率控制器14。当所述定子电流I大于所述阈值电流时，所述限流控制器12输出一适当的校准频率fy给所述运算器16，所述运算器16将由所述速度控制器13所输出的指令频率fx与所述校准频率fy进行相减运算后，输出所述控制频率f(f＝fx-fy)给所述电压/频率控制器14，通过所述运算器16的运算，即可得知所述控制频率f显然小于所述指令频率fx，因此所述感应马达20转动的频率变小，由于所述感应马达20的端电压随着其转动的频率的变小而降低，从而得以减小所述定子电流I，保证了所述感应马达20工作在安全的状态下。
所述电压/频率控制器14内存储有一包括若干组控制频率f与控制电压V对应关系的关系表，即所述电压/频率控制器14可根据不同的控制频率f，输出对应的控制电压V。传统的电压/频率控制器中，所述控制电压V随所述控制频率f呈线性变化，且当所述控制频率f的值为0时，所述控制电压V的值也为0，由于在低转速，即所述控制频率f小于一特定值f0时，所述马达的定子电阻的压降无法忽略，此压降造成转子力矩的减少，使马达在低转速时出力不足，工作效率低。图2为本实施方式中，存储于所述电压/频率控制器14中的所述控制电压V与控制频率f的关系图，所述控制电压V随所述控制频率f的关系曲线为一连续的曲线，当所述控制频率f的值为0时，所述控制电压V的值大于0，在所述控制频率f由0开始上升至所述特定值f0的过程中，所述控制电压V随所述控制频率f非线性上升，在所述控制频率f的值由所述特定值f0不断上升的过程中，所述控制电压V随所述控制频率f线性上升。
所述PWM控制器17接收所述控制电压V与控制频率f，并根据不同的控制电压V及所述控制频率f输出具有不同占空比的波形信号给所述变频器18，所述变频器18根据接收到的波形信号的占空比，控制所述感应马达20的速度和转矩等工作参数。
上述感应马达控制装置通过改变所述电压/频率控制器14内控制频率f与控制电压V的关系，使得所述控制频率f为零时，所述控制电压V大于零，且所述控制频率f由0开始上升的过程中，所述控制电压V随所述控制频率f上升，从而提升了所述感应马达20在低转速时的控制电压V，克服了所述感应马达20的转子力矩减小的问题，提高了感应马达20的工作效率，且使所述感应马达20工作在更稳定的工作状态。

Claims (5)

1.一种感应马达控制装置，包括依次相连的一电压/频率控制器、一PWM控制器及一变频器，所述变频器连接至一感应马达，所述电压/频率控制器及所述PWM控制器均接收来自一第一运算器的控制频率，所述控制频率是对一指令频率及一校准频率进行相减运算而得到的，所述指令频率是一速度控制器接收一第二运算器所输出的速度差值后，根据所述速度差值而产生的，所述电压/频率控制器内存储有一包括若干组控制频率与控制电压对应关系的关系表，在所述关系表中控制频率为零时对应的控制电压大于零，且控制电压随着对应的控制频率的增大而增大，所述电压/频率控制器接收到所述控制频率时根据所述关系表输出一相应的控制电压给所述PWM控制器，所述PWM控制器根据接收到的控制电压以及控制频率输出具有相应占空比的波形信号给所述变频器，所述变频器根据接收到的波形信号控制所述感应马达的工作参数。
2.如权利要求1所述的感应马达控制装置，其特征在于：所述速度差值是所述第二运算器将所接收到的一指令速度与所述感应马达的转速进行相减运算而得到的。
3.如权利要求2所述的感应马达控制装置，其特征在于：所述感应马达的转速是通过一检测器检测所述感应马达的转速后输出至所述速度控制器，所述检测器还用于检测所述感应马达的定子电流，并将所述定子电流传送至一限流控制器，所述限流控制器通过比较所述定子电流与一最大允许电流的大小关系输出所述校准频率。
4.如权利要求3所述的感应马达控制装置，其特征在于：当所述定子电流未超出所述最大允许电流时，所述校准频率为0，当所述定子电流超出所述最大允许电流时，所述校准频率大于0。
5.如权利要求1所述的感应马达控制装置，其特征在于：在所述控制频率与控制电压对应关系的关系表中，当所述控制频率小于一特定值时，所述控制电压随所述控制频率非线性增加，当所述控制频率大于所述特定值时，所述控制电压随所述控制频率线性增加。
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