CN102655328B - 电梯专用变频器母线无误差稳压方法 - Google Patents

电梯专用变频器母线无误差稳压方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电梯专用变频器母线无误差稳压方法，当电梯曳引机发电运行时，电机向母线上的电容充电导致母线电压升高。通过检测电梯曳引机发电运行时的发电电流，测量出电机向母线充电的充电电流。要想母线电压维持不变，需要用预测电流型母线稳压器调节放电时间的大小，实时改变放电电阻的接入占空比，实现对母线放电。通过实现电机发电电流和放电电阻的放电电流相等，来实现母线稳压的目的。本发明解决了现有技术中采用传统的比例积分母线稳压方法，存在无法消除母线电压动态误差，变频器无法安全运行，很难精确控制等问题，提供了一种电梯专用变频器母线无误差稳压方法，实现了电梯运行时母线电压无动态误差和无电压超调，控制精度较高。

Description

电梯专用变频器母线无误差稳压方法
技术领域
本发明涉及电梯制动时变频器母线无误差稳压方法，具体讲是涉及母线接入放电电阻时间的预测方法以及母线稳压的无误差实现方法。 
背景技术
电梯在上、下运行时，电梯曳引机处于四象限运行状态。曳引电机工作在二、四象限，电机发电运行，此时电机向变频器母线上的电容充电。为了防止变频器母线电压过高而损坏变频器，需要引入母线放电机制，让母线电压维持在一个变频器可以安全工作的范围。 
传统的处理方法是，引入变频器母线电压采样机制和母线放电电阻。当母线电压高于阀值电压上限VH时，在母线两端接入放电电阻，并对放电电阻的接入占空比进行比例积分调节；当母线电压低于阀值电压下限VL时，断开放电电阻。这种方法可以有效的限制母线电压处在变频器的安全工作电压以内。但是比例积分控制存在以下几点不足之处：1、积分调节需要对母线电压的偏差进行积累，无法消除母线电压的动态误差；2、积分环节必然存在超调，严重时会使母线电压过高，使变频器无法安全运行；3、比例积分系数的选取和放电电阻的阻值以及母线电容的容量有关，因此比列积分的最优控制点很难精确确定。 
发明内容
为了解决现有技术中采用传统的比例积分母线稳压方法，存在无法消除母线电压动态误差，变频器无法安全运行，很难精确控制等问题，本发明提供了一种电梯专用变频器母线无误差稳压方法，实现了电梯运行时母线电压无动态误差和无电压超调，控制精度较高。 
为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是： 
一种电梯专用变频器母线无误差稳压方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、发电电流检测：通过测量电机三相电流，计算出电梯曳引机处于发电运行时的发电电流Ｉ；
（2）、预测电流型母线稳压器：根据放电电阻接入母线工作单位时间T的大小,（1）步骤得出的发电电流Ｉ的大小，再结合母线电压Ｕｄ和放电电阻Ｒ的大小，计算出放电电阻的放电时间ｔ；
首先根据母线电压Ｕｄ和放电电阻Ｒ的大小，计算出放电电流IS，
                    
Figure 123287DEST_PATH_IMAGE003
,
再根据放电电流IS大小、放电电阻接入母线工作单位时间T的大小和发电电流Ｉ的大小，计算出放电电阻R的放电时间ｔ，
计算出放电电阻R的放电时间ｔ，
                      ，
      
Figure 2011100488083100002DEST_PATH_IMAGE006
                    
Figure 882482DEST_PATH_IMAGE007
；
（3）、放电时间：用于控制单位时间T内放电电阻接入母线工作的脉宽调制周期的占空比Ｄ,
将公式
Figure 464642DEST_PATH_IMAGE003
带入公式，计算出占空比Ｄ，
     
Figure 2011100488083100002DEST_PATH_IMAGE008
                 
Figure 226110DEST_PATH_IMAGE009
；
（4）、放电电阻：当母线需要放电时，母线两端接入该放电电阻R，根据步骤（3）中所得的脉宽调制周期占空比Ｄ的大小控制放电电阻R的接入时间，实时改变放电电阻R的接入时间，这样可以把母线上的电量放掉，实现降低母线电压Ｕｄ的目的；
（5）、在每个T时间内，重复以上四步骤，可实现母线电压Ud的稳定。
前述的一种电梯专用变频器母线无误差稳压方法，其特征在于：步骤（1）中在单位时间Ｔ内，采样一次电机的三相电流为
Figure 2011100488083100002DEST_PATH_IMAGE010
,
Figure 430827DEST_PATH_IMAGE011
,
Figure 2011100488083100002DEST_PATH_IMAGE012
，发电电流I可由以下公式求解： 
Figure 745572DEST_PATH_IMAGE013
                    
Figure 2011100488083100002DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 601401DEST_PATH_IMAGE015
              ，
Figure 719399DEST_PATH_IMAGE017
             
Figure 2011100488083100002DEST_PATH_IMAGE018
。
本发明的的有益效果是：本发明电梯专用变频器母线无误差稳压方法，控制精度高，电机发电运行时母线电压无动态误差，母线电压不会出现超调现象，母线电压维持稳定，不会损坏变频器。 
附图说明
图1是电梯专用变频器母线无误差稳压方法的结构框图。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。 
如图1所示，一种电梯专用变频器母线无误差稳压方法，其特征在于：包括以下步骤： 
（1）、发电电流检测：在单位时间Ｔ内，采样一次电机的三相电流为
Figure 411411DEST_PATH_IMAGE010
,
Figure 335374DEST_PATH_IMAGE011
,
Figure 858759DEST_PATH_IMAGE012
，通过以下公式计算出电梯曳引机处于发电运行时的发电电流Ｉ；
Figure 226286DEST_PATH_IMAGE013
                    
Figure 467912DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 932916DEST_PATH_IMAGE015
              
Figure 514070DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 849236DEST_PATH_IMAGE017
             
Figure 765108DEST_PATH_IMAGE018
；
（2）、预测电流型母线稳压器：根据放电电阻接入母线工作单位时间T的大小,（1）步骤得出的发电电流Ｉ的大小，再结合母线电压Ｕｄ和放电电阻Ｒ的大小，计算出放电电阻的放电时间ｔ；
首先根据母线电压Ｕｄ和放电电阻Ｒ的大小，计算出放电电流IS，
Figure 781606DEST_PATH_IMAGE002
                      
Figure 279583DEST_PATH_IMAGE003
,
再根据放电电流IS大小、放电电阻接入母线工作单位时间T的大小和发电电流Ｉ的大小，计算出放电电阻R的放电时间ｔ，
计算出放电电阻R的放电时间ｔ，
Figure 238181DEST_PATH_IMAGE004
                       
Figure 126503DEST_PATH_IMAGE005
，
                           ；
（3）、放电时间：用于控制单位时间T内放电电阻接入母线工作的脉宽调制周期的占空比Ｄ,
将公式
Figure 428674DEST_PATH_IMAGE003
带入公式
Figure 866608DEST_PATH_IMAGE007
，计算出占空比Ｄ，
       
Figure 477106DEST_PATH_IMAGE008
                 
Figure 887359DEST_PATH_IMAGE009
；
（4）、放电电阻：当母线需要放电时，母线两端接入该放电电阻R，根据步骤（3）中所得的脉宽调制周期占空比Ｄ的大小控制放电电阻R的接入时间，实时改变放电电阻R的接入时间，这样可以把母线上的电量放掉，实现降低母线电压Ｕｄ的目的；
（5）、在每个T时间内，重复以上四步骤，可实现母线电压Ud的稳定。
当电梯曳引机发电运行时，电机向母线上的电容充电导致母线电压升高。通过检测电梯曳引机处于发电运行时的发电电流，测量出电机向母线充电的充电电流。要想母线电压维持不变，需要用预测电流型母线稳压器调节放电时间的大小，实时改变放电电阻的接入占空比，实现对母线放电。通过实现电机发电电流和放电电阻的放电电流相等，来实现母线稳压的目的。 
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。 

Claims (2)

1.一种电梯专用变频器母线无误差稳压方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、发电电流检测：通过测量电机三相电流，计算出电梯曳引机处于发电运行时的发电电流Ｉ；
（2）、预测电流型母线稳压器：根据放电电阻接入母线工作单位时间T的大小,（1）步骤得出的发电电流Ｉ的大小，再结合母线电压Ｕｄ和放电电阻Ｒ的大小，计算出放电电阻的放电时间ｔ；
首先根据母线电压Ｕｄ和放电电阻Ｒ的大小，计算出放电电流IS，
Figure 2011100488083100001DEST_PATH_IMAGE001
                   
Figure 931289DEST_PATH_IMAGE002
,
再根据放电电流IS大小、放电电阻接入母线工作单位时间T的大小和发电电流Ｉ的大小，计算出放电电阻R的放电时间ｔ，
Figure 2011100488083100001DEST_PATH_IMAGE003
                     ，
     
Figure 2011100488083100001DEST_PATH_IMAGE005
                    
Figure 143145DEST_PATH_IMAGE006
；
（3）、放电时间：用于控制单位时间T内放电电阻接入母线工作的脉宽调制周期的占空比Ｄ,
将公式
Figure 391592DEST_PATH_IMAGE002
带入公式
Figure 613626DEST_PATH_IMAGE006
，计算出占空比Ｄ，
     
Figure 2011100488083100001DEST_PATH_IMAGE007
                 ；
（4）、放电电阻：当母线需要放电时，母线两端接入该放电电阻R，根据步骤（3）中所得的脉宽调制周期占空比Ｄ的大小控制放电电阻R的接入时间，实时改变放电电阻R的接入时间，这样可以把母线上的电量放掉，实现降低母线电压Ｕｄ的目的；
（5）、在每个T时间内，重复以上四步骤，可实现母线电压Ud的稳定。
2.根据权利要求1所述的一种电梯专用变频器母线无误差稳压方法，其特征在于：步骤（1）中在单位时间Ｔ内，采样一次电机的三相电流为
Figure 2011100488083100001DEST_PATH_IMAGE009
,
Figure 178786DEST_PATH_IMAGE010
,
Figure 2011100488083100001DEST_PATH_IMAGE011
，发电电流I可由以下公式求解：
Figure 550249DEST_PATH_IMAGE012
                   
Figure DEST_PATH_IMAGE013
，
Figure 864555DEST_PATH_IMAGE014
             ，
Figure 702061DEST_PATH_IMAGE016
            。
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