CN103078563B - 高压变频器飞车定频启动的软件实现方法 - Google Patents

高压变频器飞车定频启动的软件实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高压变频器飞车定频启动的软件实现方法，无需速度传感器，通过对正在自由旋转的电机转速进行估算，在控制电流大小的前提下从低电压开始输出固定频率，慢慢提高电压直到正常的电机UF曲线设置的恒转矩点。通过在额定电流下定子输出固定转速慢慢提升力矩，以达到定子与转子转速同步的目的。本发明通过估算电机转速，严格限制变频器输出电流，以固定频率输出慢慢提升力矩的方式实现转子非静止条件下高压电机的平滑启动。

Description

高压变频器飞车定频启动的软件实现方法
技术领域
本发明涉及高压变频控制技术领域，尤其涉及一种高压变频器飞车定频启动的软件实现方法。
背景技术
大功率高压变频器广泛的应用于石油化工、电力、冶金、城市建设等行业的各种风机、泵类设备，在降耗节能、改善工艺等方面起着重要作用。在许多大型的电机拖动系统中，特别是在风机应用场合，其转子及所带设备的转动惯量都很大，从旋转状态到静止状态的自由停车时间从几十分钟到几个小时。如果出现变频器掉电，电机自由旋转立即重新上电直接启动往往由于转矩电流过大引起电机过流，不仅不能完成设备的连续运行还将引起设备的损害和损耗。某些应用场合中电机的停止运行将导致整个系统停产，意外的停机会给用户带来不可估量的经济损失。其它在高压变频器“一拖多”的泵类应用场合和“工频-变频”切换场合，都需要电机自由旋转状态下平滑启动技术。
目前实现该功能的方法有多种：如有在高压电机上安装速度传感器的方法追踪电机自由旋转频率、通过对电机反馈电压的硬件频率检测方法，这些方法都需要额外安装测速设备。对于无速度传感器的VVVF控制方式，西门子应用手册中提到转子频率的搜索方式有两种：一种称为“定子输入恒定VF曲线比较法”。该方法理论上可行，但实际应用中这种方法难以保证精确度。另一种称为“直流母线最小电流法”。该方法理论可行，但在高压变频器功率单元内无直流母线电流检测，因此不能采用检测直流母线电流间接检测转子频率的方案。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高压变频器飞车定频启动的软件实现方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高压变频器飞车定频启动的软件实现方法，在飞车的高压电机自由旋转时由高压变频器为定子输入一个接近高压电机转速的固定输出频率，并采样高压电机输出电流，根据高压电机正常运行时的UF曲线计算起始电压，再判断同步等待计时时间是否结束，若同步等待计时时间结束，程序结束，若同步等待计时时间没结束，根据采样的电流值计算出每相电流的瞬时值，根据每相电流的瞬时值计算电流的矢量值，判断电流的矢量值是否超出电流限定的范围，若电流的矢量值超出了电流限定的范围，程序结束，若电流的矢量值没超出电流限定的范围，判断输出电压是否达到高压电机正常运行时的UF曲线点，若达到了正常的UF曲线点，同步等待计时器累加，高压电机平滑启动，若没有达到正常的UF曲线点，逐步增加高压变频器的输出电压，加到正常的UF曲线点后等待电机定子和转子完全同步，高压电机平滑启动。
所述的固定输出频率为50HZ。
因为不论是当高压电机变频状态下自由停车，还是因为工艺问题导致的电机自由旋转都能估算出电机自由旋转的大致转速，而且电机定子和转子转速差距过大时必然会出现电流过大的现象，所以我们可以通过估算电机转子的旋转频率来设定给定转子的频率，如果设置偏差过大也可以通过观察变频器对电机电流的实时检测适当进行调整。当估算出大致频率后，变频器输出低电压的固定频率。高压变频器输出的初始电压与正常运行恒力矩情况下的UF曲线成常数比，该比例可以通过高压变频器控制界面更具实际情况设定。同时通过高压变频器对电机电流的实时监测，控制转矩提升的速度。当电机电流能够保持在额定电流的n%（一般设定为90%）以内的时候就可以逐步增加电压值以提升电机转矩直到正常的UF曲线点电压值，使得电机电子转速和定子转速达到同步。为确保电机定子与转子同步旋转，当转矩提升到恒转矩之后保持该频率运行一段时间再根据工艺要求进行加减速的调节，最终实现自由旋转的电机的平滑再启动。固定输出频率、控制电流比例n%、起始电压比例常数、电压增长速度和等待同步时间等参数可以通过变频器控制界面根据不同的应用场合来设定。
本发明的优点是：本发明通过估算电机转速，严格限制变频器输出电流，以固定频率输出慢慢提升力矩的方式实现转子非静止条件下高压电机的平滑启动。
附图说明
图1为本发明的软件流程图。
图2为电压变化UF曲线图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种高压变频器飞车定频启动的软件实现方法，在飞车的高压电机自由旋转时由高压变频器为定子输入一个接近高压电机转速的固定输出频率，并采样高压电机输出电流，根据高压电机正常运行时的UF曲线计算起始电压，再判断同步等待计时时间是否结束，若同步等待计时时间结束，程序结束，若同步等待计时时间没结束，根据采样的电流值计算出每相电流的瞬时值，根据每相电流的瞬时值计算电流的矢量值，判断电流的矢量值是否超出电流限定的范围，若电流的矢量值超出了电流限定的范围，程序结束，若电流的矢量值没超出电流限定的范围，判断输出电压是否达到高压电机正常运行时的UF曲线点，若达到了正常的UF曲线点，同步等待计时器累加，高压电机平滑启动，若没有达到正常的UF曲线点，逐步增加高压变频器的输出电压，加到正常的UF曲线点后等待电机定子和转子完全同步，高压电机平滑启动。
所述的固定输出频率为50HZ。

Claims (1)

1.一种高压变频器飞车定频启动的软件实现方法，其特征在于：在飞车的高压电机自由旋转时由高压变频器为定子输入一个接近高压电机转速的固定输出频率，并采样高压电机输出电流，根据高压电机正常运行时的UF曲线计算起始电压，再判断同步等待计时时间是否结束，若同步等待计时时间结束，程序结束，若同步等待计时时间没结束，根据采样的电流值计算出每相电流的瞬时值，根据每相电流的瞬时值计算电流的矢量值，判断电流的矢量值是否超出电流限定的范围，若电流的矢量值超出了电流限定的范围，程序结束，若电流的矢量值没超出电流限定的范围，判断输出电压是否达到高压电机正常运行时的UF曲线点，若达到了正常的UF曲线点，同步等待计时器累加，高压电机平滑启动，若没有达到正常的UF曲线点，逐步增加高压变频器的输出电压，加到正常的UF曲线点后等待电机定子和转子完全同步，高压电机平滑启动。
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