CN103856143B - 变频器超频给定安全运行频率的智能调整控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种简单、易于实施，安全、可靠的变频器超频给定安全运行频率的智能调整控制方法。包括变频器超频运行时的运行频率的自适应安全调整控制，当改变变频器的给定目标频率超过电机的额定频率，通过相应的智能运算控制模块，在变频器自当前频率加速到电机的额定频率后，变频器保持运行于该额定频率一定时间，并比较其在当前负载情况下运行于该额定频率期间的实际运行的电流或实际输出功率与电机的额定电流或额定功率的大小，根据该比较结果确定变频器或电机在当前负载情况下变频器允许输出的最大频率。

Description

变频器超频给定安全运行频率的智能调整控制方法

技术领域

本发明涉及一种变频器超频给定安全运行频率的智能调整控制方法。

背景技术

变频器是一种将工频电源转变成一种频率及电压可变的电源的装置，通过该装置的可变电源驱动三相交流电动机，实现电机的变速运行，传统的变频器频率可调范围一般为0~200Hz，工频电源一般为50Hz(60Hz)，由于电机运行速度跟电源的频率成正比，则电机通过变频器驱动后运行速度可达额定速度的4倍。

随着变频技术的不断发展，变频器运用越来越广，通过变频器驱动电机不仅可以很方便地实现电机的变速运行，特别可以很方便地实现电机的超频运行，提高设备的工作效率，但由于变频器驱动电机有一个特点：额定频率以下为恒力矩调速，额定频率以上为恒功率调速。也就是变频器在额定频率以下调速时电机可以输出额定的力矩，在额定频率以上调速时，随着频率的提高，电机的输出力矩将按一定比例下降，输出频率越高，速度越快则电机的输出力矩越小，当用于超重吊装行业时，则其所能吊起的重量也就越轻。

在很多行业，特别是建筑机械行业（如塔机、施工升降机等），为了提高工作效率，在轻载时变频器一般都要超频运行，如何识别当前重物重量，是否该进行超频操作就显得尤为重要，如果判断错误出现重载超频操作，电机由于出力不足会出现运行中失速，造成溜车的危险；如何判断重物的重量，是否可以进行超频运行提高工作效率，传统的做法是通过外部重量传感器给出一个检测当前的吊重水平的信号给控制系统，通过控制系统限制变频器的超频高速档的运行，但现实中重量传感器误差较大及线路问题等其运行的故障率很高，引起误判出现危险。目前的变频器都是按使用者给定的速度信号运行，如果使用者给定的信号不准确或错误，且变频器又无法识别该错误而按给定运行，将造成危险出现。最直接的办法还是变频器本身具有对重量信号的识别，限制高速超频运行最为有效。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种变频器超频给定安全运行频率的智能调整控制方法。该变频器超频给定安全运行频率的智能调整控制方法简单、易于实施，使系统自适应稳定、安全、可靠运行，实施成本低。

本发明的变频器超频给定安全运行频率的智能调整控制方法包括变频器超频运行时的运行频率的自适应安全调整控制，当改变变频器的给定目标频率超过电机的额定频率，通过相应的智能运算控制模块，在变频器自当前频率加速到电机的额定频率后，变频器保持运行于该额定频率一定时间，并比较其在当前负载情况下运行于该额定频率期间的实际运行的电流或实际输出功率与电机的额定电流或额定功率的大小，根据该比较结果确定变频器或电机在当前负载情况下变频器允许输出的最大频率。

所根据比较结果确定变频器或电机在当前负载情况下变频器允许输出的最大频率包括：当变频器实际运行的电流或输出功率为或接近电机的额定电流或额定功率，则变频器或电机将继续保持该额定频率运行；当变频器实际运行的电流或输出功率小于电机的额定电流或额定功率，则变频器先后计算电机的额定电流或额定功率与变频器实际运行的电流或功率的比值、以及该比值与电机的额定频率的积，再将该比值与额定频率的积作为电机当前负荷下的最大允许运行频率，当该最大允许运行频率大于变频器设定的所述目标频率时，变频器自动加速到该目标频率，当该最大允许运行频率小于变频器设定的所述目标频率时，变频器自动加速运行至该最大允许运行频率。

所述变频器将保持运行于额定频率的时间为1-30S。

本发明的变频器超频给定的安全运行频率的智能调整控制方法能够自动根据电机的额定电流或额定功率、以及当前负载情况，自适应限制调整控制其超频运行时的安全运行频率，使得超频时其输出电流或输出功率不超过电机额定电流或额定功率，始终运行于所能允许达到的最大（安全）运行频率范围以内，既可大幅度提高工作效率，又可保证安全运行和生产。使用户不会因为为了提高工作效率一味的提高给定频率而造成安全事故的发生。

具体实施方式

现通过实施例对本发明作进一步说明。本实施例的变频器超频给定安全运行频率的智能调整控制方法是于变频器的主控系统中设置一智能运算检测控制模块，将相应的变频器超频给定安全运行频率的智能调整控制方法的程序、及其电机的包括额定频率、额定功率等相关参数等置入该智能运算检测控制模块；通过该智能运算检测控制模块，变频器对其超频运行时的运行频率自动安全调整适应控制，在运行工况下，当改变变频器的给定目标频率超过电机的额定频率，通过相应的智能运算控制模块，在变频器自当前频率加速到电机的额定频率后，变频器保持运行于该额定频率一段时间，并比较其在当前负载情况下运行于该额定频率期间的实际运行的电流或实际输出功率与电机的额定电流或额定功率的大小，根据该比较结果确定变频器或电机在当前负载情况下变频器超频运行允许输出的最大频率，当变频器实际运行的电流或输出功率小于电机的额定电流或额定功率，则变频器先后计算电机的额定电流或额定功率与变频器实际运行的电流或功率的比值、以及该比值与电机的额定频率的积，再将该比值与额定频率的积作为电机当前负荷下的最大允许运行频率，当该最大允许运行频率大于变频器设定的所述目标频率时，变频器自动加速到该目标频率，当该最大允许运行频率小于变频器设定的所述目标频率时，变频器自动加速运行至该最大允许运行频率。

即，于运行工况下，在对变频器给定输入超过电机额定频率的频率（目标频率）后，通过相应的智能运算控制模块，在变频器自当前频率加速到电机的额定频率后，变频器在当前负荷下自动保持运行于该额定频率一段时间，并自动检测其（即变频器）运行于该额定频率期间的实际运行的电流或者实际输出的功率，并且将该检测到的变频器实际运行电流或输出功率与电机的额定电流或额定功率进行大小比较，根据该大小比较结果控制调整（或确定）变频器将要继续运行的频率，当比较结果为变频器实际运行的电流或功率等于（或接近于）电机的额定电流或额定功率，则变频器使电机继续保持该额定频率运行；当比较结果为变频器实际运行的电流或输出的功率小于电机的额定电流或额定功率，则变频器先后计算电机的额定电流或额定功率与变频器实际运行的电流或功率的比值、以及该比值与电机的额定频率积，再将该比值与电机额定频率的积作为电机当前负荷下的最大允许运行频率，当该最大允许运行频率大于变频器设定的目标频率时，变频器自动加速到该目标频率，当该最大允许运行频率小于变频器设定的目标频率时，变频器自动加速运行至该最大允许运行频率。

例如，设定：电机额定频率50Hz,额定电流20A，额定功率为10kW，变频器的设定频率为70Hz，当前吊重情况下，如果变频器检测到其（即变频器的）3S内运行频率为50Hz（额定频率）时，变频器的输出功率为8kW、为小于其额定功率，则电机在当前吊重下允许其最大运行频率为：10/8×50=62.5Hz,再考虑10%安全系数，则其允许的最大频率为62.5×0.9=56.25Hz,电机最终运行在56.25Hz;同理，若变频器在50Hz运行的3S内，检测其输出功率为5kW,则电机在当前负荷（吊重）下的最大允许运行频率是10/5×50=100Hz,再考虑10%安全系数，则电机的实际最大允许运行频率为100×0.9=90Hz,电机最终运行在70Hz。这样就可以使整个设备在满足其工作效率的前提下，又能确保设备的安全运行。

Claims (3)

1.一种变频器超频给定的安全运行频率的智能调整控制方法，其特征是包括变频器超频运行的运行频率的自动安全调整适应控制，当改变变频器的给定目标频率超过电机的额定频率，通过相应的智能运算控制模块，在变频器自当前频率加速到电机的额定频率后，变频器保持运行于该额定频率一定时间，并比较其在当前负载情况下运行于该额定频率期间的实际运行的电流或实际输出功率与电机的额定电流或额定功率的大小，根据该比较结果确定变频器在当前负载情况下允许输出的最大频率；当变频器实际运行的电流或输出功率小于电机的额定电流或额定功率，则变频器先后计算电机的额定电流或额定功率与变频器实际运行的电流或功率的比值、以及该比值与电机的额定频率的积，再将该比值与额定频率的积作为电机当前负荷下的最大允许运行频率，当该最大允许运行频率大于变频器设定的所述目标频率时，变频器自动加速到该目标频率，当该最大允许运行频率小于变频器设定的所述目标频率时，变频器自动加速运行至该最大允许运行频率。

2.根据权利要求1所述变频器超频给定的安全运行频率的智能调整控制方法，其特征是所根据比较结果确定变频器或电机在当前负载情况下变频器允许输出的最大频率包括：当变频器实际运行的电流或输出功率为或接近电机的额定电流或额定功率，则变频器或电机将继续保持该额定频率运行。

3.根据权利要求1所述变频器超频给定的安全运行频率的智能调整控制方法，其特征是所述变频器将保持运行于额定频率的时间为1-30S。