CN105281634A - 一种电机消磁方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机消磁技术领域，本发明提供一种电机消磁方法及装置，电机消磁方法包括以下步骤：当电机停机时，对电机进行消磁处理，在电机在消磁过程中，对电机的直流母线上的反馈电流进行检测，并判断反馈电流是否大于第一预设电流值，当反馈电流小于第一预设电流值时，继续对电机进行消磁处理直至电机完成消磁，当反馈电流大于第一预设电流值时，在预设时间内关闭变频器的上下桥臂开关管，循环执行前述步骤，直至完成消磁，实现对电机消磁的时间可控以及电流可控，并可根据需要人为设定消磁时间，经过消磁的电机迅速进入转速追踪，不仅减少了转速追踪的等待时间，同时也提高了转速追踪的可靠性。

Description

一种电机消磁方法及装置

技术领域

本发明涉及电机消磁技术领域，尤其涉及电机消磁方法及装置。

背景技术

采用变频器驱动异步电机启动时，有可能遇到电机处于旋转状态的情况。如果变频器此时正常启动就会因转差过大而引起过流或超载等故障。所以变频器上都设有转速追踪功能，具体的就是通过硬件电路检测电机的实际转速，从该频率开始启动。但是增加上述硬件电路会增加成本，尤其对于小功率低价格的机器而言，占用了很多的成本，另外增加上述硬件电路同时会在布板时增加干扰，使设备无法正常运行。为了解决上述问题，很多厂家开始使用软件转速追踪的方法，但是由于电机停机后仍然存在剩磁，需要等待一段时间，等剩磁减小后才可以开始软件转速追踪，会导致效率低下，而且剩磁的多少不同时，等待的时间也不相同，给软件转速追踪带来了很多的不确定性，大大降低了软件转速追踪的可靠性。综上所述，现有技术中存在电机停机后需要等待剩磁减小后才可以开始软件转速追踪，导致软件转速追踪的可靠性低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机消磁方法及装置，旨在解决针对现有技术在电机停机后需要等待剩磁减小后才可以开始软件转速追踪，导致软件转速追踪的可靠性低的问题。

本发明是这样实现的，一种电机消磁方法，所述电机在变频器的控制下工作，所述电机消磁方法包括以下步骤：

A.当电机停机时，对电机进行消磁处理；

B.在所述电机在消磁过程中，对电机的直流母线上的反馈电流进行检测，并判断所述反馈电流是否大于第一预设电流值；

C.当所述反馈电流小于所述第一预设电流值时，继续对所述电机进行消磁处理直至所述电机完成消磁；

D.当所述反馈电流大于所述第一预设电流值时，在预设时间内关闭所述变频器的上下桥臂开关管，返回执行所述步骤A。

所述步骤A中的对电机进行消磁处理的步骤具体为：

根据预定占空比驱动变频器的上下桥臂开关管导通，以对电机进行消磁处理。

所述预定占空比为50％。

所述步骤C中的继续对电机进行消磁处理直至所述电机完成消磁的步骤具体为：

E.判断所述反馈电流是否小于第二预设电流值；

F.当所述反馈电流大于所述第二预设电流值时，继续对所述电机进行消磁处理，并返回执行步骤E；

G.当所述反馈电流小于所述第二预设电流值时，关闭所述变频器的上下桥臂开关管。

所述第一预设电流值为变频器的额定电流；

所述第二预设电流值为变频器的额定电流的30％。

本发明另一种实施例提供一种电机消磁装置，所述电机在变频器的控制下工作，所述电机消磁装置包括：

驱动单元，用于在电机停机时对电机进行消磁处理；

电流检测单元，用于在所述电机在消磁过程中，对电机的直流母线上的反馈电流进行检测；

判断单元，用于判断所述反馈电流是否大于第一预设电流值，当所述反馈电流小于所述第一预设电流值时，继续对电机进行消磁处理直至所述电机完成消磁；当所述反馈电流大于所述第一预设电流值时，驱动所述驱动单元在预设时间内关闭所述变频器的上下桥臂开关管，再驱动所述驱动单元开始工作。

所述驱动单元对电机进行消磁处理具体为：

根据预定占空比驱动变频器的上下桥臂开关管导通，以对电机进行消磁处理。

所述预定占空比为50％。

所述判断单元判断当所述反馈电流小于第一预设电流值时，继续对电机进行消磁处理直至所述电机完成消磁具体为：

判断所述反馈电流是否小于第二预设电流值；

当所述反馈电流大于所述第二预设电流值时，继续对所述电机进行消磁处理；

当所述反馈电流小于所述第二预设电流值时，驱动所述驱动单元关闭所述变频器的上下桥臂开关管。

所述第一预设电流值为变频器的额定电流；

所述第二预设电流值为变频器的额定电流的30％。

本发明提供一种电机消磁方法及装置，通过控制变频器的IGBT实现了时间可控以及电流可控，可根据需要人为设定消磁时间，根据剩磁的大小自动将消磁时间设定为0.07-0.3秒之间，经过消磁的电机迅速进入转速追踪，不仅减少了转速追踪的等待时间，同时也提高了转速追踪的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施例提供的电机消磁方法的流程图；

图2是本发明另一种实施例提供的电机消磁方法的流程图；

图3是现有技术中未进行消磁的电机电压波形示意图；

图4是本发明另一种实施例提供的电机消磁方法的电机电压波形示意图；

图5是本发明另一种实施例提供的电机消磁装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明一种实施例提供一种电机消磁方法，如图1所示，电机消磁方法包括以下步骤：

S101.当电机停机时，对电机进行消磁处理；

S102.在电机在消磁过程中，对电机的直流母线上的反馈电流进行检测，并判断反馈电流是否大于第一预设电流值；

S103.当反馈电流小于第一预设电流值时，继续对电机进行消磁处理直至电机完成消磁；

S104.当反馈电流大于第一预设电流值时，在预设时间内关闭变频器的上下桥臂开关管，返回执行步骤S101。

在步骤S101中，对电机进行消磁处理的步骤具体为：根据预定占空比驱动变频器的上下桥臂开关管导通，以对电机进行消磁处理。

在步骤S101中，电机在停机时，会产生三相正弦波电压信号，接收三相正弦波电压信号，并对三相正弦波电压信号进行处理后产生驱动信号，驱动变频器的上下桥臂开关管导通按照预定的占空比导通，以对电机进行消磁。

优选的，在步骤S101中，根据预定占空比为50％驱动上桥臂和下桥臂导通。

在步骤S102中，当对电机进行消磁时，电机上的剩磁会反馈到变频器直流母线上或加速消耗在电机上，此时，检测直流母线上的反馈电流，并判断反馈电流是否大于第一预设电流值。

优选的，第一预设电流值为变频器的额定电流。

在步骤S103中，继续对电机进行消磁处理直至电机完成消磁的步骤具体为：

S201.判断反馈电流是否小于第二预设电流值；

S202.当反馈电流大于第二预设电流值时，继续对电机进行消磁处理，并返回执行步骤S201；

S203.当反馈电流小于第二预设电流值时，关闭变频器的上下桥臂开关管，完成对电机的消磁。

在步骤S201、步骤S202和步骤S203中，优选的，第二预设电流值为变频器额定电流的30％。

在步骤S203中，当反馈电流小于第二预设电流值时，即确认完成消磁，可以根据设定剩磁的大小控制消磁时间，避免了现有技术中由于不能确定剩磁的多少，而无法确定等待的时间给软件转速追踪带来了很多的不确定性的问题。

在现有的伟创AC70-132KW变频器带动132KW电机运行时，经过测试正常132KW电机运行到50Hz时自由停机，需要软件转速追踪再启动时，需要等待5-7秒钟才能彻底消除电机剩磁，如果强行启动电机，就会导致变频器过电流或追踪不到频率。将本发明应用该电机上，使用本发明中的消磁功能，消磁的过程持续了0.3秒，消磁过程中的电流持续在变频器额定电流的1.2倍以内，完成全部转速追踪的过程仅需不到1秒钟的时间，提高了转速追踪的可靠性和实时性。

再次在AC70-55kw变频器上实施本发明，消磁时间仅为0.07秒，电流也在可控范围内。

再次在AC70全系列0.75kw-400kw的机器均做了相同的实验，实验效果证明本发明对提高软件转速追踪的可靠性和实时性方面有着非常好的效果。

如图3和图4所示，给出了非正常启动和正常消磁启动的等待时间的电压波形图。

图3中为此波形不开启消磁功能时的电压持续时间，必须等待电压减小到较低程度才可以进行转速追踪启动，否则会报故障无法得到正常的波形。图3中右侧ΔX为持续时间，大概4秒钟。

图4中的电压波形前段为消失波形，每小格90毫秒，大概持续300毫秒。后端为正常转速追踪波形，此时启动电流较小，启动较平稳。

本发明另一种实施例提供一种电机消磁装置，电机消磁装置包括：

驱动单元301，用于在电机停机时对电机进行消磁处理；电流检测单元302，用于在所述电机在消磁过程中，对电机的直流母线上的反馈电流进行检测；

判断单元303，用于判断反馈电流是否大于第一预设电流值，当反馈电流小于第一预设电流值时，继续对电机进行消磁处理直至电机完成消磁；当反馈电流大于第一预设电流值时，驱动驱动单元301在预设时间内关闭所述变频器的上下桥臂开关管，再驱动驱动单元301开始工作。

驱动单元301对电机进行消磁处理具体为：

根据预定占空比驱动变频器的上下桥臂开关管导通，以对电机进行消磁处理。

优选的，预定占空比为50％。

判断单元303判断当反馈电流小于第一预设电流值时，继续对电机进行消磁处理直至电机完成消磁具体为：

判断反馈电流是否小于第二预设电流值；

当反馈电流大于第二预设电流值时，继续对电机进行消磁；

当反馈电流小于第二预设电流值时，驱动驱动单元301关闭关闭所述变频器的上下桥臂开关管，完成对电机的消磁。

优选的，第一预设电流值为变频器的额定电流；

优先的，第二预设电流值为变频器的额定电流的30％。

本发明在现有的标准的软件转速追踪的基础上提出一种电机消磁方法来实现快速转速追踪，现有技术中在追踪开始时要等待一段时间才可以开始追踪，因为需要等待剩磁减小到不会引起过流的幅度，等待的时间段根据电机的功率等级有所不同，制约了软件转速追踪功能使用。本发明通过控制变频器的IGBT实现了时间可控以及电流可控的消磁方法，根据需要人为设定消磁时间，系统根据剩磁的大小自动将消磁时间设定为0.07-0.3秒之间，经过消磁的电机迅速进入转速追踪，不仅减少了转速追踪的等待时间，同时也提高了转速追踪的可靠性。

本发明另一种实施例，在变频器再次启动电机的过程中，在电机正常运行情况下突然掉电时，在电机与母线电压间通过控制器输出的转矩电流来控制，电机根据当前的运行状态，将部分动能回馈到母线电容上，维持母线电压，直至电机速度降低到不足以维持母线电压，并将电机的当前转速时时传递给速度控制器，使母线电压控制器切换回速度控制器时，电流不发生突变。

需要注意的是，以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种电机消磁方法，所述电机在变频器的控制下工作，其特征在于，所述电机消磁方法包括以下步骤：

A.当电机停机时，对电机进行消磁处理；

B.在所述电机在消磁过程中，对电机的直流母线上的反馈电流进行检测，并判断所述反馈电流是否大于第一预设电流值；

C.当所述反馈电流小于所述第一预设电流值时，继续对所述电机进行消磁处理直至所述电机完成消磁；

D.当所述反馈电流大于所述第一预设电流值时，在预设时间内关闭所述变频器的上下桥臂开关管，返回执行所述步骤A。

2.如权利要求1所述的电机消磁方法，其特征在于，所述步骤A中的对电机进行消磁处理的步骤具体为：

根据预定占空比驱动变频器的上下桥臂开关管导通，以对电机进行消磁处理。

3.如权利要求2所述的电机消磁方法，其特征在于，所述预定占空比为50％。

4.如权利要求1所述的电机消磁方法，其特征在于，所述步骤C中的继续对电机进行消磁处理直至所述电机完成消磁的步骤具体为：

E.判断所述反馈电流是否小于第二预设电流值；

F.当所述反馈电流大于所述第二预设电流值时，继续对所述电机进行消磁处理，并返回执行步骤E；

G.当所述反馈电流小于所述第二预设电流值时，关闭所述变频器的上下桥臂开关管。

5.如权利要求4所述的电机消磁方法，其特征在于，

所述第一预设电流值为变频器的额定电流；

所述第二预设电流值为变频器的额定电流的30％。

6.一种电机消磁装置，电机在变频器的控制下工作，其特征在于，所述电机消磁装置包括：

驱动单元，用于在电机停机时对电机进行消磁处理；

电流检测单元，用于在所述电机在消磁过程中，对电机的直流母线上的反馈电流进行检测；

判断单元，用于判断所述反馈电流是否大于第一预设电流值，当所述反馈电流小于所述第一预设电流值时，继续对电机进行消磁处理直至所述电机完成消磁；当所述反馈电流大于所述第一预设电流值时，驱动所述驱动单元在预设时间内关闭所述变频器的上下桥臂开关管，再驱动所述驱动单元开始工作。

7.如权利要求6所述的电机消磁装置，其特征在于，所述驱动单元对电机进行消磁处理具体为：

根据预定占空比驱动变频器的上下桥臂开关管导通，以对电机进行消磁处理。

8.如权利要求7所述的电机消磁装置，其特征在于，所述预定占空比为50％。

9.如权利要求6所述的电机能量反馈的控制方法，其特征在于，所述判断单元判断当所述反馈电流小于第一预设电流值时，继续对电机进行消磁处理直至所述电机完成消磁具体为：

判断所述反馈电流是否小于第二预设电流值；

当所述反馈电流大于所述第二预设电流值时，继续对所述电机进行消磁处理；

当所述反馈电流小于所述第二预设电流值时，驱动所述驱动单元关闭所述变频器的上下桥臂开关管。

10.如权利要求9所述的电机能量反馈的控制方法，其特征在于，

所述第一预设电流值为变频器的额定电流；

所述第二预设电流值为变频器的额定电流的30％。