CN105375826A - 一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法，先减速停机至直流制动起始频率；再直流预制动至电流达到直流制动电流；然后直流制动，并实时检测变频器的输出电流，根据变频器输出电流的交流分量的变化趋势判断电机是否停止运转，若检测到电机停止运转后变频器即停止输出。所述基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法只需通过对变频器的输出电流进行算法处理，根据其输出电流中交流分量的变化趋势就可以有效的检测出电机是否停止运转进而及时停止变频器的输出，无须其他电机参数，无须增加硬件成本，可实现在任何负载的情况下都能及时停止变频输出的智能控制。

Description

一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法

技术领域

本发明涉及高压变频控制技术领域，尤其涉及一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法。

背景技术

随着技术的发展，高压变频器被广泛的应用与石油化工、电力、冶金、城市建设等行业的各种电机控制，在降耗节能、改善工艺等方面起着重要作用。在很多应用场合要求对电机快速制动。直流制动作为一种有效的制动方法应用广泛。电机转速降低到一定数值时，变频器改向异步电动机定子绕组中通入直流，形成静止磁场，此时电动机处于能耗制动状态，转动着转子切割该静止磁场而产生制动转矩，使电动机迅速停止。

直流制动主要设定以下三个内容：1、开始转为直流制动时的起始频率；2、施加于定子绕组的直流制动电流；3、制动时间。

但，由于制动时间不可能和实际制动时间正好一致，根据负载情况每次制动时间都可能不一样；为保证制动效果，通常设定比电机负载情况实际停转时间更长的时间，由此造成能量浪费；且，如果设置的时间过长还会导致电机发热，并且在电机停转后继续通电可能造成不安全的危险。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法，使变频器在电机直流制动过程中，在任何负载情况下都能及时停止变频器输出，使制动过程更节能、安全与可靠。

为此，本发明提供了一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法，包括如下步骤：

S1、减速停机至直流制动起始频率；

S2、直流预制动至电流达到直流制动电流；

S3、直流制动，并实时检测变频器的输出电流，根据变频器的输出电流判断电机是否停止运转，若检测到电机停止运转后变频器即停止输出。

优选地，所述步骤S3中，根据变频器的输出电流中的交流分量判断电机是否停止运转。

进一步地，直流制动时，变频器向电机的定子绕组中通入直流制动电流，形成静止磁场，电机转子在旋转过程中切割定子磁场形成交变电流，感应到定子绕组，使电机定子电流形成交流分量，在直流制动起始阶段和电机转子停转前交流分量相对较大，在转子停转后该交流分量消失；通过检测变频器输出电流中交流分量的变化趋势即可准确判断出电机是否停转。

优选地，将实时采样到的变频器输出电流进行较大系数的惯性滤波，得到较准确的直流分量值；然后将实时采样值减去直流分量值可分离出交流分量值。

将得到的交流分量值平方，使交流分量在电机转子停转前后会出现由比较小突变到较大然后消失这一明显特征；若出现这一明显特征说明电机已经停转，实时停止变频器输出即可。

根据本发明提供的所述基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法只需通过对变频器的输出电流进行算法处理，根据其输出电流中交流分量的变化趋势就可以有效的检测出电机是否停止运转进而及时停止变频器的输出，无须其他电机参数，无须增加硬件成本，可实现在任何负载的情况下都能及时停止变频输出的智能控制。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法的流程图；

图2为本发明中对变频器输出电流进行算法处理的方法流程图；

图3为电机普通直流制动时变频器输出的电流波形；

图4为电机智能控制直流制动时变频器输出的电流波形。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案：

请参阅图1，本发明提供了一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法，包括如下步骤：

S1、减速停机至直流制动起始频率；

S2、直流预制动至电流达到直流制动电流；

S3、直流制动，并实时检测变频器的输出电流，根据变频器的输出电流判断电机是否停止运转，若检测到电机停止运转后变频器即停止输出。

所述步骤S3中，根据变频器的输出电流中的交流分量判断电机是否停止运转。

直流制动时，变频器向电机的定子绕组中通入直流制动电流，形成静止磁场，电机转子在旋转过程中切割定子磁场形成交变电流，感应到定子绕组，使电机定子电流形成交流分量，在直流制动起始阶段和电机转子停转前交流分量相对较大，在转子停转后该交流分量消失；通过检测变频器输出电流中交流分量的变化趋势即可准确判断出电机是否停转。

直流制动时变频器输出电流如附图3所示，CH1为录波仪通道在AC耦合下录制的波形，CH2为录波仪通道在DC耦合下录制的波形；在电机转动时变频器输出电流中存在交流分量，并且在起始制动和电机停转瞬间交流分量幅值较大。通过对变频器输出电流进行较大系数的惯性滤波可以提出直流分量，将实时电流值减去直流分量值可分离出交流分量值，通过判断电机停转前的较大交流电流就可以得到电机停转的时刻。

将实时采样到的变频器输出电流进行较大系数的惯性滤波，得到较准确的直流分量值；然后将实时采样值减去直流分量值可分离出交流分量值；将得到的交流分量值平方，使交流分量在电机转子停转前后会出现由比较小突变到较大然后消失这一特征更加明显；若出现这一明显特征说明电机已经停转，实时停止变频器输出即可。对所述变频器输出电流进行算法处理的流程图请参阅图2。

首先，对变频器输出电流进行较大系统的惯性滤波：

Y(n)＝(X(n)+αY(n-1))/(α+1)；

其中，α＝滤波系数；X(n)＝本次采样值；Y(n-1)＝上次滤波输出值；Y(n)＝本次滤波输出值。将滤波输出值初值给定为直流制动电流，滤波系数设为127可滤波得到近似直流分量，将实时采样值减去该滤波得到值后再平方就可得到交流特征值，在电机停机时刻可检测到比较大的突变，能有效检出电机停机时刻；直流制动过程中交流特征值较小，电机停转前一刻突变成较大值，电机停转后消失。

图3所示为普通直流制动变频器输出电流波形，图4所示为使用智能控制方法的直流制动变频器输出电流波形；波形图由横河DL850录波仪录制，通道CH1设置为AC耦合，测量变频器输出电流中交流分量；通道CH2设置为DC耦合，为变频器实际输出电流波形；CH1量程为正负5A，CH2量程为正负50A；直流制动过程中制动电流设置为10A，直流制动时间设置为24秒；从图3和图4可以明显看出，在起始制动点和电机结束点变频器输出电流都有较大的交流分量，在整个电机转动过程中交流分量一直存在，电机停机后交流分量消失。图3可以看出，采样普通直流制动方法的高压变频器在直流制动时间到达后停止了输出；从图4可以看出，采用智能控制直流制动方法的高压变频器在电机停转后器及时停止了输出。

综上，根据本发明提供的所述基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法只需通过对变频器的输出电流进行算法处理，根据其输出电流中交流分量的变化趋势就可以有效的检测出电机是否停止运转进而及时停止变频器的输出，无须其他电机参数，无须增加硬件成本，可实现在任何负载的情况下都能及时停止变频输出的智能控制。

上面对本发明进行了描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、减速停机至直流制动起始频率；

S2、直流预制动至电流达到直流制动电流；

S3、直流制动，并实时检测变频器的输出电流，根据变频器的输出电流判断电机是否停止运转，若检测到电机停止运转后变频器即停止输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据变频器的输出电流中的交流分量判断电机是否停止运转。

3.根据权利要求2所述的一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法，其特征在于，直流制动时，变频器向电机的定子绕组中通入直流制动电流，形成静止磁场，电机转子在旋转过程中切割定子磁场形成交变电流，感应到定子绕组，使电机定子电流形成交流分量，在直流制动起始阶段和电机转子停转前交流分量相对较大，在转子停转后该交流分量消失；通过检测变频器输出电流中交流分量的变化趋势即可准确判断出电机是否停转。

4.根据权利要求3所述的一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法，其特征在于，将实时采样到的变频器输出电流进行较大系数的惯性滤波，得到较准确的直流分量值；然后将实时采样值减去直流分量值可分离出交流分量值。

5.根据权利要求4所述的一种基于高压变频器的电机直流制动智能控制方法，其特征在于，将得到的交流分量值平方，使交流分量在电机转子停转前后会出现由比较小突变到较大然后消失这一明显特征；若出现这一明显特征说明电机已经停转，实时停止变频器输出即可。