CN113169684A - 用于使具有包括晶闸管的软起动器的永磁三相电机电网同步的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于使永磁三相电机(M)电网同步的方法，永磁三相电机具有包括晶闸管(24)的软起动器(SS)，并且具有机械旁路触点(26)，其用于在电网运行中将晶闸管(24)桥接，该方法包括以下步骤：a)当在软起动器(SS)上起动三相电机(M)时达到预定标准之后，产生第一控制信号(25)，通过第一控制信号发起机械旁路触点(26)的导通切换，其中产生第一控制信号的时间点代表旁路触点(26)的操作时间点；b)借助第二控制信号(21)，在一个时间段内产生针对晶闸管(24)的触发脉冲，该时间段从操作时间点直到旁路触点(26)的接触时间点；和c)在电网运行中通过旁路触点(26)驱动三相电机(M)，其特征在于，当相电流测量得出相关联的相(U，V，W)中的电流强度(I_U，V，W)低于预定的值时，产生针对晶闸管(24)的相应的触发脉冲。

Description

用于使具有包括晶闸管的软起动器的永磁三相电机电网同步 的方法

三相电机将机械能转换为三相电流，或者将三相电流转换为机械能。原则上，三相电机可以作为发电机或电动机运行。软起动是指在接通电气设备(例如电动机)时用于限制功率的措施。

根据IEC标准60034，三相电机根据其效率被分为不同的能源效率等级。准确地说，在直至大约20kW的低功率范围内，仅能够艰难地遵守电力驱动的规定的效率，这就是为什么越来越多地寻求在转子中使用永磁体，例如永磁同步电机(PMSM)。

图1示出了这种永磁同步电机M的示意图，在实施中其作为具有定子St和转子L的内转子电机。转子包括磁北极N和南极S。定子St包括绕组相U，V，W。该图示仅应被示例性的理解，并且对所要求保护的对象的保护范围没有限制作用。

这种类型的电机虽然能够实现高的能源效率，但在刚性电网上的起动和运行是不容易实现的。

为了实现这点，可以在电机的转子中设置阻尼笼，阻尼笼虽然能够在刚性电网中实现可靠的起动，但是进行馈送的电网要承受非常高的起动电流。

同样地，在合适的电力电子执行元件、例如变频器或软起动器上运行也是可能的。在此特别地，软起动器(也被称为软起动装置)的应用是一种用于在刚性电网上起动永磁同步电机的成本友好的解决方案。这种软起动器在接通时(例如借助相位前沿控制)减小电压，并且缓慢增加电压直到完全的电网电压。然而，这种软起动通常只能在无负载的状态或低负载的情况下进行。然而，目前还没有已知的可用于此的市场成熟的解决方案。

Marcel Benecke博士(Otto-von-Guericke-

Magdeburg，2012)的标题为“Anlauf von energieeffizienten Synchronmaschinen mit Drehstromsteller(具有三相电流控制器的节能的同步电机的起动)”的博士论文中提出了一种用于在软起动器上起动永磁同步电机的解决方案。在该论文中提出的方法使用电机的当前的转子角，从而该论文使用的电机需要配备相应的发生器系统。发生器可以被理解为转速发生器和位置发生器。这些发生器检测机械量转速和位置。它们的信号对于向控制器提供实际值和闭合现有的位置和转速控制回路是必要的。对于三相驱动中的矢量控制方法，位置信号和转速信号也用作电流控制回路的输入参量。在这种情况下，发生器直接在电机轴上检测转速和/或位置。

发生器系统对系统的成本和可用性有负面影响，这使得目前软起动器解决方案对高效的电机没有吸引力。出于这些原因，寻求一种用于在不使用发生器的条件下进行起动的方法。

在运行具有软起动器的永磁同步电机时，为了实现各种各样的应用，转速控制是期望的，但目前还不能实现。

所需求的方法与现有技术中已知的无发生器的方法的不同点在于，其必须可用于晶闸管控制器，而不是变频器。因此，这些已知的方法并不适用。

DE 10 2016 204 837 A1(西门子股份公司)2017年9月28日公开了一种用于电动机的起动方法，其中在确定构造为具有旁路半导体路径的接触器的三角开关的操作时间点时，考虑三角开关本身的拉动时间。操作时间点基本上对应于相应的操作命令到达三角开关并且三角开关被拉动的时间点。操作时间点被选择为，使得其位于在所寻求的开关时间点之前提前了拉动时间的持续时间。为了快速且在时间上精确地操作，可以在特定的持续时间将机电开关触点桥接。

EP1677323A1(西门子股份公司)2006年7月5日公开了一种用于避免低压断路器中的触点烧损的方法，该低压断路器具有至少一个可控半导体开关装置和至少一个与该半导体开关装置并联连接的机电开关装置。

DE102016214419A1(西门子股份公司)2018年8月2日公开了一种用于切换至少一个主电流路径的软起动器，该主电流路径分别包括具有半导体开关的旁路电路，其中该软起动器具有用于操作旁路电路的控制单元，并且该控制单元具有控制信号输入端和单独的安全信号输入端。

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于使具有软起动器的永磁三相电机电网同步的方法，该方法避免了与刚性电网连接时的过电流。此外，本发明要解决的技术问题是，提供一种没有发生器的永磁三相电机，其利用根据本发明的方法进行工作。

上述技术问题通过根据权利要求1的特征的方法以及根据权利要求10和11的特征的控制装置和三相电机来解决。从属权利要求中给出了有利的实施方式。

本申请描述了一种用于使永磁三相电机电网同步的方法，永磁三相电机具有包括晶闸管的软起动器并且具有用于在电网运行中将晶闸管桥接的机械旁路触点。电网同步表示在三相电机的起动结束时的时间点或阶段，在该时间点或阶段可以实现并执行三相电机的各相与供电电网永久连接，在三相电机的起动期间三相电机有针对性地加速。

该方法包括用于产生第一控制信号的步骤，通过第一控制信号发起机械旁路触点的接通切换，更准确地说，当在软起动器上起动三相电机时达到预定标准之后产生第一控制信号。在此，产生第一控制信号的时间点代表旁路触点的操作时间点。该方法还包括另外的步骤：借助第二控制信号，在一个时间段内产生针对晶闸管的触发脉冲，该时间段从操作时间点直到旁路触点的接触时间点，其中当相电流测量得出相关联的相中的电流低于预定的值时，产生针对晶闸管的相应的触发脉冲。所提到的时间段是取决于结构的时间，需要该时间段，以便从操作时间点(与相应的控制命令的获得同时)起接通机械旁路触点。最后，该方法包括在电网运行中通过旁路触点驱动三相电机的步骤。通过旁路触点驱动三相电机是从接触时间点起进行的，因为旁路触点从该时间点起被切换为导通。

所提出的方法可以实现，借助软起动器加速的永磁三相电机与电网同步，而不会发生过电流事件或传动系统中的振荡。特别地，该方法可以考虑到电网角与转子角之间的差角度，方式是，在旁路触点的接通过程期间通过并行运行的旁路触点和晶闸管来驱动三相电机。一旦旁路触点导通，晶闸管就会自熄灭，使得在电网运行中仅通过旁路触点就能驱动三相电机。两个开关元件的并行运行避免了驱动系统的不期望的振荡，并且防止了同样不期望的过电流。

导致产生第一控制信号的预定标准尤其包括：三相电机的转速已经达到位于预定义的转速范围内的三相电机的目标转速。由此可以确保，通过接通旁路触点防止了传动系统的振荡和大的过电流，其中在接通旁路触点后，起动过程以及由此永磁三相电机的电网同步就结束了。

特别地，可以规定，目标转速比电网转速略高或略低。这可以确保电网的角度的变化足够快，使得及时满足用于使永磁同步电机电网同步的角度条件。如果目标转速被选择为与电网转速完全相同，则有可能需要持续很长时间才能满足旋转角度条件，或者甚至不能满足旋转角度条件，因为在这种状态下，电网角和电动机角以相同的间距跟随，并且因此差角度几乎没有变化。

另外的实施方式规定，预定标准包括：由电网角与转子角之间的差得出的差角度位于预定义的差角度范围内。如果差角度和电机转速分别位于其相应定义的目标范围内，则永磁三相电机可以与电网同步，而不会在传动系统中产生任何严重的振荡，也不会超过最大电流值。转速的目标范围的值和角度的目标范围的值可以在三相电机的运行期间和多次起动期间获知。由此，三相电机与软起动器的不同组合可以一起运行。在此“获知”的差角度和电机转速的值可以储存在存储器中，使得对于类似的组合可以继续使用已经获知的值。

另外有利的实施方式规定，预定标准包括：总磁通量的绝对值超过预定的最小磁通量值，总磁通量通过由永磁体产生的磁通量和由阻尼笼产生的磁通量相加得出，其中根据测量的电动机电压来确定总磁通量的绝对值。由于磁通量的几何相加，可能会出现电机磁通量相反取向并且所形成的总磁通量明显小于由永磁体产生的磁通量的时间点。即使差角度和转速在该时刻位于合适的配置中，这也会导致过电流事件，因为三相电动机的反向电动势(Gegen-EMK，EMK＝elektromotorische Kraft，电动势)相比于电网电压太低，并且因此出现大的电流。因此有利地，附加地还需要遵守总磁通量的绝对值的最小值，其可以通过测量电动机电压来确定。

在另外的实施方式中，旁路触点的接触时间点可以是接触触点导通的在测量技术上的时间点，例如通过测量在旁路上下降的电压来确定。在这种情况下，用于产生针对晶闸管的触发脉冲的控制信号的输出可以停止。确定旁路触点的接触时间点的另外的可能性是，检测旁路的可动触点的接触位置，例如借助辅助触点进行检测。替换地，接触时间点可以是通过试验确定的、从操作时间点起的持续时间，特别是加上安全余量。由此，没有必要在测量技术上确定从操作时间点直到旁路触点的接触时间点的时间段，而是可以基于经验值提前确定该时间段。通过设置足够的安全余量，在此总是可以确保在对晶闸管的控制停止之前，将旁路触点切换为导通。

此外，还提出了一种计算机程序产品，其可以直接加载到数字计算机的内部存储器中，并且包括软件代码段，当在计算机上运行该产品时，利用该软件代码段执行在此描述的方法的步骤。该计算机程序产品可以以数据载体的形式体现，例如DVD、CD-ROM、USB记忆棒等(DVD＝数字多功能光盘；CD-ROM＝光盘只读存储器；USB＝通用串行总线)。同样地，计算机程序产品也可以作为可经由有线或无线网络加载的信号存在。

此外，还提出了一种用于三相电机的控制装置，其具有包括晶闸管的软起动器，并且具有用于在电网运行中将晶闸管桥接的机械旁路触点。该控制装置的特征在于，其被设计为用于执行在此描述的方法。由此具有与结合根据本发明的方法所描述的优点相同的优点。

控制装置被设计为，当在软起动器上起动三相电机时达到预定标准之后产生第一控制信号，通过第一控制信号发起机械旁路触点的导通切换，其中产生第一控制信号的时间点代表旁路触点的操作时间点。为此，控制装置可以与传感器、例如转速计连接，控制装置从该传感器获得传感器值，例如与三相电机的当前转速有关的、以rpm(每分钟转数)或1/s为单位的转速值。控制装置尤其在运算单元，例如数字计算机、处理器或ASIC(ASIC＝Application Specific Integrated Circuit，特定应用集成电路)中将获得的传感器值与预定标准、例如目标转速进行比较，预定标准存储在控制装置的存储器中，一旦在起动三相电机时达到预定标准，例如一旦三相电机的转速达到预定的目标转速，就产生第一控制信号。在此，第一控制信号从控制装置到软起动器的传输可以经由信号线进行。

此外，控制装置还被设计为，借助第二控制信号，在一个时间段内产生针对晶闸管的触发脉冲，该时间段从操作时间点直到旁路触点的接触时间点，其中当相电流测量得出相关联的相中的电流低于预定的值时，产生针对晶闸管的相应的触发脉冲。为此，控制装置可以与电流传感器、例如布置在软起动器中的相电流表连接，控制装置从电流传感器获得传感器值，例如与一相的当前电流强度有关的测量值。控制装置将获得的传感器值与存储在控制装置存储器中的预定的值进行比较，并且如果相关联的相中的电流强度低于预定的值，则产生第二控制信号。在此，第二控制信号从控制装置到软起动器的传输可以经由信号线进行。

此外，控制装置被设计为，在电网运行中通过旁路触点驱动三相电机。在此，从控制装置到软起动器的控制信号的传输可以经由信号线进行。

此外，还提出了一种三相电机，其具有包括晶闸管的软起动器以及机械旁路触点，机械旁路触点用于在电网运行中将晶闸管桥接。该三相电机被设计为用于执行在此描述的方法，由此可以实现永磁三相电机与供电网的电网同步。

下面参照附图对本发明进行更详细的解释：

图1示出了示例性的三相电机的截面；

图2示出了根据本发明的结构的示意图；

图3示出了根据本发明的方法的流程图；

图4和图5示出了电网同步的两个不同测量的转速和相电流的时间走向；和

图6示出了控制装置的示意图。

图2示出了被设计为永磁同步电机的三相电机M的原则上的期望的结构，其具有软起动器SS(例如Sirius软起动器)而没有发生器(右边)，与此相对地示出了具有软起动器SS(例如Sirius软起动器)并且具有与三相电机M连接的发生器G的三相电机M(左边)。如前面已经描述的，三相电机例如可以被设计为具有定子St和转子L的内转子电机。转子L包括磁北极N和南极S。定子St包括绕组相U，V，W。转子L例如可以抗扭转地(或通过传动机构)与未示出的轴连接，外部负载对该轴施加有特别是恒定扭矩。

借助申请人于2018年5月17日在WO 2018/086688 A1(西门子股份公司)中提出的方法，对软起动器SS的晶闸管的触发时间点进行计算，由此可以省去发生器。无发生器的起动方法基于如下考虑：当首次触发晶闸管时，三相电机(也就是电动机)以最大可能的扭矩加速。因此应当确保，电动机在首次触发之后已经超过了特定的最低转速，从而可以在由原理引起的晶闸管的截止时间期间足够准确地测量感应出的电压。然后，根据已知的所谓EMK方法，可以根据感应出的电压确定电动机的电角度，并且再交给Benecke方法(来自上面提到的博士论文)。此外，在两相触发期间可以直接测量第三相的电压并且在评估中进行考虑。

由于软起动装置(也被称为软起动器)上的电机通常驱动具有线性或二次负载特性曲线的无源负载，在初始触发时，扭矩几乎完全用于加速惰性的质量。在这种情况下可以假定，初始触发时的加速度是足够的，并且感应出的电压可以被足够准确地测量。在测量电压的过程中，可以利用软起动器中本来就存在的测量传感器系统。因此，该方法不需要任何附加的硬件。

无发生器的起动方法包括两个步骤。

步骤1：确定最佳触发角度。

在用于电机的初始对准的方法结束之后，电动机的当前角度是已知的。基于该已知的起动角度，根据上述方法可以计算出软起动器的触发角度，在该触发角度下，电动机中产生的扭矩对于给定的最大电流是最大的。为了在晶闸管的初始触发中产生尽可能大的扭矩，初始触发中允许的最大电流被设定为功率半导体的最大允许电流。

在计算最佳触发角度时，通常还考虑在晶闸管触发期间的旋转角度和转速的走向，然而这些在触发角度的计算中是未知的。出于这个原因，在启动过程的范围中应当事先为驱动确定初始触发的最佳触发角度。

第2步：切换到EMK方法：

在永磁同步电机通过初始触发加速之后，由电机旋转感应出的电压足够高，以便可以在晶闸管的截止阶段期间对其进行测量。然后，例如通过观察器或通过简单的反正切计算可以根据测得的电压确定电机的磁通角。同样可以想到，进基于激励的电压、测量的电流和电机等式、即借助计算规范来确定旋转角度。

独立于所选择的方法，在所提到的情况下，许多方法在无发生器的控制的领域已经是已知的，并且可以利用这些方法。从EMK方法中确定的磁通角作为实际值交给Benecke方法，并且由此确定电机旋转时的下一个最佳触发角。

通过上述方法，电动机M被针对性地加速。除了用于加速的晶闸管之外，软起动器SS还具有未详细示出的旁路元件，其用于在电动机起动结束时将晶闸管桥接以进行电网同步。旁路元件是机电开关元件，例如电网接触器或继电器。利用这些旁路元件，电动机M与电网固定连接，由此起动过程最终结束。在异步电机的情况下，该过程可以以简单的方式实现：如果达到了预定的目标转速，则可以接通旁路元件，并且起动过程结束。异步电机在传动系统中不会出现任何过电流事件或振荡。在永磁三相电机的情况下，适宜地附加地至少考虑电网角与转子角之间的差角度，以防止传动系统的严重振荡和大的过电流。下面描述在此选择的过程。

旁路元件是机械开关元件，其需要由结构导致的时间来接通。触点的控制与实际接通(即导通切换)之间的时间间隔为几毫秒并且被称为延迟时间。这意味着，直到以接收第一控制信号形式对接通要求作出反应，大约经过一个或多个电网周期。由于在这段时间内，转速和差角度可能已经发生了明显的变化，这种延迟对于针对性的接通是不可接受的。为了跨越延迟时间，软起动器的晶闸管与相电流测量一起使用。如果发生接通命令(作为获得第一控制信号的结果)，则进行软起动器的晶闸管的控制，使得当相应相的电流的绝对值低于定义的值时，软起动器SS的相应晶闸管就会获得一系列的触发脉冲。只有当确定了电流值(对于该电流值旁路触点的接通可以被视为是安全的)时，触发脉冲的输出才结束。这可以通过测量技术或通过预定的时间，可选地通过考虑安全余量来确定。在晶闸管和旁路元件的并行运行期间，晶闸管几乎被持续触发，这在特性上接近于接通的旁路元件。在确保旁路元件接通之后，就不再触发晶闸管。该过程可以实现电动机M实际上无延迟地连接到电网，并且形成有针对性地使电动机M电网同步的基础。

为了使电动机M能够连接到电网而不导致传动系统中的严重振荡或超过电流的最大值，差角度和电动机转速应当分别位于目标范围内。转速的目标范围的值和差角度的目标范围的值可以以不同的方式产生。理想地，转子角与电网角之间的角度尽可能地小，其中差角度是电动机的转子的负载的结果。

一方面，软起动器SS可以在任意时间点独立接通，并且后续通过内部电流测量确定，电动机的接通的时间点是否是合适的连接时间点。通过在不同的角度/转速配置的情况下进行接通，因此形成了可能组合的概览，根据该组合可以推导出差角度和电动机转速的范围，其中遵守预定的界限。由于通过这种迭代过程也会经常被超过界限值，所以算法需要“获知”的时间，直到其可靠地运行。由于原则上可以从一开始就排除不合适的组合，结果可以得到改善。另一种可能性在于，对所连接的电机类型进行模拟，从中导出旋转角度和转速的范围。然后可以在相关联的软起动器中选择这些导出的参数，或者可以后续通过云服务将这些导出的参数报告给软起动器。这可以根据客户的要求以及电机类型和软起动器的组合后续提供参数组。

为了安全的电网同步，需要考虑选择合适的转速值。相对于用于异步电机的软起动器SS，在此适宜地没有选择电网转速作为目标值，而是选择比电网转速略高或略低的转速作为目标值。这可以确保，电网的角度变化足够快，从而及时满足接通电动机的角度条件。如果转速被选为与电网转速完全相同，则可能会出现持续很长时间才能满足旋转角度条件或根本不满足旋转角度条件，因为在这种状态下，电网角和电动机角以相同的间距跟随，并且因此差角度几乎保持不变。

从带有阻尼笼的永磁三相电机的特性中得出另一个要考虑的条件。在带有阻尼笼的电动机中，由永磁体产生的磁通量和由阻尼笼产生的磁通量在几何上相加。由于磁通量的几何相加，可能会出现电机磁通量相反取向并且所形成的总磁通量明显小于由永磁体产生的磁通量的时间点。即使差角度和转速在该时刻位于完美的配置中，这也会导致过电流事件，因为电动机的反向电动势相比于电网电压太低，并且因此出现大的电流值。因此，附加地还需要遵守总磁通量的绝对值的最小值，其可以通过测量电动机电压来确定。

图3示出了根据本发明的方法的流程图。在步骤S1中，产生第一控制信号，通过第一控制信号发起机械旁路触点的导通切换，更确切地说，当在软起动器上起动三相电机时达到预定标准之后产生第一控制信号，其中产生第一控制信号的时间点代表旁路触点的操作时间点。第一标准包括三相电机的转速和/或差角度和/或总磁通量的绝对值，总磁通量通过由永磁体产生的磁通量和由阻尼笼产生的磁通量相加得出。在步骤S2中，借助第二控制信号，在一个时间段内产生针对晶闸管的触发脉冲，该时间段从操作时间点直到旁路触点的接触时间点，其中当相电流测量得出相关联的相中的电流低于预定的值时，产生针对晶闸管的相应的触发脉冲。在步骤S3中，在该时间段结束后，在电网运行中通过旁路触点进行三相电机的运行。

在图4和图5中示出了三相电机M的转速n_m和三个相U、V、W的相电流I_U、V、W在起动过程和电网同步时的时间走向。在此，图4示出了根据现有技术的接通特性，在现有技术中出现了过电流，其中该时间点出现在达到目标转速n_m≈1500rpm之前不久。在I-t线图中，电网同步的时间点和过电流的出现通过椭圆形的标记来示出。与此相对地，从图5的线图中可以很容易地看出，在借助根据本发明的方法进行电网同步的情况下，当达到目标转速(n_m≈1500rpm)时，相电流在电网同步时没有任何过冲。I-t线图中的相应部分再次通过椭圆形来标记。

图6示出了软起动器SS，其连接到三相电机M的具有三个相U、V、W的交流电压供电的三个主电流路径(相导体)12、14、16。在软起动器SS中，每个主电流路径12、14、16与电路20相关联，电路20分别包括半导体开关22和机电旁路触点26，机电旁路触点用于在电网运行中将半导体开关22桥接。半导体开关22被设计为反并联布置的一对晶闸管24。机电旁路触点26被设计为继电器。每个半导体开关22和机电旁路触点26与控制装置40连接，该控制装置在运行期间控制软起动器SS。控制装置40可以集成在软起动器SS的壳体中，也可以容纳在单独的壳体中。在三相电机M的电网运行中，机电旁路触点26是接通的，而半导体开关22是断开的。控制装置40具有存储器82，在其中存储有计算机程序产品80。控制装置40具有运算单元84，例如数字计算机、处理器或ASIC，运算单元可以执行存储在存储器82中的计算机程序产品80。除了别的之外，计算机程序产品80被设计为，借助半导体开关22来实现相位前沿控制或相位后沿控制。

此外，测量装置27与每个主电流路径12、14、16相关联，测量装置被设计为测量互感器28，其用于检测和/或测量其中一个主电流路径12、14、16中的电流I_U、V、W。每个测量装置27经由测量信号输入端41与控制装置40耦合。控制装置40中的计算机程序产品80被设计为，用于接收和评估由测量装置27检测到的运行参量，即除了别的之外主电流路径12、14、16中的电流I_U、V、W。

此外，控制装置40配备有传感器信号输入端44，经由传感器信号输入端来接收传感器信号54。传感器信号54由转速计46产生，转速计位于三相电机M内或三相电机M上，并且检测三相电机M的转速n_m。

控制装置40被设计为，向机电旁路触点26发送用于发起机电旁路触点26的导通切换的第一控制信号25，并且向半导体开关22发送触发脉冲形式的第二控制信号21。

当在软起动器SS上起动三相电机M时达到预定标准之后，控制装置40产生第一控制信号25，通过第一控制信号发起机械旁路触点26的接通切换，其中产生第一控制信号25的时间点代表旁路触点26的操作时间点。为此，控制装置40经由信号线48与布置在三相电机M上的转速计46连接，控制装置40从转速计获得与三相电机M的当前转速n_m有关的、以rpm为单位的转速值。控制装置40将获得的转速值与存储在控制装置40的存储器82中的目标转速进行比较，一旦三相电机M的转速n_m达到预定的目标转速，就产生第一控制信号25。在此，第一控制信号25从控制装置40到软起动器SS的机械旁路触点26的传输经由控制线进行。

此外，控制装置还借助第二控制信号21在一个时间段内产生针对晶闸管24的触发脉冲，该时间段从操作时间点达到旁路触点26的接触时间点，其中当相电流测量得出相关联的相U、V、W中的电流I_U、V、W低于预定的值时，产生针对晶闸管24的相应的触发脉冲。为此，控制装置40经由信号线与被设计为测量互感器28的测量装置27连接，控制装置40从测量装置中获得与相U、V、W中的当前电流强度I_U、V、W有关的测量值。控制装置40将获得的相电流测量值、即电流I_U、V、W与存储在控制装置40的存储器82中的相应的预定的值进行比较，并且当相关联的相U、V、W中的电流低于预定的值时产生第二控制信号21。在此，第二控制信号21从控制装置40到软起动器SS的半导体开关22的传输经由控制线进行。

控制装置40在电网运行中通过机电旁路触点26驱动三相电机M。在此，控制信号从控制装置40到软起动器SS的旁路触点26的传输经由控制线进行。

附图标记列表

12 第一主电流路径，相导体

14 第二主电流路径，相导体

16 第三主电流路径，相导体

20 电路

21 第二控制信号，触发指令

22 半导体开关

24 晶闸管

25 第一控制信号

26 机电旁路触点

27 测量装置

28 测量互感器

40 控制装置

41 测量信号输入端

44 传感器信号输入端

46 转速计

48 信号线

54 传感器信号

80 程序

82 存储器

84 运算单元

G 发生器

I_U，V，W 相电流

L 转子

M 三相电机

N 北极

n_m 转速

S 南极

SS 软起动器

St 定子

S1 步骤1

S2 步骤2

S3 步骤3

t 时间

U 相，绕组相

V 相，绕组相

W 相，绕组相

Claims (12)

1.一种用于使永磁三相电机(M)电网同步的方法，所述永磁三相电机具有包括晶闸管(24)的软起动器(SS)，并且具有机械旁路触点(26)，所述机械旁路触点用于在电网运行中将所述晶闸管(24)桥接，所述方法包括以下步骤：

a)当在所述软起动器(SS)上起动三相电机(M)时达到预定标准之后产生第一控制信号(25)，通过所述第一控制信号发起机械旁路触点(26)的导通切换，其中产生所述第一控制信号的时间点代表所述旁路触点(26)的操作时间点，

b)借助第二控制信号(21)，在一个时间段内产生针对所述晶闸管(24)的触发脉冲，所述时间段从操作时间点直到所述旁路触点(26)的接触时间点，和

c)在电网运行中通过旁路触点(26)驱动所述三相电机(M)，

其特征在于，

当相电流测量得出相关联的相(U，V，W)中的电流强度(I_U，V，W)低于预定的值时，产生针对所述晶闸管(24)的相应的触发脉冲。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定标准包括三相电机(M)的转速(n_m)已经达到位于预定义的转速范围的三相电机(M)的目标转速。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标转速略高于或低于电网转速。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述预定标准包括，由电网角和转子角之间的差得出的差角度位于预定义的差角度范围内。

5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其特征在于，转速范围和/或差角度范围在三相电机(M)的运行期间和多次起动期间获知。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述预定标准包括，总磁通量的绝对值超过预定的最小磁通量值，所述总磁通量通过由永磁体产生的磁通量和由阻尼笼产生的磁通量相加得出，其中根据测量的电动机电压来确定所述总磁通量的绝对值。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述接触时间点是在测量技术上确定的、所述旁路触点(26)导通的时间点。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，所述接触时间点是，通过试验确定的从操作时间点起的持续时间，加上安全余量。

9.一种计算机程序产品(18)，所述计算机程序产品能够直接加载到数字计算机(84)的内部存储器(82)中，并且包括软件代码段，当在所述计算机(84)上运行所述产品时，通过所述软件代码段执行根据上述权利要求中任一项所述的步骤。

10.一种用于三相电机(M)的控制装置(40)，所述三相电机具有包括晶闸管(24)的软起动器(SS)以及机械旁路触点(26)，所述机械旁路触点用于在电网运行中将所述晶闸管(24)桥接，其特征在于，所述控制装置被设计为用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

11.根据权利要求10所述的控制装置(40)，包括

-传感器信号输入端(44)，其用于接收三相电机(M)的运行参量(n_m)的测量值，

-测量信号输入端(41)，其用于接收来自相电流测量的相关联的相(U，V，W)中的电流强度(I_U，V，W)的测量值，

-存储器(82)，其用于存储用于与电流强度(I_U，V，W)的测量值进行比较的预定的值，以及

-运算单元(84)，其用于基于所接收的运行参量(n_m)的测量值确定，在起动三相电机(M)时是否达到了预定标准，并且用于基于所接收的电流强度(I_U，V，W)的测量值确定，相关联的相(U，V，W)中的电流强度(I_U，V，W)是否低于预定的值，并且用于产生第一控制信号(25)和第二控制信号(21)。

12.一种三相电机(M)，其具有包括晶闸管(24)的软起动器(SS)，并且具有机械旁路触点(26)，所述机械旁路触点用于在电网运行中将晶闸管(24)桥接，

其特征在于，

所述三相电机包括根据权利要求10和11中任一项所述的控制装置(40)，所述控制装置被设计为，用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法以控制所述三相电机。

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