CN114094898A - 倒旋电机控制 - Google Patents

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T.德沃斯
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Abstract

示例包括在变速驱动器中实现的用于在倒旋期间控制电动机的控制方法，其中该方法包括：由变速驱动器确定在倒旋速度和估计的负载扭矩下出现的机械功率值；由变速驱动器确定发生在电机通量水平处的特定电损耗曲线，其中特定电损耗曲线与机械功率值一致；由变速驱动器确定要应用于电机的通量参考和速度参考，以与特定电损耗曲线一致；以及通过变速驱动器控制电机的倒旋速度以保持与特定电损耗曲线的一致。

Description

倒旋电机控制
技术领域
本公开涉及一种用于在倒旋条件下运行的电动机的控制方法。本公开还涉及一种能够控制在倒旋条件下运行的电动机的变速驱动器。
背景技术
涉及驱动负载的系统(例如用于提取石油和其他液体的泵送系统)例如可包括电动机和变速驱动器。变速驱动器控制发送到电机的电能的量。此后，电机将电能转换为机械能以驱动负载，例如在泵送系统的情况下提升流体柱。
当变速驱动器的电能供应被切断时，例如在停电期间，电机进行断路过程(breaking process)。最初，负载的动量使电机继续在正向方向上旋转一小段时间。此后，在驱动负载的作用下，电机将停止在正向方向上旋转并开始倒旋。
在这样的断路过程中，电机的旋转会产生电能，该电能被发送回变速驱动器。该电能可由变速驱动器使用以保持运行并控制电机的倒旋速度，从而防止可能达到超过系统额定速度的速度的不受控制的倒旋。
电机在断路时产生的电能可能会超过变速驱动器的需要。在某些情况下，多余的能量可通过电阻器耗散，将多余的电能转化为热量。然而，这是一种低效的解决方案，因为系统没有利用耗散的能量。电阻器的购买和维护也增加了系统的整体成本。
发明内容
本公开的目的是将倒旋电机保持在电机产生的电能与变速驱动器使用的电能相当的状态，以减少甚至抑制能量耗散的需要。
本公开描述了一种在变速驱动器中实现的用于在倒旋期间控制电动机的控制方法，其中该方法包括：
-由变速驱动器确定在倒旋速度和估计的负载扭矩下出现的机械功率值；
-由变速驱动器确定发生在电机通量水平的特定电损耗曲线，其中特定电损耗曲线与机械功率值一致；
-由变速驱动器确定要应用于电机的通量参考和速度参考，以与特定电电损耗曲线一致；
-通过变速驱动器控制电机的倒旋速度，以保持与特定电损耗曲线一致。
考虑到系统的电损耗，这种控制方法允许倒旋电机在由电机产生的功率与用于保持变速驱动器运行和控制电机的功率相当的状态下运行。产生很少或没有多余功率，并且系统可以不使用耗散电阻器。
可选地，控制电机的倒旋速度包括重新确定特定的电损耗曲线以更新通量参考。更新通量参考使电机能够保持所需的倒旋速度，同时改变发生的电损耗。在负载扭矩变化的情况下，更新通量参考能够优化一致性。
可选地，控制电机的倒旋速度包括从特定电损耗曲线中提取在估计的负载扭矩处发生的电损耗值，并且将速度参考更新为对应于电损耗值的倒旋速度。更新速度参考使单个特定的电损耗曲线可用于速度控制。这种更新能够在负载扭矩变化的情况下提高一致性。
可选地，该方法可以包括重新确定特定电损耗曲线以更新通量参考，从特定电损耗曲线中提取发生在估计的负载扭矩处的电损耗值，以及将速度参考更新为对应于电损耗值的倒旋速度。更新通量参考和速度参考两者的组合可以增加倒旋速度控制的鲁棒性和性能。
可选地，该方法包括确定最大电损耗曲线，并验证在倒旋速度和估计的负载扭矩下发生的电损耗值低于最大电损耗曲线。这种验证可确保对倒旋速度的控制在可行的电损耗范围内运行。可发现机械功率值与特定电损耗曲线之间的一致性。
可选地，执行控制电机的倒旋速度，直到达到预定阈值。这样的配置使得能够执行倒旋速度的控制，直到速度控制变得可有可无或电机操作与该方法不兼容。
可选地，预定阈值是来自包括以下各项的组中的至少一个：最小负载扭矩、最小机械功率值、最大倒旋速度。最小负载扭矩可以指示在超过系统额定速度的倒旋速度下提供产生以保持变速驱动器运行的机械功率。最好关闭变速驱动器。最小机械功率值可表明电机不会承受高负载扭矩。如果电机没有倒旋速度控制，电机可能不会加速。最大倒旋速度可以指示保持特定电损耗曲线和机械功率值之间的一致性所需的速度超过系统的额定速度。最好关闭变速驱动器。
可选地，倒旋速度是预定义的倒旋速度。预定义的倒旋速度可以使操作员能够选择在倒旋期间施加到电机的期望的倒旋速度。可以基于应用选择预定义的倒旋速度。可选地，预定义的倒旋速度选自包括较慢、中等和较快的倒旋速度的组。这样的选项可以促进预定义的倒旋速度的选择。
可选地，确定特定电损耗曲线包括从发生在多个电机通量水平的多个电损耗曲线中选择特定电损耗曲线。限制可用电损耗曲线的数量可以有助于确定特定电损耗曲线。
可选地，多个电机通量水平的范围从标称通量的10％到标称通量的150％。这样的电机通量水平可以对应于最可能与机械功率值一致的电损耗曲线。
可选地，该方法包括选择控制电机的倒旋速度是否包括改变通量参考和/或速度参考。因此，操作者可以选择是在固定速度参考下控制电机还是倒旋速度可以变化。操作者还可以选择电机是在固定通量参考下运行还是通量可以变化。提高了方法的灵活性。
可选地，该方法包括通过变速驱动器检测马达倒旋。这种检测使得变速驱动器能够在发生倒旋时实施该方法。
可选地，该方法包括在停电之后应用该方法。可能会检测到断电，并且可能表明电机会倒旋。这种检测使得变速驱动器能够在发生倒旋时实施该方法。
本公开还描述了一种电动机的变速驱动器，其包括处理器和存储器，所述处理器配置为根据本文所述的任一方法进行操作。
本公开还描述了一种包括指令的计算机可读存储介质，所述指令在由处理器执行时使处理器执行在此描述的任何方法。
附图说明
图1示意性地说明了连接到电网和电机的变速驱动器的示例。
图2示意性地说明了在停电后控制电机倒旋速度的变速驱动器的示例。
图3说明了示例方法。
图4说明了另一示例方法。
图5说明了另一示例方法。
图6说明了另一示例方法。
图7图示了用于实施本公开的方法的控制系统的示例。
图8说明了图7中说明的步骤的示例。
图9说明了图7中显示的另一步骤的示例。
图10说明了图7中显示的另一步骤的示例。
图11说明了图7的步骤的另一示例。
具体实施方式
本公开适用于通过变速驱动器控制电动机。在本公开中，变速驱动器应被理解为用于电动机的电子、虚拟或软件实现的控制单元。
如图1所示的示例，变速驱动器10可以一方面连接到电网N，另一方面连接到电动机M。变速驱动器10可以包括逆变器模块12、DC(直流)电源总线14和转换器模块16。
逆变器模块12可以包括二极管桥，该二极管桥配置为将由电网N提供的三相AC(交流)电压转换为DC电压。逆变器模块12输出的直流电压可以施加到直流电源总线14。
DC电源总线14可以包括通过配置为稳定总线14的电压的总线电容器Cbus连接在一起的两条电源线。DC电源总线14的输出可以连接到转换器模块16。
转换器模块16可以包括若个开关臂，每个开关臂包括功率晶体管，例如IGBT(绝缘栅双极晶体管)类型的。转换器模块16可用于切断由DC电源总线14提供的电压，以实现施加到电动机M的可变输出电压。
变速驱动器10可以包括处理器PROC，处理器PROC配置为根据在此描述的任何方法进行操作。处理器PROC可以包括用于由操作系统管理的计算的电子电路。
变速驱动器10可以包括非暂时性机器可读或计算机可读存储介质，例如存储器或存储单元MEM，由此非暂时性机器可读存储介质编码有可由诸如处理器PROC之类的处理器执行的指令，机器可读存储介质包括用于操作处理器PROC以按照本文描述的示例方法中的任一个执行的指令。根据本公开的计算机可读存储器可以是存储可执行指令的任何电子、磁、光或其他物理存储装置。计算机可读存储器可以是例如随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、存储驱动器和光盘等。如在此描述的，计算机可读存储器可以根据在此描述的方法用可执行指令编码。存储器或内存可以包括存储如在此描述的可执行指令的任何电子、磁、光或其他物理存储装置。
根据本公开的变速驱动器10连接到从动负载。所谓从动负载，应该理解为电机M可以驱动负载，或者反过来，负载可以驱动电机M。当电机驱动负载时，电机M消耗电功率以产生机械功率。反过来，当负载驱动电机M时，负载会在电机上施加负载扭矩，使电机M旋转，从而产生电功率。电功率可以理解为电压和电流的组合。机械功率可以理解为速度和扭矩的组合。
图2说明了电动机M在停电情况下的行为。当由电网N提供给变速驱动器10的电压被切断时，就会发生停电。在应用本文描述的方法之前可能发生停电。可以检测到断电并触发在此描述的方法。
在图2中的(0)处发生断电后，电动机M产生的扭矩会下降。如图2上的(1)所示，电动机M在负载扭矩的作用下可能会减速。电机M可产生电功率，该电功率可由直流电源总线电容器Cbus存储，导致直流总线电压升高。
电机M可能到达接近零速度的区域，在图2的(2)处，其中电动机M不能再产生电功率。由于在变速驱动器10和电动机M中发生的电损耗，总线电压可能会下降。为了避免在总线电压降低到临界水平以下时发生的变速驱动器10的关闭，由直流电源总线电容器Cbus存储的电功率可用于建立倒旋。倒旋应理解为电机M的反向旋转。倒旋可以通过电机M产生机械功率以增加电机M在相反方向上的速度来确立，如图2中的(3)所示。
在倒旋过程中，电动机M可能在负载扭矩的作用下加速。电机M可以产生电功率，该电功率可以由总线电容器Cbus存储，导致直流总线电压升高。出于多种原因，可能不希望出现不受控制的倒旋。例如，这种原因可能是达到超过电机M额定速度的倒旋速度，这可能会损坏设备或对人员不安全。由电动机M产生的一些动力可以被变速驱动器10用来控制电机M的倒旋速度。倒旋速度的控制可以通过电机M产生机械功率来对抗负载的动作而实现。机械功率可形成施加以将电机M的倒旋速度维持在期望值的阻力矩。这在图2的(4)处示出。然而，可能产生一些多余的功率，对应于在倒旋期间由电机M产生的电功率，该电功率未被变速驱动器10存储或用于控制倒旋速度。
图3图示了根据本公开的方法100的示例。图3中所示的方法例如由变速驱动器10执行以在倒旋期间控制电动机M。
如框101所示，方法100包括确定机械功率值Pmech。机械功率值Pmech应理解为由电动机M产生的功率。机械功率值可以根据电机倒旋速度ω和估计的负载扭矩Test计算。
如框102中所示，方法100包括确定特定电损耗曲线Pref。电损耗应理解为发生在电机M和变速驱动器10处的功率损耗。电损耗可包括电机损耗和变速驱动器损耗。电损耗可以根据电机特性计算。电损耗可能随电机速度、扭矩和通量水平而变化。因此，电损耗曲线Pelec可以表示在任何电机速度和扭矩的通量水平下发生的电损耗。特定电损耗曲线Pref是机械功率值Pmech可能与发生的电损耗一致的电损耗曲线。因此，电动机M产生的功率与变速驱动器10保持运行和控制电机M的倒旋速度所需的功率相当。
如框103所示，特定电损耗曲线Pref可用于确定通量参考
Figure BDA0003185835720000061
和速度参考ωref。通量参考
Figure BDA0003185835720000062
可以对应于与特定电损耗曲线Pref相关联的通量水平。速度参考ωref可以对应于机械功率值Pmech与特定电损耗曲线Pref一致时的倒旋速度。
如框104所示，可以控制电机M的倒旋速度以保持与特定电损耗曲线Pref的一致。通过控制电机M的倒旋速度，应当理解，变速驱动器10可以调节电机M以实现机械功率值Pmech和特定电损耗曲线Pref之间的一致。
图3中所示的方法100使电机能够在电机M产生的机械功率与变速驱动器10运行和控制电机M所需的电功率相当的状态下倒旋。很少或不会产生多余的功率，从而减少甚至抑制对功率耗散的需求。
在一些示例中，由负载施加到电机的负载扭矩可能会及时保持恒定。在这种情况下，机械功率值Pmech和发生的电损耗也可以保持不变。在这样的示例中，速度参考ωref和通量参考可以保持恒定。
在某些示例中，负载扭矩可能会随时间变化。在这种情况下，发生的机械功率值Pmech和电损耗也可能随时间变化。因此，机械功率值Pmech可能不会与特定电损耗曲线Pref持续一致。
图4图示了方法200，其可以在图3中讨论的框104内执行。方法200包括更新通量参考
Figure BDA0003185835720000077
在本公开中，同一框可能出现在不同的图中，在这种情况下，该框在不同的图中以相同的方式编号。
方法200包括，在框201处，更新机械功率值Pmech以考虑估计的负载扭矩Test的变化。如框202所示，可以重新确定特定电损耗曲线Pref。重新确定的特定电损耗曲线Pref可以与更新的机械功率值Pmech一致。如框203所示，可以从重新确定的特定电损耗曲线Pref确定更新的通量参考
Figure BDA0003185835720000071
更新通量参考
Figure BDA0003185835720000072
可以允许保持机械功率值Pmech和特定电损耗曲线Pref之间的一致性，即使在倒旋期间施加到电机M的负载扭矩发生变化也如此。在这样的示例中，速度参考ωref可以保持恒定。
图5图示了方法300，其可以在如图3中讨论的框104内执行。方法300包括更新速度参考ωref。
方法300还包括更新机械功率值Pmech的框201。方法300还包括在框301处，从特定电损耗曲线Pref提取在估计的负载扭矩Test处发生的电损耗值。电损耗值对应于在遵循特定电损耗曲线Pref时在估计的负载扭矩Test处发生的电损耗。在框302处，可以确定实现电损耗值的倒旋速度。确定的倒旋速度可以指示新的速度参考ωref，在该速度参考处，更新的机械功率Pmech可以与特定电损耗曲线Pref一致。如框303所示，速度参考ωref可以从框302的确定的速度更新。单个特定电损耗曲线Pref可以用于控制电机M的倒旋速度。更新速度参考ωref可以允许保持机械功率值Pmech与特定电损耗曲线Pref之间的一致，即使在倒旋期间施加到电机M的负载扭矩发生变化也如此。在这样的示例中，通量参考
Figure BDA0003185835720000073
可以保持恒定。
在某些情况下，通量参考
Figure BDA0003185835720000074
和速度参考ωref都可以更新。当通量低于阈值时，可以更新速度参考ωref。可以更新通量参考
Figure BDA0003185835720000075
以限制或抑制低倒旋速度下的速度振荡。更新通量参考
Figure BDA0003185835720000076
和速度参考ωref的组合可以增加倒旋速度控制的鲁棒性和性能。
图6示出了包括如图3中讨论的框101-104的方法400，其中在框401处确定最大电损耗曲线Pmax。电损耗可以通过施加到电动机M的电流来限制。因此，通过最大电损耗曲线Pmax，可以理解为在任何给定速度和扭矩以及任何通量水平下可实现的最大电损耗。
在框402处，可将通过方法100的应用与机械功率值Pmech相当的电损耗值与最大电损耗曲线Pmax进行比较。电损耗值可能低于最大电损耗，这表明可以发现特定电损耗曲线Pref与机械功率值Pmech一致。电损耗值可能高于最大电损耗，这表明没有电损耗曲线Pelec可以与机械功率值Pmech一致。例如可以通过降低速度参考ωref来降低电损耗值。因此，机械功率值Pmech也可以按照方法100减小并且与特定电损耗曲线Pref一致。
在一些示例中，可以执行控制电机的倒旋速度的框104，直到达到预定阈值。
预定阈值可以是最小负载扭矩Tmin。在最小负载扭矩Tmin下，保持与特定电损耗曲线Pref一致所需的倒旋速度可能会超过系统的额定速度。换句话说，产生足够的机械功率以维持变速驱动器运行可能需要过高的倒旋速度。在这种情况下，可能优选的是从变速驱动器10中移除控制并且让变速驱动器10断电。
预定阈值可以是最小机械功率值Pmin。在最小机械功率值Pmin下，可以向电机M施加可忽略的负载。在没有来自变速驱动器10的控制的情况下，倒旋速度可以保持在低于电机M的额定速度的速度。
预定阈值可以是最大倒旋速度ωmax。达到最大倒旋速度可能表示向电机施加了低负载扭矩。在最大倒旋速度ωmax下，保持与特定电损耗曲线一致所需的倒旋速度可能会超过系统的额定速度。在这种情况下，可能优选的是从变速驱动器10中移除控制并且让变速驱动器10断电。
在一些示例中，本文描述的方法可以包括选择控制电机的倒旋速度是根据方法300更新速度参考ωref还是根据方法200更新通量参考
Figure BDA0003185835720000081
在一些情况下，选择可以由操作者完成。选择可能取决于应用。选择可以提高本文所述方法的灵活性。
在一些示例中，本文描述的方法可以包括检测电机M的倒旋。倒旋发生的检测可触发对电机M的倒旋速度的控制。倒旋的检测可通过来自电机M处的速度的测量速度或电流测量来实现。
图7图示了配置为执行本文所述方法的控制系统。
如图所示，机械功率值Pmech可以在框101处根据倒旋速度ω和估计的负载扭矩Test确定。估计的负载扭矩Test可以从电机处的测量确定。估计的负载扭矩Test可以通过进行电流测量并计算估计的负载扭矩Test来确定。估计的负载扭矩Test可以通过在电机处进行扭矩测量来确定。可以通过电机处的传感器进行测量。
在一些示例中，倒旋速度ω可以是预定义的倒旋速度ω。预定义的倒旋速度ωassigned可以根据电机M的期望的倒旋速度来分配。可以根据应用来选择预定义的倒旋速度ωassigned。预定义的倒旋速度ωassigned可以由操作者选择。例如，可以在中等、较快和较慢的倒旋速度之间选择预定义的倒旋速度ωassigned。在这种情况下，预定义的倒旋速度ωassigned可以与速度参考ωref相当。电机可以以预定义的倒旋速度ωassigned运行。可以通过应用方法200来实现框104处的电机控制。
在一些示例中，倒旋速度ω可以是估计的倒旋速度。估计的倒旋速度可以通过在电机M处进行的测量来建立。测量可以由在电机处的传感器进行。
如图所示，在框102确定特定电损耗曲线Pref可以包括从多个电损耗曲线Pelec中识别特定电损耗曲线Pref。电损耗曲线Pelec可以对应于出现在标称通量的10％和150％之间的电损耗曲线。电损耗曲线Pelec可以对应于出现在标称通量的20％和120％之间的电损耗曲线。标称通量可以对应于电动机M的额定通量。发生在标称通量的10％和150％之间的电损耗可以对应于可能的机械功率值。发生在标称通量的10％和150％之间的电损耗也可能对应于可实现的电机通量水平，以保护电动机M。
在一些示例中，确定特定电损耗曲线Pref可以包括根据确定的机械功率值Pmech、电机数据和估计的负载扭矩Test计算特定电损耗曲线Pref。
此外，框500说明了由变速驱动器10计算要施加到电机M的电压。电压可以使用矢量控制法则来计算。速度参考ωref和通量参考
Figure BDA0003185835720000091
可以被转换为通量产生电压和扭矩产生电压。通量产生电压和扭矩产生电压可以转换成三相电压以发送到每个电机绕组。电机M处的电流测量可用于电压计算以提高电压计算的准确性。
图8说明了计算机械功率值Pmech的示例。倒旋速度ω可以被估计或分配，在这个例子中，为-10Hz，或大约62弧度/秒。在该示例中，估计的负载扭矩Test可以估计为标称扭矩的80％。如果在此示例中电机M标称扭矩为135Nm，则估计的负载Test可能为108Nm。因此，机械功率值Pmech可以计算为6.7kW。
图9说明了识别特定电损耗曲线Pref并使用最大电损耗曲线Pmax的示例。如图所示，对于从标称通量的20％到标称通量的120％的通量水平，已经确定了六个电损耗曲线Pelec，作为速度和扭矩的函数。最大电损耗曲线Pmax说明了可实现的最大电损耗。在此示例中，在-10Hz的倒旋ω速度下发生的最大电损耗为9.3kW。在这种情况下，6.7kW的机械功率值Pmech不及最大电气损耗。在这种情况下，与倒旋速度为-10Hz时的机械功率值Pmech一致的特定电损耗曲线Pref是标称通量的80％时的电损耗曲线Pelec。80％标称通量的通量参考可应用于电机M。此外，在此示例中，速度参考ωref可设置为–10Hz，与倒旋速度ω相当。
图10和11说明了示例，其中估计的负载扭矩Test从标称扭矩的80％减少到标称扭矩的25％。估计的负载扭矩Test的变化导致更新的机械功率值Pmech-new。更新的机械功率值Pmech-new可以根据速度参考ωref和减少的估计的负载扭矩Test计算。根据该示例，可以发现新的机械功率值Pmech-new为2.1kW。然而，在速度参考ωref处发生的电损耗保持在9.3kW。电机M可能产生7.2kW的多余功率。
图10说明了一个示例，其中更新了通量参考
Figure BDA0003185835720000101
变速驱动器10可选择新的特定电损耗曲线Pref。在此示例中，与新机械功率值Pmech-new一致的新特定电损耗曲线Pref是标称通量的20％处的电损耗曲线Pelec。速度参考ωref可以保持为–10Hz，与之前的倒旋速度ω相当。20％标称通量的更新的通量参考可应用于电机M。
图11说明了一个示例，其中更新了速度参考ωref。变速驱动器10可以确定新的速度参考ωref-new。根据标称通量的80％处的特定电损耗曲线Pref，在-5Hz的新速度参考ωref-new下可能会发生2.1kW的电损耗。通量参考可以保持为标称通量的20％。-5Hz的更新的速度参考可应用于电机M。

Claims (15)

1.一种在变速驱动器(10)中实现的用于在倒旋期间控制电动机(M)的控制方法，其中该方法包括：
-由变速驱动器确定在倒旋速度(ω)和估计的负载扭矩(Test)下出现的机械功率值(Pmech)；
-由变速驱动器确定出现在电机通量水平处的特定电损耗曲线(Pref)，其中特定电损耗曲线(Pref)与机械功率值(Pmech)一致；
-由变速驱动器确定要应用于电机(M)的通量参考
Figure FDA0003185835710000011
和速度参考(ωref)，以与特定电损耗曲线(Pref)一致；和
-通过变速驱动器控制电机的倒旋速度(M)以保持与特定电损耗曲线(Pref)的一致。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述电机(M)的倒旋速度包括重新确定所述特定电损耗曲线(Pref)以更新所述通量参考
Figure FDA0003185835710000012
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，控制电机的倒旋速度包括从特定电损耗曲线(Pref)中提取在估计的负载扭矩(Test)处发生的电损耗值，并更新速度参考(ωref)至对应于电损耗值的倒旋速度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括确定最大电损耗曲线(Pmax)，并验证在倒旋速度(ω)和估计的负载扭矩(Test)下发生的电损耗值低于最大电损耗曲线(Pmax)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，执行控制所述电机(M)的倒旋速度直到达到预定阈值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述预定阈值是来自包括以下各项的组中的至少一个：最小负载扭矩(Tmin)、最小机械功率值(Pmin)、最大倒旋速度(ωmax)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述倒旋速度(ω)是预定义的倒旋速度(ωassigned)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预定义的倒旋速度(ωassigned)选自包括较慢、中等和较快的倒旋速度的组。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中确定所述特定电损耗曲线(Pref)包括从在多个电机通量水平处发生的多个电损耗曲线(Pelec)中选择所述特定电损耗曲线(Pref)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述多个电机通量水平的范围从标称通量的10％到标称通量的150％。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括选择控制所述电机的倒旋速度是否包括改变所述通量参考
Figure FDA0003185835710000021
和/或速度参考(ωref)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括通过所述变速驱动器检测所述电机(M)的倒旋。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法包括在断电之后应用所述方法。
14.一种电动机(M)的变速驱动器(10)，包括处理器(PROC)和存储器(MEM)，所述处理器配置为根据上述方法权利要求中的任一项所述的方法操作。
15.一种包括指令的计算机可读存储介质，所述指令在由处理器(PROC)执行时使所述处理器执行上述方法权利要求中任一项所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040062658A1 (en) * 2002-09-27 2004-04-01 Beck Thomas L. Control system for progressing cavity pumps
CA2510139C (en) * 2004-06-18 2010-06-15 Unico, Inc. Method and system for improving pump efficiency and productivity under power disturbance conditions
US8092190B2 (en) * 2007-04-06 2012-01-10 Baker Hughes Incorporated Systems and methods for reducing pump downtime by determining rotation speed using a variable speed drive
US9093938B2 (en) * 2008-08-05 2015-07-28 Edwards Japan Limited Motor driver circuit and vacuum pump having the motor driver circuit
US9234517B2 (en) * 2009-10-26 2016-01-12 Harold Wells Associates, Inc. Pump control device, oil well with device and method
FR2977997B1 (fr) * 2011-07-12 2013-07-12 Schneider Toshiba Inverter Procede de commande mis en oeuvre dans un variateur de vitesse pour controler la deceleration d'un moteur electrique en cas de coupure d'alimentation
US9976555B2 (en) * 2014-10-23 2018-05-22 Delta Electronics, Inc. Control method and control system for screw pump
US11506195B2 (en) * 2018-03-21 2022-11-22 Magnetic Pumping Solutions Method and system for controlling downhole pumping systems

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