CN114640291B - 一种异步电机短时停机转速跟踪启动方法 - Google Patents

一种异步电机短时停机转速跟踪启动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种异步电机短时停机转速跟踪启动方法，属异步电机控制领域，包括以下步骤：向三相逆变器发出零矢量；采样电机三相电流，若电流矢量幅值大于阈值，封锁脉冲，计算此时电流矢量角；过段时间再次发出零矢量；采样电机三相电流，若电流矢量幅值大于阈值，封锁脉冲，计算此时电流矢量角，记录此次释放脉冲时长；计算电机转速和磁场定向角；开始矢量控制，采用基于矢量控制的转速跟踪方法调节频率；达到跟踪电流作用限制时间，切换到VF控制或正常矢量控制。本发明在停机后可快速启动，无需等待去磁时间，提高了工业生产效率。

Description

一种异步电机短时停机转速跟踪启动方法
技术领域
本发明涉及异步电机控制领域，具体涉及一种异步电机短时停机转速跟踪启动方法。
背景技术
转速跟踪启动已成为工业变频器的必备功能之一。在变频器供电中断、发生故障后，变频器停机，重新启动时，若电机仍在旋转，则需要转速跟踪启动功能启动电机。
异步电机停机后，自然消磁需要一段时间，一般而言，电机功率越大，消磁时间越长。短时供电中断恢复后（晃电），电机若还有剩磁，由于一般的转速跟踪启动方法未对剩磁方向定向，此时启动很容易出现过流、过压故障，导致启动失败。在这种情况下，停机后需要等待电机完全消磁，一般的转速跟踪启动方法设置了去磁时间，就是为了等待剩磁消散。然而，等待时间较长将影响工业生产。因此，需要一种转速跟踪启动方法解决短时停机再启的问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述异步电机一般转速跟踪启动中的不足，提供一种异步电机短时停机转速跟踪启动方法，该方法在停机后可快速启动，无需等待去磁时间，提高了工业生产效率。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
提供一种异步电机短时停机转速跟踪启动方法，包括以下步骤：
S1，向三相逆变器发出零矢量，即全部上桥臂开通、全部下桥臂关断，或全部上桥臂关断、全部下桥臂开通。
S2，采样电机三相电流，三相电流经过克拉克变换得到α轴电流和β轴电流，计算电流矢量幅值，电流矢量幅值大于设定阈值，封锁脉冲，关断所有桥臂，计算此时电流矢量角
Figure 556194DEST_PATH_IMAGE001
。
S3，封锁脉冲后经过一段时间
Figure 942176DEST_PATH_IMAGE002
，再次向三相逆变器发出零矢量，即全部上桥臂开通、全部下桥臂关断，或全部上桥臂关断、全部下桥臂开通。
S4，采样电机三相电流，三相电流经过克拉克变换得到α轴电流和β轴电流，计算电流矢量幅值，电流矢量幅值大于设定阈值，封锁脉冲，关断所有桥臂，计算此时电流矢量角
Figure 190755DEST_PATH_IMAGE003
，记录此次释放脉冲时长
Figure 304074DEST_PATH_IMAGE004
。
S5，根据电流矢量角
Figure 587287DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 878591DEST_PATH_IMAGE003
、释放脉冲时间
Figure 411204DEST_PATH_IMAGE004
、封锁脉冲时间
Figure 78946DEST_PATH_IMAGE002
，计算电机转速
Figure 463004DEST_PATH_IMAGE005
。
S6，根据电流矢量角
Figure 925209DEST_PATH_IMAGE003
和电机转速
Figure 882801DEST_PATH_IMAGE005
，计算磁场定向角
Figure 88654DEST_PATH_IMAGE006
。
S7，以磁场定向角
Figure 330149DEST_PATH_IMAGE006
为初值开始矢量控制，定子d轴电流跟踪参考电流，可选择是否抑制过压，选择是，电机转速
Figure 228835DEST_PATH_IMAGE005
为正时，定子q轴参考电流为正设定值，电机转速
Figure 939302DEST_PATH_IMAGE005
为负时，定子q轴参考电流为负设定值，选择否，定子q轴参考电流为0，采用基于矢量控制的转速跟踪方法调节频率。
S8，达到跟踪电流作用限制时间，切换到VF控制或正常矢量控制。
进一步地，所述步骤S5中，电机转速
Figure 683267DEST_PATH_IMAGE005
的计算方法是：
Figure 592317DEST_PATH_IMAGE007
其中，
Figure 645592DEST_PATH_IMAGE001
为步骤S2中计算的电流矢量角，
Figure 843355DEST_PATH_IMAGE003
为步骤S4中计算的电流矢量角，
Figure 125432DEST_PATH_IMAGE004
为释放脉冲时间，
Figure 92251DEST_PATH_IMAGE002
为封锁脉冲时间，
Figure 582007DEST_PATH_IMAGE008
为电机极对数。
进一步地，所述步骤S6中，电机转速
Figure 798225DEST_PATH_IMAGE005
为正时，磁场定向角
Figure 149572DEST_PATH_IMAGE006
的计算方法是：
Figure 970897DEST_PATH_IMAGE009
电机转速
Figure 116708DEST_PATH_IMAGE005
为负时，磁场定向角
Figure 275681DEST_PATH_IMAGE006
的计算方法是：
Figure 165140DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 903289DEST_PATH_IMAGE003
为所述步骤S4中计算的电流矢量角。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在停机后可快速启动，无需等待去磁时间，提高了工业生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种异步电机短时停机转速跟踪启动方法其中一种实施方式的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
具体的实施步骤如下：
图1给出本发明一种异步电机短时停机转速跟踪启动方法的一种实施方式。包括以下步骤：
S1，向三相逆变器发出零矢量，即全部上桥臂开通、全部下桥臂关断，或全部上桥臂关断、全部下桥臂开通。
S2，采样电机三相电流，三相电流经过克拉克变换得到α轴电流和β轴电流，计算电流矢量幅值，电流矢量幅值大于设定阈值，封锁脉冲，关断所有桥臂，计算此时电流矢量角
Figure 485580DEST_PATH_IMAGE001
。
S3，封锁脉冲后经过一段时间
Figure 614073DEST_PATH_IMAGE002
，再次向三相逆变器发出零矢量，即全部上桥臂开通、全部下桥臂关断，或全部上桥臂关断、全部下桥臂开通。
S4，采样电机三相电流，三相电流经过克拉克变换得到α轴电流和β轴电流，计算电流矢量幅值，电流矢量幅值大于设定阈值，封锁脉冲，关断所有桥臂，计算此时电流矢量角
Figure 556490DEST_PATH_IMAGE003
，记录此次释放脉冲时长
Figure 883566DEST_PATH_IMAGE004
。
S5，根据电流矢量角
Figure 636758DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 518127DEST_PATH_IMAGE003
、释放脉冲时间
Figure 749388DEST_PATH_IMAGE004
、封锁脉冲时间
Figure 649080DEST_PATH_IMAGE002
，计算电机转速
Figure 307594DEST_PATH_IMAGE005
，电机转速
Figure 472996DEST_PATH_IMAGE005
的计算方法是：
Figure 507948DEST_PATH_IMAGE007
其中，
Figure 278458DEST_PATH_IMAGE001
为步骤S2中计算的电流矢量角，
Figure 91562DEST_PATH_IMAGE003
为步骤S4中计算的电流矢量角，
Figure 947523DEST_PATH_IMAGE004
为释放脉冲时间，
Figure 786166DEST_PATH_IMAGE002
为封锁脉冲时间，
Figure 942341DEST_PATH_IMAGE008
为电机极对数。
S6，根据电流矢量角
Figure 208237DEST_PATH_IMAGE003
和电机转速
Figure 532252DEST_PATH_IMAGE005
，计算磁场定向角
Figure 909007DEST_PATH_IMAGE006
，电机转速
Figure 388530DEST_PATH_IMAGE005
为正时，磁场定向角
Figure 622065DEST_PATH_IMAGE006
的计算方法是
Figure 187039DEST_PATH_IMAGE009
电机转速
Figure 616752DEST_PATH_IMAGE005
为负时，磁场定向角
Figure 950781DEST_PATH_IMAGE006
的计算方法是
Figure 292901DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 345171DEST_PATH_IMAGE003
为步骤S4中计算的电流矢量角。
S7，以磁场定向角
Figure 312995DEST_PATH_IMAGE006
初值开始矢量控制，定子d轴电流跟踪参考电流，可选择是否抑制过压，选择是，电机转速
Figure 563848DEST_PATH_IMAGE005
为正时，定子q轴参考电流为正设定值，电机转速
Figure 342448DEST_PATH_IMAGE005
为负时，定子q轴参考电流为负设定值，选择否，定子q轴参考电流为0，采用基于矢量控制的转速跟踪方法调节频率，如无速度传感器矢量控制估计磁场方向和电机转速进行转速跟踪，或者调节频率使得d轴反电动势为零，对应频率即为当前转子频率。
S8，达到跟踪电流作用限制时间，进入正常控制，即切换到VF控制或正常矢量控制。
虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (2)

1.一种异步电机短时停机转速跟踪启动方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，向三相逆变器发出零矢量，即全部上桥臂开通、全部下桥臂关断，或全部上桥臂关断、全部下桥臂开通；
S2，采样电机三相电流，三相电流经过克拉克变换得到α轴电流和β轴电流，计算电流矢量幅值，电流矢量幅值大于设定阈值，封锁脉冲，关断所有桥臂，计算此时电流矢量角
Figure 931463DEST_PATH_IMAGE001
；
S3，封锁脉冲后经过一段时间
Figure 319500DEST_PATH_IMAGE002
，再次向三相逆变器发出零矢量，即全部上桥臂开通、全部下桥臂关断，或全部上桥臂关断、全部下桥臂开通；
S4，采样电机三相电流，三相电流经过克拉克变换得到α轴电流和β轴电流，计算电流矢量幅值，电流矢量幅值大于设定阈值，封锁脉冲，关断所有桥臂，计算此时电流矢量角
Figure 996469DEST_PATH_IMAGE003
，记录此次释放脉冲时长
Figure 965562DEST_PATH_IMAGE004
；
S5，根据电流矢量角
Figure 182916DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 186644DEST_PATH_IMAGE003
、释放脉冲时间
Figure 34515DEST_PATH_IMAGE004
、封锁脉冲时间
Figure 756483DEST_PATH_IMAGE002
，计算电机转速
Figure 511950DEST_PATH_IMAGE005
，其计算方法是：
Figure 307867DEST_PATH_IMAGE006
其中，
Figure 123376DEST_PATH_IMAGE001
为所述步骤S2中计算的电流矢量角，
Figure 332641DEST_PATH_IMAGE003
为所述步骤S4中计算的电流矢量角，
Figure 95061DEST_PATH_IMAGE004
为释放脉冲时间，
Figure 309267DEST_PATH_IMAGE002
为封锁脉冲时间，
Figure 295677DEST_PATH_IMAGE007
为电机极对数；
S6，根据电流矢量角
Figure 726658DEST_PATH_IMAGE003
和电机转速
Figure 823927DEST_PATH_IMAGE005
，计算磁场定向角
Figure 860017DEST_PATH_IMAGE008
；
S7，以磁场定向角
Figure 17328DEST_PATH_IMAGE008
为初值开始矢量控制，定子d轴电流跟踪参考电流，可选择是否抑制过压，选择是，电机转速
Figure 138868DEST_PATH_IMAGE005
为正时，定子q轴参考电流为正设定值，电机转速
Figure 39828DEST_PATH_IMAGE005
为负时，定子q轴参考电流为负设定值，选择否，定子q轴参考电流为0，采用基于矢量控制的转速跟踪方法调节频率；
S8，达到跟踪电流作用限制时间，切换到VF控制或正常矢量控制。
2.根据权利要求1所述的一种异步电机短时停机转速跟踪启动方法，其特征在于，所述步骤S6中，电机转速
Figure 727161DEST_PATH_IMAGE005
为正时，磁场定向角
Figure 258637DEST_PATH_IMAGE008
的计算方法是：
Figure 398631DEST_PATH_IMAGE009
电机转速
Figure 867396DEST_PATH_IMAGE005
为负时，磁场定向角
Figure 409236DEST_PATH_IMAGE008
的计算方法是：
Figure 111613DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 4483DEST_PATH_IMAGE003
为所述步骤S4中计算的电流矢量角。
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