RU2656846C1 - Способ подхвата преобразователя частоты - Google Patents
Способ подхвата преобразователя частоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656846C1 RU2656846C1 RU2017112169A RU2017112169A RU2656846C1 RU 2656846 C1 RU2656846 C1 RU 2656846C1 RU 2017112169 A RU2017112169 A RU 2017112169A RU 2017112169 A RU2017112169 A RU 2017112169A RU 2656846 C1 RU2656846 C1 RU 2656846C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- rotation
- operating mode
- electric motor
- rotor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 7
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000819 phase cycle Methods 0.000 description 5
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 4
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
- H02P1/30—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of frequency of supply to primary circuit of motor
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в электроприводах с преобразователями частоты. Технический результат - расширение функциональных возможностей и повышение надежности. В способе подхвата преобразователя частоты определяют направление вращения ротора электродвигателя перед пуском по отношению к направлению вращения в рабочем режиме путем определения последовательности чередования фаз ЭДС обмотки статора, далее при направлении обратного вращения ротора электродвигателя по отношению к направлению вращения в рабочем режиме подают управляющие сигналы, формирующие на выходе преобразователя частоты систему трехфазных напряжений с частотой, соответствующей частоте обратного вращения ротора электродвигателя, с дальнейшим плавным снижением частоты до нулевого значения и частотным пуском с нулевой частоты вращения и с такой последовательностью чередования фаз, которая соответствует вращению в рабочем режиме. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в электроприводах с преобразователями частоты.
Известно устройство (патент RU №2326488), реализующее способ подхвата преобразователя частоты, питающего асинхронный электродвигатель, в котором при отключении или глубоком снижении напряжения в питающей сети снимаются управляющие сигналы преобразователя и напряжение на выходе преобразователя частоты снижается до нуля, а после восстановления (повышения) напряжения в питающей сети свыше установленного уровня измеряется частота вращения ротора электродвигателя, подаются управляющие сигналы на преобразователь и производится установка напряжения на выходе преобразователя с частотой, равной частоте вращения ротора.
Недостаток реализуемого способа состоит в низкой надежности, так как для измерения частоты вращения необходимо использовать датчик частоты вращения ротора электродвигателя (тахогенератор). Обусловлен этот недостаток тем, что в известном способе не выполняется подхват при вращении ротора в обратном направлении по отношению к направлению вращения в рабочем режиме.
Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ (патент RU №2462808) подхвата преобразователя частоты, питающего асинхронный электродвигатель, в котором при отключении или глубоком снижении напряжения в питающей сети снимаются управляющие сигналы преобразователя и напряжение на выходе преобразователя частоты снижается до нуля, а после восстановления (повышения) напряжения в питающей сети свыше установленного уровня измеряется частота ЭДС статора электродвигателя, подаются управляющие сигналы на преобразователь частоты и производится установка напряжения на выходе преобразователя с частотой, равной частоте ЭДС статора.
Недостатком указанного технического решения является отсутствие функциональной возможности выполнять подхват преобразователя частоты при обратном вращении ротора электродвигателя. Другим недостатком известного способа является низкая надежность. Эти недостатки обусловлены тем, что в известном способе отсутствует функция определения направления вращения ротора электродвигателя.
Это снижает надежность электропривода вследствие возникновения динамических ударов в механической системе при пуске электропривода, когда возможна подача напряжения на двигатель при его вращении в обратном направлении. Примером может служить вращение ротора электродвигателя в обратном направлении, по отношению к вращению в рабочем режиме, когда на рабочее колесо (жестко сопряженное с ротором) действует вращающий момент, создаваемый рецуркулирующими или обратными потоками рабочей среды (газа или жидкости) вентиляторных или насосных установок. Так в аппаратах воздушного охлаждения газа под действием рециркулирующих потоков воздуха, создаваемых работающими вентиляторами, роторы электродвигателей резервных (отключенных от электрической сети) вентиляторов могут иметь вращение в обратном направлении, по отношению к вращению в рабочем режиме. Так же в установках электроцентробежных насосов добычи нефти из скважин под действием обратных потоков жидкости при неисправности обратного клапана ротор электродвигателя может иметь вращение в обратном направлении, по отношению к вращению в рабочем режиме. В таких условиях подача напряжения на электродвигатель приведет к возникновению динамических ударов в механической системе и к снижению надежности работы электропривода.
Целью способа является расширение функциональных возможностей и повышение надежности.
Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе подхвата преобразователя частоты, заключающемся в измерении частоты вращения ротора путем измерения частоты ЭДС обмотки статора, дополнительно определяется направление вращения ротора по отношению к направлению вращения в рабочем режиме путем определения последовательности чередования фаз ЭДС обмотки статора, и если вращение ротора происходит в обратном направлении, то на выходе преобразователя частоты происходит формирование системы трехфазных напряжений с частотой, соответствующей частоте вращения ротора в обратном направлении с дальнейшим плавным снижением частоты до нулевого значения и частотным пуском с нулевой частоты вращения и с такой последовательностью чередования фаз, которая соответствует вращению в рабочем режиме.
Для этого в способе подхвата преобразователя частоты, питающего асинхронный электродвигатель, в котором при отключении или глубоком снижении напряжения в питающей сети снимаются управляющие сигналы преобразователя и напряжение на выходе преобразователя частоты снижается до нуля, а после восстановления (повышения) напряжения в питающей сети свыше установленного уровня измеряется частота ЭДС статора электродвигателя, и производится установка напряжения на выходе преобразователя с частотой, равной частоте ЭДС статора, дополнительно определяется направление вращения ротора электродвигателя перед пуском по отношению к направлению вращения в рабочем режиме путем измерения не только частоты ЭДС обмотки статора, но и определение последовательности чередования фаз ЭДС обмотки статора. И если направление вращения ротора электродвигателя является обратным по отношению к направлению вращению в рабочем режиме, то подаются управляющие сигналы, формирующие на выходе преобразователя частоты систему трехфазных напряжений с частотой, соответствующей частоте обратного вращения ротора электродвигателя, с дальнейшим плавным снижением частоты до нулевого значения, а после остановки ротора электродвигателя производится частотный пуск электродвигателя с нулевой частоты вращения и такой последовательностью чередования фаз, которая соответствует вращению в рабочем режиме.
На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего описанный способ.
На фиг. 2 представлена иллюстрация работы устройства, реализующего предлагаемый способ, при поступлении управляющего сигнала на пуск механизма (где С означает сигнал на выходе блока, номер которого указан цифрой).
Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит подключенный к шинам питающей электрической сети 1 через выключатель 2 выпрямитель 3. Полюса выпрямителя 3 соединены с датчиком напряжения 4, конденсатором 5 и инвертором напряжения 6, который выходом соединен с двигателем 7 и датчиками напряжения 8, которые установлены в трех фазах. Последние выходами связаны с блоком 9 определения частоты и дополнительно введенным блоком 10 определения последовательности чередования фаз. Первый пороговый элемент 11 выходом соединен с управляющим входом формирователя 12. Блок 13 управления инвертором 6 своими двумя входами соединен с блоком 9 определения частоты и блоком 10 определения последовательности чередования фаз, а своими шестью выходами блок 13 соединен со вторым входом переключателя 14, выход которого подключен к управляющему входу инвертора 6, на выходе которого установлены в трех фазах датчики тока 15, которые подключены выходами ко второму пороговому элементу 16. Через первый блок 17 задержки на появление сигнала выход первого порогового элемента 11 соединен с управляющими входами переключателя 14. Второй блок 18 задержки на появление сигнала включен между выходом второго порогового элемента 16 и сбрасывающим входом формирователя 12.
Способ осуществляется следующей последовательностью операций.
Напряжение с шин 1 при включенном выключателе 2 выпрямляется выпрямителем 3 и фильтруется конденсатором 5. Инвертор 6 преобразует постоянное напряжение в переменное напряжение необходимой частоты и величины, что определяется блоком 13 управления. В целом устройство служит для разгона электродвигателя как с нулевой частоты вращения, так и при наличии обратного вращения ротора электродвигателя 7 и обеспечения работы последнего с частотой, отличной от сетевой. В момент времени t1 поступает управляющий сигнал на пуск механизма. В момент времени t2 формирователь 12 подает сигналы С12 на два (или три) канала (транзисторы) в разных группах (эмиттерная и коллекторная) инвертора 6. В двух фазах двигателя нарастает ток, который в момент t3 превышает уставку (пунктир). Величина уставки выбирается на уровне, при котором обеспечивается достаточное намагничивание двигателя, чтобы с учетом чувствительности блока 9 определения частоты и блока 10 определения последовательности фаз обеспечить заданную точность измерения при минимально заданной частоте вращения. В момент t4 формирователь 12 по сигналу порогового элемента 16 отключается. Промежуток времени t3-t4 обеспечивается блоком 18 задержки. Это время в 3-4 раза превышает постоянную времени вихревых токов стали двигателя 7. Под действием импульса тока статора и соответствующего ему магнитного поля в роторе двигателя создается импульс тока. Этот спадающий постоянный ток создает магнитное поле, которое наводит в обмотках статора ЭДС, частота которой равна частоте вращения ротора (умноженной на число пар полюсов), а последовательность чередования фаз определяет направление вращения ротора. Частота этого сигнала измеряется блоком 9, а последовательность чередования фаз блоком 10. Частота определяется путем измерения длительности первого полупериода (или периода) колебаний. Определенное таким образом значение частоты и направление вращения передается в блок 13 управления инвертором 6. Инвертору 6 задается это начальное значение частоты и направление вращения. Именно с этой частоты начинается повторный разгон электродвигателя 7, если направление его вращения совпадает с направлением вращения в рабочем режиме (если электродвигатель вращается на выбеге). Рабочее колесо перед пуском электродвигателя может иметь направление вращения, обратное по отношению к направлению вращения в рабочем режиме. Это возможно, когда на рабочее колесо действует вращающий момент, создаваемый рецуркулирующими или обратными потоками рабочей среды (газа или жидкости) насосных или вентиляторных установок. Если при обратном вращении подать напряжение, то происходит пуск двигателя в режиме противовключения, при котором происходят броски тока и динамические удары в механической системе. Поэтому перед пуском вентиляторной или насосной установки, в которой возможно образование рециркулирующих или обратных потоков рабочей среды, необходимо определить скорость и направление вращения рабочего колеса. Направление вращения определяется путем определения последовательности чередования фаз блоком 10. В этом случае частотный пуск будет осуществлен только после частотного останова. Частотный останов выполняется подхватом электродвигателя 7 инвертором 6, с дальнейшим снижением частоты напряжения на выходе инвертора до нуля с остановом двигателя.
В известном способе (патент RU №2462808) направление вращения не определяется и в реализации схемы устройства отсутствует блок 10. При этом отсутствует функция останова электродвигателя при его вращении в обратном направлении по отношению к направлению вращения в рабочем режиме. Это снижает функциональные возможности и надежность устройства вследствие динамических ударов в механической системе электропривода, возможных при подаче напряжения на двигатель при его вращении в обратном направлении.
В предлагаемом способе за счет введения функций определения направления вращения и останова двигателя при его вращении в обратном направлении по отношению к направлению вращения в рабочем режиме расширяются функциональные возможности и повышается надежность электропривода вследствие исключения пуска электродвигателя при вращении ротора (рабочего колеса механизма) в обратном направлении по отношению к направлению вращения в рабочем режиме.
Таким образом, в предлагаемом способе осуществляется не только частотный пуск при пуске с нулевой частоты вращения, но и частотный останов электродвигателя при наличии обратного вращения ротора электродвигателя, снижение частоты до нуля и последующий частотный пуск с нулевой частоты вращения электродвигателя.
Таким образом, достигается расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы электропривода.
Claims (1)
- Способ подхвата преобразователя частоты, заключающийся в измерении частоты вращения ротора электродвигателя, отличающийся тем, что дополнительно определяют направление вращения ротора электродвигателя перед пуском по отношению к направлению вращения в рабочем режиме путем определения последовательности чередования фаз ЭДС обмотки статора, далее при направлении обратного вращения ротора электродвигателя по отношению к направлению вращения в рабочем режиме подают управляющие сигналы, формирующие на выходе преобразователя частоты систему трехфазных напряжений с частотой, соответствующей частоте обратного вращения ротора электродвигателя, с дальнейшим плавным снижением частоты до нулевого значения и частотным пуском с нулевой частоты вращения и с такой последовательностью чередования фаз, которая соответствует вращению в рабочем режиме.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017112169A RU2656846C1 (ru) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | Способ подхвата преобразователя частоты |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017112169A RU2656846C1 (ru) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | Способ подхвата преобразователя частоты |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2656846C1 true RU2656846C1 (ru) | 2018-06-07 |
Family
ID=62560389
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017112169A RU2656846C1 (ru) | 2017-04-10 | 2017-04-10 | Способ подхвата преобразователя частоты |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656846C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113872467A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-31 | 广东美的暖通设备有限公司 | 变频器的控制方法、装置、电器和可读存储介质 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01315896A (ja) * | 1988-06-16 | 1989-12-20 | Omron Tateisi Electron Co | 物品貸出装置 |
| EP0469177B1 (de) * | 1990-08-03 | 1994-07-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Wiederanlassen eines Induktionsmotors |
| JPH07327398A (ja) * | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Toshiba Corp | 電圧形インバータ装置の再始動方式 |
| US6060860A (en) * | 1998-04-03 | 2000-05-09 | Fuji Electric Co., Ltd. | Control apparatus for variably controlling speed induction motor |
| CN102332850A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-01-25 | 山东新风光电子科技发展有限公司 | 一种电机在旋转中再启动的控制方法 |
| RU2462808C1 (ru) * | 2011-06-15 | 2012-09-27 | Закрытое акционерное общество "Электропривод и силовая Электроника" | Способ подхвата преобразователя частоты |
| RU125789U1 (ru) * | 2012-09-11 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им Г.И. Носова" | Преобразователь частоты с широтно-импульсной модуляцией |
| KR20130047457A (ko) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 경상대학교산학협력단 | 화장실 자동 전환 시스템 |
| RU2496209C1 (ru) * | 2012-05-12 | 2013-10-20 | Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы" | Способ резервирования преобразователей частоты в системе электроприводов циркуляционных насосов энергообъекта |
-
2017
- 2017-04-10 RU RU2017112169A patent/RU2656846C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01315896A (ja) * | 1988-06-16 | 1989-12-20 | Omron Tateisi Electron Co | 物品貸出装置 |
| EP0469177B1 (de) * | 1990-08-03 | 1994-07-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zum Wiederanlassen eines Induktionsmotors |
| JPH07327398A (ja) * | 1994-05-31 | 1995-12-12 | Toshiba Corp | 電圧形インバータ装置の再始動方式 |
| US6060860A (en) * | 1998-04-03 | 2000-05-09 | Fuji Electric Co., Ltd. | Control apparatus for variably controlling speed induction motor |
| RU2462808C1 (ru) * | 2011-06-15 | 2012-09-27 | Закрытое акционерное общество "Электропривод и силовая Электроника" | Способ подхвата преобразователя частоты |
| CN102332850A (zh) * | 2011-09-21 | 2012-01-25 | 山东新风光电子科技发展有限公司 | 一种电机在旋转中再启动的控制方法 |
| KR20130047457A (ko) * | 2011-10-31 | 2013-05-08 | 경상대학교산학협력단 | 화장실 자동 전환 시스템 |
| RU2496209C1 (ru) * | 2012-05-12 | 2013-10-20 | Открытое акционерное общество "Научно-технический центр Федеральной сетевой компании Единой энергетической системы" | Способ резервирования преобразователей частоты в системе электроприводов циркуляционных насосов энергообъекта |
| RU125789U1 (ru) * | 2012-09-11 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им Г.И. Носова" | Преобразователь частоты с широтно-импульсной модуляцией |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113872467A (zh) * | 2021-09-30 | 2021-12-31 | 广东美的暖通设备有限公司 | 变频器的控制方法、装置、电器和可读存储介质 |
| CN113872467B (zh) * | 2021-09-30 | 2024-08-06 | 广东美的暖通设备有限公司 | 变频器的控制方法、装置、电器和可读存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7538507B2 (en) | System and method for transient-based motor speed estimation with transient excitation | |
| US7567047B2 (en) | Electric motor control strategies for using a low resolution position sensor | |
| JP2005168287A (ja) | 負荷の下で動作するモータの効率を最適化する方法及び装置 | |
| JP2011041447A (ja) | ブラシレスモータの駆動装置及びブラシレスモータを適用した電動車両 | |
| US11463033B2 (en) | Apparatus, system, and method for controlling motor | |
| CN110063015B (zh) | 启动永磁同步电机的方法和永磁同步电机 | |
| JP6002643B2 (ja) | 制御装置およびそれを用いた交流電動機システム | |
| JP2007085337A (ja) | 真空ポンプ装置 | |
| JP5972248B2 (ja) | 同期電動機の回転位相検出装置 | |
| US8664905B2 (en) | Control of brushless motor | |
| RU2656846C1 (ru) | Способ подхвата преобразователя частоты | |
| EP3133732B1 (en) | Power conversion device and power conversion method | |
| JP6914787B2 (ja) | モータ制御用集積回路 | |
| JP3788925B2 (ja) | 永久磁石型同期発電機を用いた風力発電装置とその始動方法 | |
| KR102439814B1 (ko) | 전동기 속도 추정 장치 및 방법 | |
| JP2018023182A (ja) | 永久磁石同期モータの定数同定装置及び定数同定方法 | |
| CN107852113B (zh) | 电力转换装置和电力转换装置的控制方法 | |
| US10333451B2 (en) | Controller and method for detecting a blocked state of an electrical machine | |
| KR100981936B1 (ko) | 모터 구동장치 | |
| KR102281694B1 (ko) | 모터의 제어시 무 부하 검출방법 | |
| JP2778816B2 (ja) | センサレス・スピンドルモータ制御回路 | |
| KR20200015396A (ko) | 브러시리스 직류 모터의 작동 방법 | |
| US11927102B2 (en) | Main engine start using a dual permanent magnet generator system | |
| RU2462808C1 (ru) | Способ подхвата преобразователя частоты | |
| JP2001128477A (ja) | スイッチトリラクタンスモータ制御方法、圧縮機駆動方法およびこれらの装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190411 |