用于感应电动机的启动控制装置、系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于感应电动机的启动控制装置、系统和方法。所述装置被配置成：控制电动机的驱动控制装置，以使得旋转中的感应电动机进入直流制动状态；接收第一参数和第二参数，所述第一参数包括励磁电流的给定值、转矩电流的给定值和定子电角度的给定值，所述第二参数包括感应电动机的相电流；基于所述第一参数和所述第二参数，在电流闭环控制器中计算出励磁电流的反馈值和转矩电流的反馈值；基于励磁电流的反馈值随时间的变化、转矩电流的反馈值随时间的变化、以及两者变化之间的关系确定出所述感应电动机的转向和频率；以及基于确定出的转向和频率，为所述感应电动机确定供电方案，以使得所述感应电动机从直流制动状态进入启动状态。启动状态。启动状态。

【技术实现步骤摘要】
用于感应电动机的启动控制装置、系统和方法


[0001]本申请总体上涉及感应电动机的控制技术，尤其涉及一种用于感应电动机的启动控制装置、系统和方法。

技术介绍

[0002]感应电动机将电能转变为机械能，被广泛应用于多种机械系统中。感应电动机除了在其控制系统输出的控制信号的控制下旋转以外，还可能在不受控制信号的控制下旋转，例如，受到耦接的另一电动机的带动而旋转或者控制系统的微控制器出现故障而处于自由停机状态。一旦出现这样的情况，现有技术中的做法是使得旋转中的感应电动机先停下来，再使得该感应电动机从静止状态下启动。这样，如果感应电动机的惯量较大，可能需要较长时间(可能长达2-3小时)才能停下来，由此，在启动感应电动机之前不得不等待较长时间，严重影响感应电动机所设置的机械系统的作业效率。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术中的上述问题，本专利技术第一方面的实施例提供了一种用于感应电动机的启动控制装置，其被配置成：在所述感应电动机处于不受其驱动控制装置输出的控制信号的控制而旋转的状态下，控制所述驱动控制装置，以使得旋转中的感应电动机进入直流制动状态；接收第一参数和第二参数，所述第一参数包括励磁电流的给定值、转矩电流的给定值和定子电角度的给定值，其中，所述励磁电流的给定值与感应电动机的额定电流相关联，所述第二参数包括感应电动机的相电流；基于所述第一参数和所述第二参数，在电流闭环控制器中计算出励磁电流的反馈值和转矩电流的反馈值；基于励磁电流的反馈值随时间的变化、转矩电流的反馈值随时间的变化、以及两者变化之间的关系确定出所述感应电动机的转向和频率；以及基于确定出的转向和频率，为所述感应电动机确定供电方案，以使得所述感应电动机从直流制动状态进入启动状态。
[0004]本专利技术第二方面的实施例提供了一种用于感应电动机的启动控制系统，包括：驱动控制装置，构造成与感应电动机电连接并包括多个控制开关，所述多个控制开关被设置成使得感应电动机处于直流制动状态；输入装置，构造成接收用作电流闭环控制器的输入的第一参数，包括励磁电流的给定值、转矩电流的给定值和定子电角度的给定值；检测装置，构造成与感应电动机电连接并检测感应电动机各相的相电流，用作电流闭环控制器的输入的第二参数；以及如上所述的启动控制装置，构造成接收所述第一参数和所述第二参数，基于第一参数和第二参数计算出转矩电流和励磁电流的反馈值，基于转矩电流的反馈值的变化、励磁电流的反馈值的变化以及两者变化的关系确定出电动机的转向和频率，并基于所述转向和频率确定对电动机的供电方案，以使得电动机进入启动状态。
[0005]根据本专利技术第三方面的实施例，提供了一种用于感应电动机的启动控制方法，可选地，所述方法由如上所述的装置执行和/或如上所述系统执行，所述方法包括：在所述感应电动机处于不受其驱动控制装置输出的控制信号的控制而旋转的状态下，控制所述驱动
控制装置，以使得旋转中的感应电动机进入直流制动状态；接收第一参数和第二参数，所述第一参数包括励磁电流的给定值、转矩电流的给定值和定子电角度的给定值，其中，所述励磁电流的给定值与感应电动机的额定电流相关联，所述第二参数包括感应电动机的相电流；基于所述第一参数和所述第二参数，在电流闭环控制器中计算出励磁电流的反馈值和转矩电流的反馈值；基于励磁电流的反馈值随时间的变化、转矩电流的反馈值随时间的变化、以及两者变化之间的关系确定出所述感应电动机的转向和频率；以及基于确定出的转向和频率，为所述感应电动机确定供电方案，以使得所述感应电动机从直流制动状态进入启动状态。
附图说明
[0006]以下将结合附图描述本专利技术的多个方面。这些附图被提供用以说明而非限制本专利技术。
[0007]图1示出了根据本专利技术的一种可行实施方式的用于感应电动机的启动控制系统的示意图。
[0008]图2示意性示出了根据本专利技术的一种可行实施方式的用于感应电动机的启动控制方法的流程图。
具体实施方式
[0009]考虑到感应电动机可能出现不受其驱动控制系统输出的控制信号的控制而“自由”旋转的情形，本专利技术提出了在该情形下能够快速启动感应电动机的控制方案，而无需等待电动机停下来之后再启动。
[0010]感应电动机的“自由”旋转状态可以理解为电动机的旋转处于不受控制的状态，例如，不受其驱动控制系统输出的控制信号的控制。“自由”旋转状态可以包括：由于外力作用而旋转的状态(例如，风机被风吹动或者感应电动机被耦接的另一电动机带动)；原本受控制信号的驱动控制而高速旋转的电动机，由于驱动器故障或者停止而丢失了控制信号，此时的感应电动机处于自由停机的状态。
[0011]具体而言，根据本专利技术的实施例的感应电动机的启动控制方案，在对旋转中的感应电动机进行直流制动的过程中，能够快速地捕捉感应电动机的状态(例如，感应电动机的转向和频率)，并基于捕捉到的电动机状态为电动机确定供电方案，以使得该感应电动机从直流制动状态进入启动状态。
[0012]根据本专利技术实施例的控制方案能够实现感应电动机的快速启动主要是因为包含这样的控制逻辑，即，在电流闭环控制器中计算出励磁电流的反馈值和转矩电流的反馈值，并基于励磁电流的反馈值随时间的变化、转矩电流的反馈值随时间的变化、以及两者变化之间的关系来确定感应电动机的转向和频率。该控制逻辑可以通过一个或多个软件模块来实现。
[0013]根据本专利技术实施例的控制方案在能够实现电动机快速启动的基础上，还能够为感应电动机确定出适合的供电方案，因为感应电动机的状态已被捕捉到，从而能够基于电动机状态确定出适合的供电方案，不会因为提供的电源功率过大而损坏电动机，也不会因为提供的电源功率过小而无法正常地启动感应电动机。
[0014]以下结合附图来说明本专利技术的具体实施方式。
[0015]图1示意性示出了根据本专利技术的一种可行实施方式的用于感应电动机M的启动控制系统100，其主要包括输入装置10、检测装置(未示出)、驱动控制装置20和启动控制装置30。在本专利技术的一个实施例中，感应电动机M实现为三相异步电动机。
[0016]输入装置10用于接收第一参数。该第一参数用作电流闭环控制器的输入，并在电流闭环控制器中参与计算。
[0017]第一参数可以包括用作电流闭环控制器的输入的一些参数给定值，例如，励磁电流的给定值I
d
*、转矩电流的给定值I
q
*和定子电角度的给定值θ*。
[0018]输入装置10可以实现为输入界面、触控屏等，其能够接收来自用户的输入。用户可以通过输入装置输入各项参数的给定值。
[0019]在一实施例中，励磁电流的给定值与感应电动机的电机参数相关联。例如，励磁电流的给定值为在感应电动的额定电流的0.5倍～2倍之间的值。
[0020]在一实施例中，励磁电流的给定值与感应电动机的电机参数相关联。例如，励磁电流的给定值为在感应电动机的空载电流与额定电流之间的值。
[0021]在一实施例中，转矩电流的给定值为0。
[0022]在一实施例中，定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于感应电动机的启动控制装置，其被配置成：在所述感应电动机处于不受其驱动控制装置输出的控制信号的控制而旋转的状态下，控制所述驱动控制装置，以使得旋转中的感应电动机进入直流制动状态；接收第一参数和第二参数，所述第一参数包括励磁电流的给定值、转矩电流的给定值和定子电角度的给定值，其中，所述励磁电流的给定值与感应电动机的额定电流相关联，所述第二参数包括感应电动机的相电流；基于所述第一参数和所述第二参数，在电流闭环控制器中计算出励磁电流的反馈值和转矩电流的反馈值；基于励磁电流的反馈值随时间的变化、转矩电流的反馈值随时间的变化、以及两者变化之间的关系确定出所述感应电动机的转向和频率；以及基于确定出的转向和频率，为所述感应电动机确定供电方案，以使得所述感应电动机从直流制动状态进入启动状态。2.如权利要求1所述的启动控制装置，其中，所述启动控制装置通过如下方式确定所述感应电动机的转向：在励磁电流的反馈值达到所述励磁电流的设定值时，在所述转矩电流的反馈值为正的情况下，将所述感应电动机的转向确定为第一转向，在所述转矩电流的反馈值为负的情况下，将所述感应电动机的转向确定为相反的第二转向。3.如权利要求1或2所述的启动控制装置，其中，所述启动控制装置通过如下方式确定所述感应电动机的频率：基于转矩电流的反馈值随时间的变化获得反馈的转矩电流的频率，并将反馈的转矩电流的频率确定为所述感应电动机的频率。4.如权利要求1-3中任一项所述的启动控制装置，其中，所述励磁电流的给定值在电机的空载电流与额定电流之间，或者在电机的额定电流的0.5倍～2倍之间；并且所述转矩电流的给定值为0。5.如权利要求1-4中任一项所述的启动控制装置，其中，所述定子电角度的给定值为0
°
～360
°
之间的任意值。6.如权利要求1-5中任一项所述的启动控制装置，其中，所述启动控制装置还被配置成：在励磁电流的反馈值达到其给定值，并且在转矩电流的反馈值达到励磁电流的反馈值的5％以上，优选地，达到励磁电流的反馈值的20％以上之后，执行关于感应电动机的转向和频率的确定。7.如权利要求1-6中任一项所述的启动控制装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍超，
申请(专利权)人：博世力士乐西安电子传动与控制有限公司，
类型：发明
国别省市：