【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及电梯控制的电气制动方法，特别涉及一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法。
技术介绍
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技术介绍
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1、随着电梯技术的发展，对电梯的安全性要求越来越高，为了保障电梯能够有效的减速或限制电梯溜车速度，通常采用短接电机三相输入，利用永磁同步电机(pm电机)永磁体产生的制动力使电梯减速或限制电梯溜车速度(即“封星技术”)。
2、目前电梯控制系统常用的封星方法之一是采用“封星接触器”，在逆变器与pm电机之间增加封星接触器，实现短接pm电机三相输入。但该封星接触器必须选择为承受pm电机电流并且能够连接和/或切断这种电流。这些接触器往往很大并且成本高。此外，包括移动部件的接触器具有一定的有限寿命，必须在一些相对较少数量的操作之后进行更换。
3、常用的封星方法之二是采用“电子封星”，即在变频器封锁三个桥臂上管的同时，控制三个桥臂的下管导通，实现短接pm电机三相输入。
4、尽管封星制动可以对电梯的驱动电机进行制动，降低电梯进行的移动速度，但是如果在电梯移动速度较大时启动封星制动，会产生瞬时短路大电流，瞬间短路大电流会对电梯驱动系统的变频器、pm电机等产生危害，影响驱动系统的变频器、pm电机的使用寿命，更严重地可能会烧坏器件。
5、为了解决该问题中国专利授权公开号cn108483149b等提出，当电梯移动速度较大时采用延时封星制动的方案。虽然延时封星制动确实能够克服瞬间短路大电流，但在高速急停且制动器失效时，因无封星制动力矩而引起超速。
6、中国专利授权
7、另外，制动器失效启动封星制动后可能会长时间处于封星制动状态，因此会在变频器、pm电机累积过多热量，一旦不能及时将热量散发，将面临过热风险。
8、专利技术方案：
9、针对上述现有技术所存在的问题，本专利技术提供一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法。
10、为了实现上述专利技术目的，本专利技术的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：在要求电气制动时，永磁同步电机的驱动系统中变频器的上桥臂的开关管封锁的前提下，其下桥臂的开关管进行断开和闭合控制即pwm控制，或者变频器的下桥臂的开关管封锁的前提下，其上桥臂的开关管进行pwm控制，且pwm控制的duty随着pm电机的转速的变化而变化，来控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩。
11、在本专利技术的一个优选实施例中，仅永磁同步电机的相电流流向变频器时的对应的下桥臂开关管进行pwm控制，或者，仅永磁同步电机的相电流流出变频器时的对应的上桥臂开关管进行pwm控制。
12、在本专利技术的一个优选实施例中，变频器的下桥臂开关管同时进行pwm控制，或者，变频器的上桥臂开关管同时进行pwm控制。
13、在本专利技术的一个优选实施例中，pwm控制的duty同pm电机的转速n成反比，转速越高，duty越小。
14、在本专利技术的一个优选实施例中，pwm控制的duty同母线电压成正比，母线电压ud越高，duty越大。
15、在本专利技术的一个优选实施例中，pwm控制的duty同pm电机的相反电势系数ke成反比，即相反电势系数ke越大，duty越小，相反电势系数ke为pm电机相额定反电势除以额定转速。
16、在本专利技术的一个优选实施例中，当pm电机的转速n小于等于阈值n1时，pwm控制的duty等于100％。
17、在本专利技术的一个优选实施例中，当pm电机的转速n大于等于阈值n1时，pwm控制的duty采用(1-(n-n1)*ke*k/ud)*100％，其中n为所述的pm电机的转速，n1为所述的切换阈值，ke为相反电势系数，ud为母线电压，k为系数，一般0≤k<4,同pm电机的电气参数以及母线电压相关，可以通过试验或仿真得到最佳值，使得各转速下制动转矩接近最大制动转矩。
18、在本专利技术的一个优选实施例中，pwm控制的duty采用(1-n*ke*k/ud+offset)*100％，offset>0。
19、在本专利技术的一个优选实施例中，在制动器失效，启动电气制动，根据不平衡负载转矩最终稳定运行一段时间后，且电梯的轿厢门已闭合的情况下，通过减少pwm控制的duty，可使得电梯速度升高，增大pwm控制的duty，使得电梯速度降低，控制合理的电气制动速度，从而缩短电气制动的时间，消除过热风险。
20、在本专利技术的一个优选实施例中，电梯高速急停，且制动器失效，启动电气制动，在电梯的轿厢门已闭合的情况下，pwm控制的duty先采用(1-(n-n1)*ke*k/ud)*100％，以最大制动转矩制动到某一速度后，固定pwm控制的duty，根据不平衡负载转矩最终稳定运行在该duty对应的制动曲线的相交处一段时间后，再调整duty大小，调整电气制动的速度，从而缩短电气制动的时间，消除过热风险。
21、在本专利技术的一个优选实施例中，所述永磁同步电机驱动系统为中间电路带制动单元和制动电阻的永磁同步电机的驱动系统。
22、根据本专利技术的方法的一个优点在于：实现电气制动不需要单独的开关，而可以纯粹的通过变频器而实现电气制动。这节省了成本和空间。此外，如果组件的数目减少，则系统的总的可靠性也提高。既解决高速急停封星时的大电流问题，也解决高速制动器失效时封星制动力矩过小引起超速问题，同时也解决封星制动稳态后因速度过低导致封星制动时间过长引起的热风险。
23、根据本专利技术的方法虽是应用于电梯系统的永磁同步电机驱动系统的电气制动方法，但是，根据本专利技术的方法也可以应用于除了电梯系统之外的其他系统，如起重机系统等。
技术实现思路
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1.一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：在要求电气制动时，永磁同步电机的驱动系统中变频器的上桥臂的开关管封锁的前提下，其下桥臂的开关管进行断开和闭合控制即PWM控制，或者变频器的下桥臂的开关管封锁的前提下，其上桥臂的开关管进行PWM控制，且PWM控制的Duty随着PM电机的转速的变化而变化，来控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩。
2.根据权利要求1所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：仅永磁同步电机的相电流流向变频器时的对应的下桥臂开关管进行PWM控制，或者，仅永磁同步电机的相电流流出变频器时的对应的上桥臂开关管进行PWM控制。
3.根据权利要求1所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：变频器的下桥臂开关管同时进行PWM控制，或者，变频器的上桥臂开关管同时进行PWM控制。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：PWM控制的Duty同PM电机的转速n成反比，转速越高，Duty越小；或者PWM控制的Duty同母线电压成正比，
5.根据权利要求4所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：当PM电机的转速n小于等于阈值n1时，PWM控制的Duty等于100％。
6.根据权利要求5所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：当PM电机的转速n大于等于阈值n1时，PWM控制的Duty采用(1-(n-n1)*Ke*k/Ud)*100％，其中n为所述的PM电机的转速，n1为所述的切换阈值，Ke为相反电势系数，Ud为母线电压，k为系数，一般0≤k<4,同PM电机的电气参数以及母线电压相关，可以通过试验或仿真得到最佳值，使得各转速下制动转矩接近最大制动转矩。
7.根据权利要求4所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：PWM控制的Duty采用(1-n*Ke*k/Ud+OFFSET)*100％，OFFSET>0。
8.根据权利要求1至3任一项所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：在制动器失效，启动电气制动，根据不平衡负载转矩最终稳定运行一段时间后，且电梯的轿厢门已闭合的情况下，通过减少PWM控制的Duty，可使得电梯速度升高，增大PWM控制的Duty，使得电梯速度降低，控制合理的电气制动速度，从而缩短电气制动的时间，消除过热风险。
9.根据权利要求8所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：电梯高速急停，且制动器失效，启动电气制动，在电梯的轿厢门已闭合的情况下，PWM控制的Duty先采用(1-(n-n1)*Ke*k/Ud)*100％，以最大制动转矩制动到某一速度后，固定PWM控制的Duty，根据不平衡负载转矩最终稳定运行在该Duty对应的制动曲线的相交处一段时间后，再调整Duty大小，调整电气制动的速度，从而缩短电气制动的时间，消除过热风险。
10.根据权利要求1至3任一项所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：所述永磁同步电机驱动系统为中间电路带制动单元和制动电阻的永磁同步电机的驱动系统。
...【技术特征摘要】
1.一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：在要求电气制动时，永磁同步电机的驱动系统中变频器的上桥臂的开关管封锁的前提下，其下桥臂的开关管进行断开和闭合控制即pwm控制，或者变频器的下桥臂的开关管封锁的前提下，其上桥臂的开关管进行pwm控制，且pwm控制的duty随着pm电机的转速的变化而变化，来控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩。
2.根据权利要求1所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：仅永磁同步电机的相电流流向变频器时的对应的下桥臂开关管进行pwm控制，或者，仅永磁同步电机的相电流流出变频器时的对应的上桥臂开关管进行pwm控制。
3.根据权利要求1所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：变频器的下桥臂开关管同时进行pwm控制，或者，变频器的上桥臂开关管同时进行pwm控制。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：pwm控制的duty同pm电机的转速n成反比，转速越高，duty越小；或者pwm控制的duty同母线电压成正比，母线电压ud越高，duty越大；或者pwm控制的duty同pm电机的相反电势系数ke成反比，即相反电势系数ke越大，duty越小，相反电势系数ke为pm电机相额定反电势除以额定转速。
5.根据权利要求4所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：当pm电机的转速n小于等于阈值n1时，pwm控制的duty等于100％。
6.根据权利要求5所述的一种控制永磁同步电机驱动系统的制动力矩的方法，其特征在于：当pm电机的转速n大于等于阈值n1时，pwm控制...
【专利技术属性】
技术研发人员：周根富，杨亚军，
申请(专利权)人：永大电梯设备中国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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