[發(fā)明專利]交流電動機從變頻器電源向工業(yè)電源的平滑切換方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610039476.1
• 申請日: 2006-04-12
• 公開（公告）號: CN101056085A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉宇川;邵海波;陳健;凌敏芝;呂春花;陸金權
• 申請（專利權）人: 蘇州江南嘉捷電梯有限公司;蘇州默納克控制技術有限公司
• 主分類號: H02P27/00
• 分類號: H02P27/00;H02P27/04
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝;姚姣陽

技術領域

本發(fā)明涉及交流電動機在兩種驅動狀態(tài)下的電源切換，尤其涉及交流電動機從變頻器電源向工業(yè)電源的平滑切換方法，屬于交流電機變頻控制技術領域。

背景技術

通用變頻器采用變壓變頻技術(VVVF)，已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)和民用領域當中。使用變頻器進行交流電動機控制，可以保證交流電動機在調速過程中沒有電壓電流的強沖擊，運行曲線近乎完美，而且可以按照工程需求實現(xiàn)交流電動機的各種速度下平穩(wěn)運行。但是，在某些應用場合中，需要進行變頻器電源與工業(yè)電源之間的快速切換，例如，在某些使用單一變頻器驅動多個交流電動機場合、結合變頻器調速優(yōu)點和工業(yè)電源無需能耗制動優(yōu)點的場合等。

從應用需求角度出發(fā)，希望變頻器輸出電源與工業(yè)電源之間的切換是一種平滑切換，即在切換過程中電源相位和電源頻率這兩個因素均能平滑過渡。現(xiàn)有技術中，由工業(yè)電源切換為變頻器輸出電源一般采用轉速跟蹤方法。由于變頻器的輸出是可以控制的，因此在切換過程中，變頻器首先對電機的轉速進行檢測，以確定輸出的頻率；另外，待交流電動機內反電勢基本消失以后，也不存在相位的差別，這樣的切換過程可以保證交流電動機的速度近似平穩(wěn)過渡，基本能夠滿足現(xiàn)場使用要求。

但是，在由變頻器輸出電源切換為工業(yè)電源的情況下，由于工業(yè)電源的頻率和相位是無法調整的，所以只能采用適當延時、然后直接切換的方法。這種方法存在較大缺陷，這是因為交流電動機在運行過程中會產(chǎn)生交流反電勢，同樣也有頻率和相位的變化，僅采用延時的方法進行電源切換，無法兼顧相位和頻率兩個方面的同步：延時長，電動機的轉速下降多，將造成頻率差；延時短，電動機的反電勢無法消除，其相位與電源相位關系是隨機的，如果兩個相位恰好相反，將造成電動機的瞬間沖擊。所以，目前使用的這種方法會造成切換效果不可控，嚴重時交流電動機瞬間沖擊電流比正常使用大10幾倍，長期操作會傷害電動機的絕緣，影響交流電動機的使用壽命。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術存在的不足，提出一種交流電動機從變頻器電源向工業(yè)電源的平滑切換方法。

本發(fā)明的技術解決方案是：交流電動機從變頻器電源向工業(yè)電源的平滑切換方法，包括以下兩個步驟：步驟一，變頻器驅動交流電動機加速或減速，判斷變頻器電源的輸出頻率是否接近工業(yè)電源的頻率，若達不到判斷標準則繼續(xù)調節(jié)變頻器電源的頻率，直至達到判斷標準，維持變頻器電源的頻率不變；步驟二，接著判斷變頻電源與工業(yè)電源的相位是否同步，當兩者相位同步時，封鎖變頻器電源的輸出，再將交流電動機由變頻器電源驅動切換為工業(yè)電源驅動。

本發(fā)明更進一步的技術解決方案是：上述步驟一當中的判斷標準是，調節(jié)變頻器電源的頻率至50Hz±5Hz；步驟二當中判斷兩者相位是否同步的方法是，檢測變頻器電源U/V兩相的電壓U_UV，以及工業(yè)電源R/S、T/S之間的電壓U_RS和U_TS，當交流電動機正轉時，檢測U_UV-U_RS電壓差信號U_UP，當U_UP的幅值達到最小時，判斷為相位同步；當交流電動機反轉時，檢測U_UV-U_TS電壓差信號U_DOWN，當U_DOWN的幅值達到最小時，判斷為相位同步。

這樣，本發(fā)明利用兩個電源的微小頻率差，采樣到交流電源的同步信號U_UP或U_DOWN，進而以這個同步信號為基礎，實現(xiàn)從變頻器電源到工業(yè)電源的平滑切換。該方法結合變頻器控制軟件的應用，充分利用變頻器輸出電源可以靈活調整輸出相序與頻率的優(yōu)點，操作簡單易行，準確率高，切換結果可控，能夠有效避免切換過程中交流電動機可能產(chǎn)生的沖擊電流。對于大功率交流電動機以及對切換操作有較高要求的場合，本發(fā)明能徹底解決切換沖擊問題，延長交流電動機的使用壽命。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明技術方案作進一步說明。其中，

圖1：本發(fā)明切換過程原理框圖；

圖2：相位同步判斷圖；

圖3：U_RS信號圖；

圖4：U_UV-U_RS信號圖；

圖5：同步信號圖。

具體實施方式