[發明專利]非降壓調節電機反向電動勢方法及系統

無效

• 申請號: 201010614701.6
• 申請日: 2010-12-30
• 公開（公告）號: CN102055404A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 張慶生;高又炘
• 申請（專利權）人: 萬奧普(北京)石油工程技術開發研究院有限公司;大慶德美特爾泵業制造有限公司
• 主分類號: H02P23/00
• 分類號: H02P23/00
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

技術領域

本發明屬于電力系統領域，涉及一種非降壓調節電機反向電動勢的方法及系統。

背景技術

現有檢測電機反向電動勢存在兩種方案：

方案1，是采用AD模擬數字轉換芯片，去動態監視電機未通電相的反向電動勢電壓，由于AD的采樣電壓范圍有限，則反向電壓首先必須先分壓，這將直接導致損失反向電動勢精度。另一個問題是，AD本身的采樣精度有限，導致在反向電動勢較小的時候，無法采集到有效的反向電動勢采集點。

方案2，采用模擬的比較器，將反向電動勢電壓分壓到控制系統的低壓范圍內，如5-18V，然后通過模擬比較器與目標電壓值進行比較，而獲取電機轉子(動子)相對相位。此種方案同方案1，其在電機低速運轉，反向電動勢很低的情況下，無法獲得良好的比較精度。

在直線電機領域，一般電機電壓很高，在幾百伏，到上千伏，而在低速運轉時，反向電動勢本身電壓很高，在幾百伏，而與目標電壓之間差值很小，有可能僅僅幾伏，導致在分壓后難以取得較好的比較效果。所以在現有技術下，此類電機很難獲得良好的低速控制。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種不分壓調節電機反向電動勢的方法及檢測系統。

為實現上述目的，本發明的非降壓調節電機反向電動勢的系統，包括中央控制模塊、中性點生成模塊、高壓限制模塊、比較模塊和光電隔離模塊，中性點生成模塊與電機相連且生成中性點電壓信號；高壓限制模塊用于當反向電動勢信號超過極值電壓信號時，將多余能量泄放；比較模塊用于將經高壓限制模塊處理后的反向電動勢信號與基準電壓信號比較，得到比較結果信號；光電隔離模塊用于將比較結果信號與系統其它部分隔離；中央控制模塊用于接收比較結果信號，并根據比較結果調整電機的給定信號，直到電機的給定信號與基準電壓信號一致。

進一步，所述高壓限制模塊還連接有一濾波電容，用于消除反向電動勢由于高壓產生的干擾。

進一步，所述中性點生成模塊為三個星形連接的電阻，星形連接的三個電阻共同連接端生成中性點，三個電阻的另一端分別與電機的三相相連。

進一步，反向電動勢信號為電機的相電壓減去中性點電壓。

進一步，所述中央控制模塊和電機之間還連接有多個IGBT，中央模塊控制IGBT關斷或開啟調整電機的反向電動勢。

上述反向電動勢調節系統調節電機反向電動勢的方法，具體為：1)采集電機的相電壓以及中性點電壓，然后用相電壓減去中性點電壓得到電機反向電動勢信號；2)將該反向電動勢信號與電機的基準電壓信號比較，如果反向電動勢信號大于或小于基準電壓信號，則控制降低或提高反向電動勢電壓，然后重復上述步驟直到反向電動勢與基準電壓相等。

進一步，步驟1)得到的反向電動勢還需要極值電壓進行比較，如果反向電動勢大于極值電壓時，將多余能量泄放。

進一步，經過泄放處理的反向電動勢信號再經過濾波處理。

本發明的非降壓調節電機反向電動勢方法及系統，采用非降壓的隔離采樣電路，可以在不分壓，不損失任何采樣精度的前提下，在電機低速運行時感知電機轉子(動子)位置，從而獲得良好的低速驅動特性，滿足電機低速運行的控制驅動要求。

附圖說明

圖1為本發明的非降壓調節電機反向電動勢的系統框圖；

圖2為本發明的基準電壓信號的波形圖；

圖3為本發明的本發明的非降壓調節電機反向電動勢的系統電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明的非降壓調節電機反向電動勢的系統，包括CPU、中性點生成模塊2、高壓限制模塊1、濾波模塊3、比較模塊4和光電隔離模塊5，中性點生成模塊2與電機相連且生成中性點電壓信號；高壓限制模塊1用于當反向電動勢信號超過極值電壓信號時，將多余能量泄放，限制最大壓差，保護系統電路，保證采集的反向電動勢信號可以被CPU識別。比較模塊4用于將經高壓限制模塊1處理后的反向電動勢信號與基準電壓信號比較，得到比較結果信號；基準電壓信號和極值電壓信號均是預先設定好的，其中基準電壓信號的波形如圖2所示。光電隔離模塊5用于將比較結果信號與系統其它部分隔離，由于系統采用非降壓的浮地接近比較設計，導致檢測電路本身具有上千伏的高壓，因此控制系統需要隔離使用；CPU用于接收比較結果信號，并將根據比較結果調整電機的給定信號(即調整反向電動勢大小)，直到電機的給定信號與基準電壓信號一致。