[發(fā)明專利]變頻器及其感應電動機的轉(zhuǎn)速搜尋裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110077358.0
• 申請日: 2011-03-25
• 公開（公告）號: CN102694500A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設計）人: 謝輝中;蕭棨湰
• 申請（專利權(quán)）人: 臺達電子工業(yè)股份有限公司
• 主分類號: H02P27/06
• 分類號: H02P27/06;H02M7/537
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 鄭小軍;馮志云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)速搜尋裝置，尤其涉及一種感應電動機的轉(zhuǎn)速搜尋裝置。

背景技術(shù)

感應電動機(induction?motor)在工業(yè)發(fā)展中是相當重要且不可或缺的一項設備。現(xiàn)今感應電動機已經(jīng)應用于許多工業(yè)應用的場合，例如泵(pump)或風機(fan)等。圖1顯示傳統(tǒng)的感應電動機以及其變頻器的系統(tǒng)方塊圖。如圖1所示，感應電動機100由一變頻器101驅(qū)動。一輸入交流電壓V_in，提供于一整流器104的輸入側(cè)，并且由整流器104整流成一直流V_dc。一電容105設置于整流器104的輸出端，以穩(wěn)定直流V_dc且降低鏈波。直流V_dc經(jīng)由逆變器106轉(zhuǎn)換成一輸出交流電壓V_out與一輸出交流電流I_out，并且將輸出交流電壓V_out與輸出交流電流I_out提供給感應電動機100。感應電動機100受逆變器106所提供的輸出交流電壓V_out與輸出交流電流I_out所驅(qū)動來帶動負載102運作。此外，為了控制逆變器106輸出所想要的電壓與電流，一電壓調(diào)整模塊108連接至逆變器106的開關(guān)單元Q₁-Q₄的控制端，用以接收一電壓信號V與一頻率信號f，來產(chǎn)生用來控制逆變器106的開關(guān)單元Q₁-Q₄的開關(guān)切換運作的脈沖信號PWM1-PWM4。逆變器106的開關(guān)單元Q₁-Q₄根據(jù)脈沖信號PWM1-PWM4來進行開關(guān)切換。一控制單元110連接至電壓調(diào)整模塊108以接收逆變器106的直流V_dc、輸出電流I_out、由用戶界面112a所提供的操作者所想要的感應電動機100的旋轉(zhuǎn)頻率命令信號f^*₁，以及由系統(tǒng)控制電路112b所提供的系統(tǒng)欲設定的旋轉(zhuǎn)頻率命令信號f^*₂。控制單元110根據(jù)旋轉(zhuǎn)頻率命令信號f^*₁或f^*₂、直流總線電壓V_dc、輸出電流I_out計算出用來驅(qū)動該電壓調(diào)整模塊108的電壓信號V與頻率信號f，借此讓電壓調(diào)整模塊108控制逆變器106以輸出交流電流I_out與交流電壓V_out。

一般而言，感應電動機100的轉(zhuǎn)速控制是利用變頻器(variable?frequency?drive)101來完成。然而，當準備利用變頻器啟動感應電動機100時，感應電動機100可能因為先前突然發(fā)生電力中斷而仍在自由旋轉(zhuǎn)，或是感應電動機100會受到外在環(huán)境的影響，例如水流、風速或其他負載的影響而自由旋轉(zhuǎn)。若變頻器101在無法得知此時轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的情況下，強行對感應電動機100進行轉(zhuǎn)速控制，有可能會因為感應電動機100的轉(zhuǎn)子磁場頻率與定子磁場頻率相差過大，而造成感應電動機100的過電流或是能量再生，因而導致變頻器101跳脫保護，長久下來，會對感應電動機100造成傷害。

一般解決感應電動機100啟動時無法確切得知感應電動機100的轉(zhuǎn)速的問題的方案有以下二種。第一種解決方案為采用直流剎車技術(shù)(DC?braking)。直流剎車技術(shù)主要是讓變頻器101輸出直流電壓到感應電動機100的定子側(cè)，并利用電磁鐵原理吸住轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸，借此固定轉(zhuǎn)子不動。然而，直流剎車技術(shù)卻有下列缺點。首先，若逆變器106的輸出電壓太小，使得感應電動機100的定子磁場的磁力太弱，轉(zhuǎn)子不容易被吸附住而難以固定。若逆變器106的輸出電壓V_out太大，有可能產(chǎn)生過電流。其次，所需要的逆變器106輸出時間無法確定，若是逆變器106的輸出時間太短，會造成感應電動機100仍未降低其速度至固定轉(zhuǎn)子不動。若是逆變器106的輸出時間太長，會造成感應電動機100過熱。