[發明專利]一種變頻器控制電機過勵磁停機的方法及其裝置

有效

• 申請號: 201410367786.0
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104104279A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 王茂峰
• 申請（專利權）人: 深圳市步科電氣有限公司
• 主分類號: H02P3/18
• 分類號: H02P3/18
• 代理公司: 深圳市中原力和專利商標事務所(普通合伙) 44289
• 代理人: 王英鴻

技術領域

?本發明屬于變頻器領域，特別涉及一種變頻器控制電機過勵磁停機的方法及其裝置。

背景技術

變頻器是將固定頻率的交流電變換成頻率連續可調的交流電的裝置，在工業的各個行業廣泛應用。變頻調速已被公認為時最理想、最有發展前途的調速方式之一，它的主要應用在節能、自動化系統以及提高工藝水平和產品質量等方面。

電機在停機后依靠慣性還要轉動一段時間才能停下來，但很多應用場合要求電機能夠快速的停下來，比如起重機或者卷揚機、機床的主軸、升降機等。在電機拖動的負載具有較大的機械慣性的應用場合，當變頻器控制電機從高速到低速（零速）時，此時電機的運行頻率下降很快，但電機轉子不可能很快停止，這樣就產生反電動勢，使電機處于發電狀態。但由于通用變頻器通常都是交-直-交的主回路，是不可逆的，因此無法反饋到電網上去，結果造成主回路母線電容兩端電壓抬升（稱為泵升電壓），當其超過設定限值時，容易造成變頻器過壓。因此需要采取某些措施對電機進行控制，達到快速制動或停機的目的。

目前電機的制動方式主要有能耗制動、再生回饋制動、直流制動。

能耗制動的基本原理是在主回路正負母線上并聯可控制通斷的制動電阻，電機制動過程中，如果進入發電狀態，當母線電壓達到設定上線電壓時，制動回路導通，制動電路流過電流，從而將電能變成熱能消耗，母線電壓隨之下降，待母線電壓到達設定下限時，制動回路斷開。

能耗制動的缺點制動時間是人為設定的，屬于不可控，制動時母線電壓存在一定幅度的波動，輸出電流和制動力矩會同步波動，影響電機的穩定性。能耗制動需要外接制動電阻，增加了部分成本。另外能耗制動運行效率低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量，而且制動電阻容量也將增大。

直流制動的原理：在電機定子加直流電壓，此時變頻器的輸出頻率為零，這時定子產生靜止的恒定磁場，轉動著的轉子切割此磁場產生制動力矩，迫使電動機轉子較快的停止，這樣電動機存諸的動能換成電能消耗于步電動機的轉子電路中。主要應用在需要準確停車、阻止電機啟動前的不規則自旋轉（如風機）等場合。

直流制動的缺點是需要設定制動起始頻率、在電機運行頻率下降到較低時制動對電機比較安全，電機高速運行時容易造成過流或者過壓。一般需要與其它制動方式配合使用。

回饋制動的原理：當電機減速時，如果進入發電狀態，可以通過一套能量回饋裝置，進行自動控制，將電機發電狀態產生的電能送回電網。該方式下，電機可以四象限運行，向電網回饋電能提高了整個系統的效率。

回饋制動的缺點：只有在不易發生故障的穩定電網電壓下，才可以采用回饋制動的方式，否則容易發生換相失敗，損壞器件；回饋制動，對電網有諧波污染，同時其控制復雜，使用成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種控制簡單且成本低的變頻器控制電機過勵磁停機的方法。

本發明還提供一種變頻器控制電機過勵磁停機的裝置。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種變頻器控制電機過勵磁停機的方法，包括如下步驟：

a、當需要停機或者制動時，變頻器給出減速命令，執行步驟b；

b、判斷母線電壓是否達到設定的上限值，如果沒有達到則執行步驟g，如果達到設定則執行步驟c；

c、判斷變頻器母線電壓或者輸出電流是否達到故障預判值，如果沒有達到則執行步驟d，如果達到設定則執行步驟i；

d、對定子電流進行電流解耦運算，得到勵磁電流I_M，并執行步驟e；

e、對勵磁電流I_M?進行PI調節，輸出調節量，并執行步驟f；

f、根據步驟e中輸出的調節量對V/F輸出電壓進行調節，輸出調整后的電壓值，并執行步驟h；

g、輸出頻率按照根據設定的頻率下降率減小、根據V/F曲線，計算輸出電壓，并執行步驟j；

h、輸出頻率按照根據設定的頻率下降率減小，并執行步驟j；

i、減小輸出頻率下降率，根據V/F曲線，計算輸出電壓，并執行步驟j；

j、判斷減速是否完成，即輸出頻率是否到達設定頻率，如果沒有完成則執行步驟b，如果完成則執行步驟k；

k、減速結束。

在步驟d中，對解耦的電流分量I_M進行標幺處理。

在步驟e中，調節目標量根據實際的負載情況可以設定為電機額定電流的1.0~1.3倍，調節輸出量為輸出電壓增量。

本發明還提供一種變頻器控制電機過勵磁停機的裝置，包括：