[發明專利]電機控制系統和方法

在審

• 申請號: 201780005718.1
• 申請日: 2017-01-04
• 公開（公告）號: CN108604871A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 萊昂納多·德拉弗洛拉;安東·史密斯
• 申請（專利權）人: 丹佛斯電力電子有限公司
• 主分類號: H02P6/20
• 分類號: H02P6/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 潘劍穎

描述了一種用于捕捉旋轉電機的方法和裝置。電機驅動電路的逆變器的開關(通常是下開關)在短時間段內發生短路。分析由這個過程生成的該脈沖以確定該電機的旋轉速度和方向。檢查該脈沖以判定其是否正交。若是，則認為該電機速率判定可靠，并且然后使電機磁化并且可以恢復正常電機控制。若否，則認為該電機速率判定不可靠，并且重復該速率判定步驟之前的磁化脈沖。

技術領域

本發明涉及一種電機控制系統和方法。

背景技術

已知可調速驅動器用于控制多相電動機。在一些情況下，正在由可調速驅動器驅動的電動機的狀態可能是未知的。具體地，電機轉子的角位置和/或旋轉速度可能是未知的。這可能有很多發生的原因。這種情況可能例如在短暫斷電之后發生。可替代的，當轉子在電機驅動控制開始之前(即，在啟動電機驅動器時)已經在旋轉時，可能發生這種情況。

因此，電機在處于電機驅動器的控制下之前可能具有存儲在其中的機械能和電能二者。已知的算法是：尋求使得電機驅動器能夠控制電機而不會產生對存儲在機器中的能量的較大干擾，并且為此無需從該電機中提取所有能量。然而，仍然需要經改進且替代性的電機控制系統和方法。

本發明尋求為那些已經可用的方法提供一種替代性方法。

發明內容

本發明提供了一種(捕捉或控制電機的)方法，該方法包括：通過以下操作來估計電機的旋轉頻率(即，電機速度)：重復地使該電機的至少一些繞組發生短路以便生成多個短路電流脈沖，識別該短路電流脈沖的峰值，并且使用所識別的峰值來估計所述旋轉頻率(以及通常還有方向)；判定對該電機的該旋轉頻率的該估計是否可靠；并且在確定對該電機的該旋轉頻率的該估計不可靠的情況下，將磁化脈沖施加于該電機，并且重復估計該電機的該旋轉頻率以及判定對該電機的該旋轉頻率的該估計是否可靠的步驟。

本發明還提供了一種控制器(例如，電機控制器/跟蹤模塊)，該控制器包括：第一輸入端，用于從電機的至少一些繞組接收多個短路電流脈沖；控制模塊，被配置用于識別該短路電流脈沖的峰值，并且使用所識別的峰值來估計該電機的所述旋轉頻率(以及通常還有方向)，該控制模塊進一步被配置用于：判定對該電機的該旋轉頻率的該估計是否可靠；并且在確定對該電機的該旋轉頻率的該估計不可靠的情況下，指示將磁化脈沖施加于該電機，并且重復估計該電機的該旋轉頻率以及判定對該電機的該旋轉頻率的該估計是否可靠的步驟。該控制器可以進一步包括：頻率估計器(例如，結合了鎖相環)，被配置用于生成對該電機的該旋轉頻率(和方向)的估計值。該頻率估計器可以被進一步配置用于判定指示所測量電流的余弦向量和正弦向量的信號是否正交。

判定對該電機的該旋轉頻率的該估計是否可靠可以包括：判定指示所測量電流的余弦向量和正弦向量的信號是否正交。更具體地，判定指示該余弦向量和正弦向量的信號是否正交可以包括：判定該余弦向量和正弦向量的點積是否低于閾值(例如，接近于零)。在本發明的一種形式中，該余弦向量和正弦向量是短路電流脈沖的峰值的Clarke變換。

本發明可以進一步包括：在重復判定對該電機的該旋轉頻率的該估計是否可靠的該步驟使得確定該電機估計的該旋轉頻率仍然不可靠的情況下，確定該電機處于靜止。

在本發明的一些形式中，將磁化脈沖施加于該電機包括：將斜升多相(通常是3相)電流注入該電機中(通常以預定速率)。這通常是在達到機器的額定電流時才進行的。電流調節器可以用于生成該磁化脈沖。

本發明的一些形式包括：如果確定對該電機的該旋轉頻率的估計可靠，則增加該電機內的磁化等級(并且隨后退出該方法)。增加該電機內磁化等級的步驟可以包括：將多相(通常是三相)電流注入該電機中(例如，直到該電機被完全磁化)。

本發明更進一步提供了一種電機驅動電路，該電機驅動電路包括如上所述的控制器并且進一步包括處于所述控制器的控制之下的逆變器。

附圖說明

現在將參考以下示意圖進一步詳細地描述本發明，在附圖中：