[發(fā)明專利]三相逆變器帶異步電機端子無殘壓的帶速重投系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110431976.4
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113437919A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設計）人: 金浩;潘冬華;李武杰;王自然;姚川
• 申請（專利權）人: 武漢華海通用電氣有限公司
• 主分類號: H02P21/18
• 分類號: H02P21/18;H02P21/22
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司 42238
• 代理人: 孔燦

本發(fā)明提供了一種三相逆變器帶異步電機端子無殘壓的帶速重投系統(tǒng)及方法，三相逆變器在逆變橋輸出端增加了LC濾波電路。當三相逆變器故障停機時，為了快速重投，需要估算重投時刻的電機轉速，此時通過電流閉環(huán)，給電流注入一定頻率和幅值的電流，通過檢測LC濾波電感L上的電流和電容C上的電壓，結合異步電機的數(shù)學模型，估算出電機的轉子磁鏈，根據(jù)電機轉子磁鏈和定子電流，計算出電機的轉差角頻率，根據(jù)注入的定子頻率和計算的轉差角頻率作差可以求出電機轉子角頻率，也即可以得到電機轉速。本發(fā)明不僅提供了逆變器故障停機電機帶速且端電壓為零時的逆變器重投，也適用于逆變器啟動時電機帶速且無端電壓等狀態(tài)下的快速投入。

技術領域

本發(fā)明涉及電機控制領域，尤其涉及一種三相逆變器帶異步電機端子無殘 壓的帶速重投系統(tǒng)及方法。

背景技術

三相逆變器帶異步電機運行，當逆變器在啟動之前一瞬間異步電機以一定 的轉速在運行，或者異步電機運行中逆變器報故障停機，三相IGBT逆變橋(逆 變器)需要在電機帶速狀態(tài)下重新投入，如果電機端電壓殘壓不為零，則可以 通過檢測電壓，估算得到電機的轉速，如果電機端電壓殘壓為零，即不存在殘 壓，逆變器在電機帶速下重投，則需要提供一種能夠辨識電機轉速的方法，使 得異步電機能夠進行快速的帶速重投。

發(fā)明內容

有鑒于此，針對異步電機運行中逆變器故障停機，且電機端無殘壓的情況， 本發(fā)明提出一種三相逆變器帶異步電機端子無殘壓的帶速重投系統(tǒng)及方法。本 發(fā)明通過注入一定頻率恒定幅值的電流，檢測該電流激勵下的響應電壓，已知 電機電壓和電流就可以估算出電機轉子磁鏈，通過轉子磁鏈和電流可以計算出 異步電機的轉差角頻率，定子角頻率是注入的為已知，將定子角頻率減去計算 得到的轉差角頻率就可以得到電機轉子角頻率，也即求得電機的轉速。

本發(fā)明提供的一種三相逆變器帶異步電機端子無殘壓的帶速重投系統(tǒng)及方 法，系統(tǒng)包括：直流電源、三相IGBT逆變橋、三相異步電機、電機負載和LC 濾波電路；LC濾波電路；所述LC濾波電路包括濾波電感L和濾波電容C；

所述直流電源與所述三相IGBT逆變橋的輸入端電氣連接；所述三相IGBT 逆變橋的輸出端與所述LC濾波電路的輸入端電氣連接；所述LC濾波電路的輸 出端與所述三相異步電機電氣連接；三相異步電機與負載通過聯(lián)軸器連接；

所述三相IGBT逆變橋控制采用芯片DSP。

一種三相逆變器帶異步電機端子無殘壓的帶速重投方法，具體包括以下步 驟：

S101：向所述三相異步電機注入預設頻率的電流，通過電流閉環(huán)控制電流按 照設定的幅值輸出，由于電流的作用，電機端子出現(xiàn)感應電壓；

S102：將感應電壓作為三相異步電機端的輸入電壓，將預設頻率的電流作為 三相異步電機的輸入電流，并將所述輸入電壓和所述輸入電流輸入至所述芯片 DSP；

S103：所述芯片DSP根據(jù)輸入電壓、輸入電流以及三相異步電機數(shù)學模型， 計算得到三相異步電機轉子磁鏈；

S104：根據(jù)轉子磁鏈和輸入電流計算得到三相異步電機的轉差角頻率；

S105：根據(jù)給定的三相異步電機定子頻率和所述轉差角頻率，計算得到三相 異步電機的轉子角頻率；

S106：根據(jù)三相異步電機轉子角頻率計算得到異步電機端子無殘壓情況下的 電機轉速。

進一步地，步驟S101中，所述預設頻率的電流，其電流幅值為電機的空載 電流。

進一步地，步驟S103中，計算得到的三相異步電機轉子磁鏈的公式如式(1) 所示：