專利名稱：交流電動(dòng)機(jī)的控制方法及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交流電動(dòng)機(jī)的控制方法及裝置，其特征為瞬停時(shí)使交流電動(dòng)機(jī)保證其持續(xù)運(yùn)行。
背景技術(shù)：
對(duì)于以前的變頻器瞬停時(shí)的運(yùn)行持續(xù)方式，例如在日本專利第3201460號(hào)(專利文獻(xiàn)1)中有所記載，根據(jù)檢測到的停電信號(hào)，變頻器開始減速，在減速期間，為了保證穩(wěn)定的直流中間電壓，根據(jù)直流中間電壓的目標(biāo)值與檢測值計(jì)算出減速率1，根據(jù)直流中間電壓的變化率計(jì)算出減速率2，通過對(duì)上述兩個(gè)減速率的乘積進(jìn)行PI控制，以控制減速時(shí)間。當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，恢復(fù)通?？刂颇Ｊ健?br> 另外，對(duì)于電動(dòng)機(jī)停電時(shí)的處理方式，例如在日本特開平11-308894號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中也有所記載，首先分別設(shè)定通常允許運(yùn)行的直流中間電壓的下限值VU1、作為電源輸入允許下限電壓時(shí)的直流中間電壓的下限允許電壓VU0以及比下限允許電壓VU0低而又比電壓值下限VU1高的停電檢測電平電壓VU2。當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，直流中間電壓檢測電路測量的上述直流中間電壓的檢測值VPN比停電檢測電平電壓VU2低時(shí)，電動(dòng)機(jī)將按設(shè)定的減速率αd減速至超過下限允許電壓VU0，當(dāng)超過下限允許電壓VU0后即恢復(fù)通?？刂颇Ｊ健?br> 專利文獻(xiàn)1日本特許第3201460號(hào)專利文獻(xiàn)2日本特開平11-308894號(hào)公報(bào)在上述專利文獻(xiàn)1中提到的變頻器瞬停時(shí)的連續(xù)運(yùn)行方式是根據(jù)地直流中間電壓的目標(biāo)值與檢測值計(jì)算出減速率1，根據(jù)直流中間電壓的變化率計(jì)算出減速率2，通過對(duì)上述兩個(gè)減速率的乘積進(jìn)行PI控制，以控制減速時(shí)間。當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，恢復(fù)通?？刂颇Ｊ?。
但是，在這種控制方法下，當(dāng)恢復(fù)到通?？刂颇Ｊ胶?，停電前的輸出頻率與停電減速后的輸出頻率之間將產(chǎn)生較大的偏差，為了滿足輸出頻率指令所要求的頻率，交流電動(dòng)機(jī)將一會(huì)兒急加速，一會(huì)兒受到較大轉(zhuǎn)矩指令的控制，從而不能穩(wěn)定地持續(xù)運(yùn)行。
另一方面，對(duì)于專利文獻(xiàn)2中提到的電動(dòng)機(jī)停電時(shí)的處理方法，當(dāng)直流中間電壓的檢測值VPN比停電檢測電平電壓VU2低時(shí)，電動(dòng)機(jī)將按設(shè)定的減速率αd減速至超過下限允許電壓VU0，當(dāng)超過下限允許電壓VU0后即恢復(fù)通?？刂颇Ｊ健Ｍ瑯?，在電動(dòng)機(jī)恢復(fù)到通?？刂颇Ｊ胶?，停電前的輸出頻率與停電減速后的輸出頻率之間將產(chǎn)生較大的偏差，為了滿足輸出頻率指令所要求的頻率，交流電動(dòng)機(jī)將一會(huì)兒急加速，一會(huì)兒受到較大轉(zhuǎn)矩指令的控制，從而不能穩(wěn)定地持續(xù)運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種交流電動(dòng)機(jī)的控制方法及裝置，其可記憶下發(fā)生瞬停時(shí)的輸出頻率，待達(dá)到能恢復(fù)通?？刂颇Ｊ降闹绷髦虚g電壓值時(shí)，按另外設(shè)定的加速時(shí)間進(jìn)行加速，直至達(dá)到瞬停前的輸出頻率水平；或者通過給定的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值控制轉(zhuǎn)矩指令，直至達(dá)到瞬停前的輸出頻率水平，以保證交流電動(dòng)機(jī)即使在瞬停時(shí)也能穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。
為了解決上述問題，權(quán)利要求1中記載的本發(fā)明的特征為將交流電源所提供的電壓轉(zhuǎn)化成直流電壓的變換器、保證轉(zhuǎn)化后直流電壓平滑性的平滑電容以及通過PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩指令的頻率及交流電壓的變頻器組成電力變換器，預(yù)先設(shè)定電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，通過這些限制值限制上述轉(zhuǎn)矩指令，并生成輸入上述變頻器的PWM切換模式，以控制上述交流電動(dòng)機(jī)的控制方法；通過設(shè)置在上述電力變換器內(nèi)的停電檢測裝置檢測交流電源的停電情況，由上述停電檢測裝置發(fā)出的停電檢測信號(hào)向變頻器輸出減速開始指令，在交流電動(dòng)機(jī)減速過程中，為了保證直流中間電壓的穩(wěn)定，根據(jù)直流中間電壓的目標(biāo)值與檢測值計(jì)算出減速率1，根據(jù)直流中間電壓的變化率計(jì)算出減速率2，通過對(duì)上述兩個(gè)減速率的乘積進(jìn)行PI控制，以控制減速時(shí)間，計(jì)算轉(zhuǎn)矩指令以跟蹤減速時(shí)間減速，對(duì)應(yīng)于直流中間電壓檢測值的大小，修改上述電動(dòng)側(cè)以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值大小，當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求2中記載的發(fā)明特征為當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求3中記載的發(fā)明特征為當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值由上述轉(zhuǎn)矩限制裝置限制上述轉(zhuǎn)矩指令，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求4中記載的發(fā)明特征為將交流電源所提供的電壓轉(zhuǎn)化成直流電壓的變換器、保證轉(zhuǎn)化后直流電壓平滑性的平滑電容以及通過PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩指令的頻率及交流電壓的變頻器組成電力變換器，預(yù)先設(shè)定電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，通過這些限制值限制上述轉(zhuǎn)矩指令，并生成輸入上述變頻器的PWM切換模式，以控制上述交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置；交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置包括交流電源停電檢測裝置；由上述停電檢測裝置發(fā)出的停電檢測信號(hào)向變頻器輸出減速開始指令，在交流電動(dòng)機(jī)減速過程中，為了保證直流中間電壓的穩(wěn)定，根據(jù)直流中間電壓的目標(biāo)值與檢測值計(jì)算出減速率1，根據(jù)直流中間電壓的變化率計(jì)算出減速率2的裝置；通過對(duì)上述兩個(gè)減速率的乘積進(jìn)行PI控制，以控制減速時(shí)間的裝置；計(jì)算轉(zhuǎn)矩指令以跟蹤上述減速時(shí)間減速，對(duì)應(yīng)于直流中間電壓檢測值的大小，修改上述電動(dòng)側(cè)以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值大小的裝置；當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)停止減速的裝置；在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)記憶下停電檢測之前的輸出頻率的裝置。
權(quán)利要求5中記載的發(fā)明特征為當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求6中記載的發(fā)明特征為當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值由上述轉(zhuǎn)矩限制裝置限制上述轉(zhuǎn)矩指令，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求7中記載的發(fā)明特征為將交流電源所提供的電壓轉(zhuǎn)化成直流電壓的變換器、保證轉(zhuǎn)化后直流電壓平滑性的平滑電容以及通過PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩指令的頻率及交流電壓的變頻器組成電力變換器，預(yù)先設(shè)定電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，通過這些限制值限制上述轉(zhuǎn)矩指令，并生成輸入上述變頻器的PWM切換模式，分別設(shè)定允許運(yùn)行的直流中間電壓的下限值VU1、作為電源輸入允許下限電壓時(shí)的直流中間電壓的下限允許電壓VU0、比上述下限允許電壓VU0低而又比上述電壓值下限VU1高的停電檢測電平電壓VU2，在上述交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，上述直流中間電壓檢測電路測量的上述直流中間電壓的檢測值比上述停電檢測電平電壓VU2低時(shí)，上述交流電動(dòng)機(jī)將按設(shè)定的減速率αd減速至超過上述下限允許電壓VU0，當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后即恢復(fù)通?？刂颇Ｊ剑源隧樞蚩刂平涣麟妱?dòng)機(jī)的控制方法；當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通常控制模式時(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求8中記載的發(fā)明特征為當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通常控制模式時(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求9中記載的發(fā)明特征為當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通常控制模式時(shí)，通過任意給予的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值由上述轉(zhuǎn)矩限制裝置限制上述轉(zhuǎn)矩指令，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求10中記載的發(fā)明特征為將交流電源所提供的電壓轉(zhuǎn)化成直流電壓的變換器、保證轉(zhuǎn)化后直流電壓平滑性的平滑電容以及通過PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩指令的頻率及交流電壓的變頻器組成電力變換器，預(yù)先設(shè)定電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，通過這些限制值限制上述轉(zhuǎn)矩指令，并生成輸入上述變頻器的PWM切換模式，分別設(shè)定允許運(yùn)行的直流中間電壓的下限值VU1、作為電源輸入允許下限電壓時(shí)的直流中間電壓的下限允許電壓VU0、比上述下限允許電壓VU0低而又比上述電壓值下限VU1高的停電檢測電平電壓VU2，在上述交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，上述直流中間電壓檢測電路測量的上述直流中間電壓值比上述停電檢測電平電壓VU2低時(shí)，上述交流電動(dòng)機(jī)將按設(shè)定的減速率αd減速至超過上述下限允許電壓VU0，當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后即恢復(fù)通常控制模式，以此順序控制交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置；該交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置具有當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)記憶下停電檢測之前輸出頻率的記憶裝置。
權(quán)利要求11中記載的發(fā)明特征為當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求12中記載的發(fā)明特征為當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值由上述轉(zhuǎn)矩限制裝置限制上述轉(zhuǎn)矩指令，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求13中記載的發(fā)明特征為在上述電力變換器內(nèi)設(shè)置交流電源停電檢測裝置，由該停電檢測裝置發(fā)出的停電檢測信號(hào)向變頻器輸出減速開始指令，在交流電動(dòng)機(jī)減速過程中，為了保證直流中間電壓的穩(wěn)定，根據(jù)直流中間電壓的目標(biāo)值與檢測值計(jì)算出減速率1，根據(jù)直流中間電壓的變化率計(jì)算出減速率2，通過對(duì)上述兩個(gè)減速率的乘積進(jìn)行PI控制，以控制減速時(shí)間，當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，恢復(fù)通?？刂颇Ｊ降慕涣麟妱?dòng)機(jī)的控制方法；當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求14中記載的發(fā)明特征為當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求15中記載的發(fā)明特征為在上述電力變換器內(nèi)設(shè)置交流電源停電檢測裝置，由該停電檢測裝置發(fā)出的停電檢測信號(hào)向變頻器輸出減速開始指令，在交流電動(dòng)機(jī)減速過程中，為了保證直流中間電壓的穩(wěn)定，根據(jù)直流中間電壓的目標(biāo)值與檢測值計(jì)算出減速率1，根據(jù)直流中間電壓的變化率計(jì)算出減速率2，通過對(duì)上述兩個(gè)減速率的乘積進(jìn)行PI控制，以控制減速時(shí)間，當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，恢復(fù)通?？刂颇Ｊ?，為此，計(jì)算轉(zhuǎn)矩指令以跟蹤上述減速時(shí)間減速，對(duì)應(yīng)于直流中間電壓檢測值的大小，修改上述電動(dòng)側(cè)以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值大小，以通過上述轉(zhuǎn)矩限制裝置限制上述轉(zhuǎn)矩指令的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置；當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通常控制模式時(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求16中記載的發(fā)明特征為當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通常控制模式時(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求17中記載的發(fā)明特征為分別設(shè)定允許運(yùn)行的直流中間電壓的下限值VU1、作為電源輸入允許下限電壓時(shí)的直流中間電壓的下限允許電壓VU0、比上述下限允許電壓VU0低而又比上述電壓值下限VU1高的停電檢測電平電壓VU2，在上述交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，上述直流中間電壓檢測電路測量的上述直流中間電壓值比上述停電檢測電平電壓VU2低時(shí)，上述交流電動(dòng)機(jī)將按設(shè)定的減速率αd減速至超過上述下限允許電壓VU0，當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后即恢復(fù)通常控制模式，以此順序控制交流電動(dòng)機(jī)的控制方法；當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求18中記載的發(fā)明特征為當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求19中記載的發(fā)明特征為分別設(shè)定允許運(yùn)行的直流中間電壓的下限值VU0、作為電源輸入允許下限電壓時(shí)的直流中間電壓的下限允許電壓VU0、比上述下限允許電壓VU0低而又比上述電壓值下限VU1高的停電檢測電平電壓VU2，在上述交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，上述直流中間電壓檢測電路測量的上述直流中間電壓值比上述停電檢測電平電壓VU2低時(shí)，上述交流電動(dòng)機(jī)將按設(shè)定的減速率αd減速至超過上述下限允許電壓VU0，當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后即恢復(fù)通?？刂颇Ｊ剑哂写隧樋匮b置的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置；當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通常控制模式時(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
權(quán)利要求20中記載的發(fā)明特征為當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
本發(fā)明的交流電動(dòng)機(jī)控制方法以及控制裝置，根據(jù)對(duì)應(yīng)的直流中間電壓的電平值設(shè)定電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值以及再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，以限制轉(zhuǎn)矩指令，而不需要設(shè)置再生電阻或?qū)⒃偕芰哭D(zhuǎn)化為電源的專用裝置，可以保證穩(wěn)定的直流中間電壓，使交流電動(dòng)機(jī)即使在瞬停時(shí)也能穩(wěn)定地持續(xù)運(yùn)行。


圖1本發(fā)明中交流電動(dòng)機(jī)控制裝置的第1實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成方框圖。
圖2本發(fā)明中的直流中間電壓VPN與電動(dòng)側(cè)和再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值的關(guān)系說明圖。
圖3本發(fā)明中第2實(shí)施形態(tài)的直流中間電壓與電動(dòng)側(cè)和再生側(cè)的力矩限制值的關(guān)系說明圖。
圖4本發(fā)明中交流電動(dòng)機(jī)控制裝置的第3實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成方框圖。
圖5第3實(shí)施形態(tài)中選擇停電檢測過程中的加減速時(shí)間和頻率指令的順控電路方框圖。
圖6本發(fā)明中交流電動(dòng)機(jī)控制裝置的第4實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成方框圖。
圖7本發(fā)明中第4實(shí)施形態(tài)下的直流中間電壓與電動(dòng)側(cè)和再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值的關(guān)系說明圖。
圖8本發(fā)明中交流電動(dòng)機(jī)控制裝置的第6實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成方框圖。
圖9第6實(shí)施形態(tài)中選擇停電檢測過程中的加減速時(shí)間、頻率指令和電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值的順控電路。
符號(hào)說明1 電力變換器11 變換器12 平滑電容13 變頻器2 交流電動(dòng)機(jī)3 轉(zhuǎn)矩限制電路4 電壓指令運(yùn)算電路5 切換模式發(fā)生電路6 電壓檢測電路
7 轉(zhuǎn)矩限制值運(yùn)算電路8 電磁接觸器8a 停電檢測用接點(diǎn)9 頻率設(shè)定器10 加減速時(shí)間設(shè)定器14 順控電路15 加減速時(shí)間控制電路16 軟啟動(dòng)器17 速度控制電路18 第1開關(guān)裝置19 第2開關(guān)裝置20 第3開關(guān)裝置21 停電前的輸出頻率記憶電路22 邊緣觸發(fā)檢測電路23、24 OR電路25、26 比較器具體實(shí)施方式
以下，就本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，參照圖紙加以說明。
實(shí)施例1圖1為本發(fā)明交流電動(dòng)機(jī)控制裝置的第1實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成方框圖。
圖2是本實(shí)施形態(tài)轉(zhuǎn)矩限制電路中直流中間電壓與轉(zhuǎn)矩限制值的關(guān)系說明圖。
本實(shí)施形態(tài)下，交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置具有以下幾部分將三相交流電源的三相交流通過功率元件轉(zhuǎn)換至直流電壓的變換器11、保證變換后電壓平滑性的電容12、通過PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為任意的頻率及交流電壓的變頻器13組成的電力變換器1；由變頻器13輸出的交流電源所驅(qū)動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)2；對(duì)于任意的轉(zhuǎn)矩指令，為了保證其值在預(yù)先設(shè)定的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值和再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值之間而限制轉(zhuǎn)矩指令的轉(zhuǎn)矩限制電路3；根據(jù)從轉(zhuǎn)矩限制電路3中輸出的轉(zhuǎn)矩指令，運(yùn)算并輸出相應(yīng)電壓指令的電壓指令運(yùn)算電路4；根據(jù)電壓指令運(yùn)算電路4的輸出，確定電力變換器1切換模式的切換模式發(fā)生電路5；檢測平滑電容12的電壓即直流中間電壓VPN的電壓檢測電路6；通過電壓檢測電路6輸出的直流中間電壓VPN，運(yùn)算電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值TL以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值TGL，并預(yù)先設(shè)定在轉(zhuǎn)矩限制電路3中的轉(zhuǎn)矩限制值運(yùn)算電路7。
通常情況下，對(duì)于任意的轉(zhuǎn)矩指令，由于交流電動(dòng)機(jī)2連接的機(jī)械設(shè)備，或交流電動(dòng)機(jī)2，或電力變換器1中的任何一臺(tái)設(shè)備使交流電動(dòng)機(jī)2所輸出的轉(zhuǎn)矩受到限制，因此預(yù)先設(shè)定電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值TL0以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值TGL0，并且在該轉(zhuǎn)矩限制范圍內(nèi)控制交流電動(dòng)機(jī)2。
但是，當(dāng)交流電動(dòng)機(jī)2處于急減速的情況下，或由于重力負(fù)荷或負(fù)載使輸出頻率上升時(shí)，交流電動(dòng)機(jī)2將產(chǎn)生再生轉(zhuǎn)矩，其再生能量將返回至交流電動(dòng)機(jī)2，促使直流中間電壓VPN上升。當(dāng)該直流中間電壓VPN上升至某個(gè)設(shè)定電平以上后，將造成交流電動(dòng)機(jī)不可控制或損壞控制電路等故障，所以，必須設(shè)法控制直流中間電壓VPN不上升至其設(shè)定電平以上。
為此，一般通過給平滑電容12并聯(lián)電阻，設(shè)置利用電阻消費(fèi)電力的再生電阻，或采用專用裝置將再生能量轉(zhuǎn)化為電源。但是，本發(fā)明不需要采用再生電阻或?qū)⒃偕芰哭D(zhuǎn)化為電源的專用裝置，而是通過控制直流中間電壓VPN的上升量，為了保證電動(dòng)機(jī)由于瞬停等情況造成直流中間電壓VPN下降時(shí)能持續(xù)運(yùn)行，根據(jù)直流中間電壓VPN的電平，改變電動(dòng)側(cè)以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值。
設(shè)定轉(zhuǎn)矩限制值的具體方法例舉如下如圖2所示，事先定義出直流中間電壓VPN和轉(zhuǎn)矩限制值的關(guān)系，再根據(jù)直流中間電壓的電平，控制電動(dòng)側(cè)以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值。
當(dāng)直流中間電壓VPN比VUVH高時(shí)，電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值則為預(yù)先設(shè)定的電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值TL0，未達(dá)到VUVL的情況下，電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值設(shè)定為0以防止產(chǎn)生電動(dòng)轉(zhuǎn)矩。另外，當(dāng)大于等于VUVL而又未達(dá)到VUVH的情況下，電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值與直流中間電壓VPN成比例，逐漸從0增加到任意設(shè)定的轉(zhuǎn)矩限制值TL1。通過如此設(shè)定，直流中間電壓VPN在從VUVH下降的過程中，逐漸減小電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值。因此，隨著直流中間電壓VPN的下降，可以抑制直流中間電壓的進(jìn)一步下降，以避免直流中間電壓VPN急劇地出現(xiàn)低電壓從而保證穩(wěn)定的持續(xù)運(yùn)行。
另一方面，對(duì)于再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值，當(dāng)直流中間電壓VPN比VOVL低時(shí)，其值則是預(yù)先設(shè)定的再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值TGL0，大于等于VOVH時(shí)，再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值設(shè)定為0以防止產(chǎn)生反饋轉(zhuǎn)矩。另外，當(dāng)大于等于VOVL而又未達(dá)到VOVH的情況下，再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值與直流中間電壓VPN成比例，逐漸從任意設(shè)定的轉(zhuǎn)矩限制值TGL1減小到0。通過如此設(shè)定，直流中間電壓VPN從VOVL開始上升的過程中，逐漸減小再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值。因此，隨著直流中間電壓VPN的上升，可以抑制直流中間電壓的進(jìn)一步上升，以避免直流中間電壓VPN急劇地出現(xiàn)過電壓從而保證穩(wěn)定的持續(xù)運(yùn)行。
如此，在發(fā)生瞬停時(shí)，直流中間電壓也能穩(wěn)定地得到控制，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的順利持續(xù)運(yùn)行。
另外，在發(fā)出急減速指令時(shí)，當(dāng)急減速過程中的直流中間電壓小于等于VOVL電平時(shí)，將按指令的減速率αd進(jìn)行減速。但是，當(dāng)直流中間電壓大于等于VOVL電平時(shí)，再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值將隨著直流中間電壓的上升逐漸減小，從而使減速率αd逐漸平順，因此，交流電動(dòng)機(jī)能夠以電力變換器可吸收的再生電平進(jìn)行減速，實(shí)現(xiàn)順利減速。
在由于負(fù)荷側(cè)造成交流電動(dòng)機(jī)速度上升的情況下，為了保證速度精度而輸出再生轉(zhuǎn)矩，控制速度直至直流中間電壓VPN上升至VOVL電平。但是，當(dāng)直流中間電壓VPN達(dá)到VOVL電平以上時(shí)，為避免直流中間電壓不斷上升而將減小再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，其變化值將造成交流電動(dòng)機(jī)速度上升，惡化速度精度。不過，在采用本發(fā)明后，直流中間電壓將不會(huì)不斷上升，能保證設(shè)備的順利持續(xù)運(yùn)行。而且，當(dāng)直流中間電壓下降時(shí)，由于再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值將立即擴(kuò)大，產(chǎn)生再生轉(zhuǎn)矩，從而保證了速度的一致性。
如此，若根據(jù)直流中間電壓的電平大小，控制再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，則不具備再生電阻或?qū)⒃偕芰哭D(zhuǎn)化為電源的專用裝置的電力變換器在直流中間電壓上升時(shí)，雖然速度精度將有所惡化，但不會(huì)產(chǎn)生過電壓，保證了電動(dòng)機(jī)的順利持續(xù)運(yùn)行。
本實(shí)施形態(tài)雖如圖2表示直流中間電壓與電動(dòng)側(cè)和再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值的關(guān)系，但也可維持任意設(shè)定的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值TL1和TL0的一致性，還可維持任意設(shè)定的再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值TGL1和TGL0的一致。此外，不僅可與直流中間電壓成比例，而且如果函數(shù)是當(dāng)直流中間電壓下降時(shí)電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值逐漸接近0，當(dāng)直流中間電壓上升時(shí)再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值逐漸接近0的函數(shù)，則任何函數(shù)均可。優(yōu)選通過機(jī)械的慣性、平滑電容以及轉(zhuǎn)矩的關(guān)系預(yù)測直流中間電壓的電平值，調(diào)整電動(dòng)側(cè)及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值的方法。
實(shí)施例2就圖1所示的采用交流電動(dòng)機(jī)控制裝置的本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。
在本實(shí)施形態(tài)中，預(yù)先設(shè)定交流電動(dòng)機(jī)2通常允許運(yùn)行的直流中間電壓VPN的電壓值下限VU1、與允許輸入電源下限電壓值等價(jià)的直流中間電壓VPN的下限允許電壓VU0、以及比該下限允許電壓VU0低而又比電壓值下限VU1高的停電檢測電平電壓VU2。隨后，在交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，當(dāng)來自直流中間電壓檢測電路6的直流中間電壓VPN比停電檢測電平電壓VU2低時(shí)，交流電動(dòng)機(jī)將按設(shè)定的減速率αd減速至超過下限允許電壓VU0，當(dāng)超過下限允許電壓VU0后，交流電動(dòng)機(jī)的控制方法就恢復(fù)為通常控制模式。
具體動(dòng)作如圖3所示，在轉(zhuǎn)矩限制電路3內(nèi)預(yù)先定義出直流中間電壓VPN和轉(zhuǎn)矩限制值的關(guān)系。當(dāng)直流中間電壓VPN未達(dá)到電壓值下限VU1時(shí)，電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值設(shè)定為0；當(dāng)直流中間電壓VPN處于電壓值下限VU1與下限允許電壓VU0之間時(shí)，電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值從0開始逐漸增大至任意設(shè)定的值；當(dāng)直流中間電壓VPN大于等于下限允許電壓VU0時(shí)，電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值為任意設(shè)定值；當(dāng)直流中間電壓VPN比處于停電檢測電平電壓VU2和電壓值下限VU1之間的低電壓電平VU3小時(shí)，將以再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值作為其任意設(shè)定值；當(dāng)直流中間電壓VPN處于低電壓電平VU3與下限允許電壓VU0之間時(shí)，電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值將從任意設(shè)定值逐漸縮小至0；當(dāng)直流中間電壓VPN大于等于上述下限允許電壓VU0時(shí)，電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值設(shè)定為0。
在該實(shí)施形態(tài)中，對(duì)于停電時(shí)的控制過程，根據(jù)對(duì)應(yīng)的直流中間電壓VPN的電平值限制電動(dòng)側(cè)以及再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，從而保證穩(wěn)定的直流中間電壓，使交流電動(dòng)機(jī)即使在瞬停時(shí)也能穩(wěn)定地持續(xù)運(yùn)行。
雖然在圖3中任意位置設(shè)定了低電壓電平值VU3，也可以設(shè)定與停電檢測電平電壓VU2保持一致。另外，雖然圖中與直流中間電壓VPN成比例地改變轉(zhuǎn)矩限制值，但也可以使用任意的函數(shù)。
在超過下限允許電壓VU0時(shí)將恢復(fù)至通常控制模式，但是，在停電控制過程中，為了保證直流中間電壓VPN的穩(wěn)定不變而減速控制，所以將以比停電前的輸出頻率低的輸出頻率進(jìn)行運(yùn)行。因此，為保持與輸出頻率指令一致，將產(chǎn)生急加速、或輸出較大的轉(zhuǎn)矩指令再次成為停電條件、電動(dòng)機(jī)速度急變等異常故障，電動(dòng)機(jī)將不能持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。為解決該問題，在本發(fā)明中，預(yù)先記憶下停電檢測時(shí)的輸出頻率，當(dāng)超過下限允許電壓VU0恢復(fù)至通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，只按照預(yù)先設(shè)定的加速時(shí)間對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行加速，直至達(dá)到上述記憶下的輸出頻率?；蛘咄ㄟ^預(yù)先記憶下停電檢測時(shí)的輸出頻率，當(dāng)超過下限允許電壓VU0恢復(fù)至通常控制模式時(shí)，按照預(yù)先設(shè)定的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值對(duì)轉(zhuǎn)矩指令進(jìn)行限制，直至達(dá)到上述記憶下的輸出頻率，以免交流電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)急加速。
通過以上設(shè)定，交流電動(dòng)機(jī)即使在檢測出停電的情況下也能保持穩(wěn)定的持續(xù)運(yùn)行。
實(shí)施例3圖4為本發(fā)明中交流電動(dòng)機(jī)控制裝置的第3實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成方框圖。
圖5為選擇停電檢測過程中的加減速時(shí)間和頻率指令的順控電路方框圖。
如圖4所示，本實(shí)施形態(tài)中的交流電動(dòng)機(jī)控制裝置具有以下幾個(gè)部分通過電磁接觸器8由三相交流電源(無圖示)提供的三相交流經(jīng)功率元件轉(zhuǎn)換成直流電壓的變換器11、保證變換后電壓平滑性的電容12、根據(jù)PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為任意的頻率以及交流電壓的變頻器13組成的電力變換器1；由變頻器13輸出的交流電源所驅(qū)動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)2；以軟啟動(dòng)器輸出的頻率為基礎(chǔ)，運(yùn)算并輸出相應(yīng)電壓指令的電壓指令運(yùn)算電路4；根據(jù)電壓指令運(yùn)算電路4的輸出，確定電力變換器1切換模式的切換模式發(fā)生電路5；檢測平滑電容12的電壓即直流中間電壓VPN的電壓檢測電路6；設(shè)定輸出頻率的頻率設(shè)定器9；交流電動(dòng)機(jī)2從停止?fàn)顟B(tài)到最高輸出頻率之間進(jìn)行加減速時(shí)，設(shè)定加減速時(shí)間的加減速時(shí)間設(shè)定器10；根據(jù)電磁接觸器8的停電檢測用接點(diǎn)8a檢測到的停電信號(hào)，設(shè)定停電檢測過程中的減速時(shí)間和頻率指令的順控電路14；停電檢測過程中，為保證直流中間電壓VPN的穩(wěn)定，通過PI控制對(duì)減速時(shí)間進(jìn)行控制以及對(duì)停電恢復(fù)后的加速時(shí)間進(jìn)行控制的加減速時(shí)間控制電路15；以設(shè)定的加減速時(shí)間進(jìn)行輸出頻率的加減速的軟啟動(dòng)器16。
順控電路14如圖5所示，根據(jù)電壓檢測電路6的低電壓檢測輸出(直流中間電壓VPN比設(shè)定UV電平1低的情況下進(jìn)行輸出)或者根據(jù)電磁接觸器8停電檢測用接點(diǎn)8a的停電檢測輸出而輸出的停電檢測中信號(hào)，第1開關(guān)裝置18對(duì)頻率設(shè)定器9發(fā)出的通常頻率指令和停電時(shí)的頻率指令進(jìn)行切換，并輸出至軟啟動(dòng)器16；第2開關(guān)裝置19選擇來自加減速時(shí)間設(shè)定器10的通常減速時(shí)間和停電檢測中的減速時(shí)間，并輸出至加減速時(shí)間控制電路15。另外，邊緣觸發(fā)檢測電路22檢測到上述停電檢測中信號(hào)從“0”變?yōu)椤?”的瞬間，停電前的輸出頻率記憶電路21將記憶下上述邊緣觸發(fā)檢測電路22檢測到停電時(shí)的輸出頻率。第3開關(guān)裝置20在上述停電檢測中信號(hào)為1時(shí)，停電檢測信號(hào)為0，軟啟動(dòng)器輸出的輸出頻率與上述停電前的輸出頻率記憶電路21中記憶的輸出頻率達(dá)到一致之前，選擇來自加減速時(shí)間設(shè)定器10的通常加速時(shí)間和停電恢復(fù)后的加速時(shí)間，并輸出至加減速時(shí)間控制電路15。圖5中的23、24為OR電路，25、26為比較器。
以下，就本實(shí)施形態(tài)下交流電動(dòng)機(jī)控制裝置在停電檢測過程中的持續(xù)運(yùn)行控制方法進(jìn)行說明。
當(dāng)交流電源發(fā)生瞬間停電時(shí)，電磁接觸器8(圖4)即打開，停電檢測用接點(diǎn)信號(hào)則變?yōu)椤?”，或者平滑電容12的直流中間電壓低于UV電平1VUV1，檢測直流中間電壓的電壓檢測電路6將檢測出停電情況。一旦檢測出停電，如圖5所示，則停電檢測用接點(diǎn)信號(hào)變?yōu)椤?”，或者通過電壓檢測電路6檢測出的直流中間電壓VPN所檢測出的低電壓檢測信號(hào)為“1”，并輸入至順控電路14。在順控電路14內(nèi)，當(dāng)停電檢測用接點(diǎn)信號(hào)變?yōu)椤?”，或者低電壓檢測信號(hào)為“1”時(shí)，停電檢測中信號(hào)則為“1”。由第1以及第2開關(guān)裝置18、19將頻率指令切換至0，在減速時(shí)間切換至設(shè)定的停電檢測中的減速時(shí)間的同時(shí)，將停電檢測時(shí)的輸出頻率記憶在停電前的輸出頻率記憶電路21內(nèi)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制交流電動(dòng)機(jī)2的電力變換器1由通常運(yùn)行模式變?yōu)闇p速模式時(shí)，對(duì)應(yīng)于交流電動(dòng)機(jī)減速量的旋轉(zhuǎn)能量將通過變頻器13轉(zhuǎn)化為再生電力，對(duì)直流中間電路的平滑電容12進(jìn)行充電，促使其端子電壓上升。
同時(shí)，當(dāng)停電檢測中信號(hào)為“1”時(shí)，為了使電壓檢測電路6檢測到的直流中間電壓VPN成為輸入電壓的設(shè)定值×1.35，加減速時(shí)間控制電路15將根據(jù)直流中間電壓VPN的電平和直流中間電壓的變化率，對(duì)減速率進(jìn)行PI控制。因此，交流電動(dòng)機(jī)2的旋轉(zhuǎn)速度將不發(fā)生急劇下降，而只是穩(wěn)定緩慢地降低，從而交流電動(dòng)機(jī)即使在瞬間停電時(shí)也能持續(xù)運(yùn)行。隨后，當(dāng)檢測到直流中間電壓VPN上升，或者當(dāng)直流中間電壓VPN比停電檢測之前的電壓上升時(shí)，將停止交流電動(dòng)機(jī)的減速。一旦變頻器13的交流電源的瞬時(shí)停電恢復(fù)后，電磁接觸器8的停電檢測用接點(diǎn)8a將閉合，且直流中間電壓VPN將大于低電壓檢測電平，恢復(fù)通常運(yùn)行模式。軟啟動(dòng)器輸出的輸出頻率與上述停電前的輸出頻率記憶電路21中記憶的輸出頻率達(dá)到一致之前，交流電動(dòng)機(jī)將根據(jù)加減速時(shí)間設(shè)定器10的停電恢復(fù)后的加速時(shí)間進(jìn)行運(yùn)行。當(dāng)軟啟動(dòng)器輸出的輸出頻率與上述停電前的輸出頻率記憶電路21中記憶的輸出頻率一致時(shí)，交流電動(dòng)機(jī)則按通常設(shè)定的加減速時(shí)間加速或減速至頻率設(shè)定值，以實(shí)施驅(qū)動(dòng)控制。如此實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)在停電檢測時(shí)的持續(xù)運(yùn)行是本控制方法的特征。
實(shí)施例4圖6為本發(fā)明中交流電動(dòng)機(jī)控制裝置第4實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成方框圖。
如圖6所示，本實(shí)施形態(tài)的交流電動(dòng)機(jī)控制裝置由以下部分組成通過電磁接觸器8由三相交流電源(無圖示)提供的三相交流經(jīng)功率元件轉(zhuǎn)換成直流電壓的變換器11、保證變換后電壓平滑性的電容12、根據(jù)PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為任意的頻率以及交流電壓的變頻器13組成的電力變換器1；由變頻器13輸出的交流電源所驅(qū)動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)2；對(duì)于任意的轉(zhuǎn)矩指令，為了保證其值在預(yù)先設(shè)定的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值和再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值之間而限制轉(zhuǎn)矩指令的轉(zhuǎn)矩限制電路3；根據(jù)從轉(zhuǎn)矩限制電路3中輸出的轉(zhuǎn)矩指令，運(yùn)算并輸出相應(yīng)電壓指令的電壓指令運(yùn)算電路4；根據(jù)電壓指令運(yùn)算電路4的輸出，確定電力變換器1切換模式的切換模式發(fā)生電路5；檢測平滑電容12的電壓即直流中間電壓VPN的電壓檢測電路6；通過電壓檢測電路6輸出的直流中間電壓VPN，運(yùn)算電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值TL以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值TGL，并預(yù)先設(shè)定在轉(zhuǎn)矩限制電路3中的轉(zhuǎn)矩限制值運(yùn)算電路7；設(shè)定輸出頻率的頻率設(shè)定器9；交流電動(dòng)機(jī)2從停止?fàn)顟B(tài)到最高輸出頻率之間進(jìn)行加減速時(shí)，設(shè)定加減速時(shí)間的加減速時(shí)間設(shè)定器10；根據(jù)電磁接觸器8的停電檢測用接點(diǎn)8a檢測到的停電信號(hào)，設(shè)定停電檢測過程中的減速時(shí)間和頻率指令的順控電路14；停電檢測過程中，為保證直流中間電壓VPN的穩(wěn)定，通過PI控制對(duì)減速時(shí)間進(jìn)行控制以及對(duì)停電恢復(fù)后的加速時(shí)間進(jìn)行控制的加減速時(shí)間控制電路15；以設(shè)定的加減速時(shí)間進(jìn)行輸出頻率的加減速的軟啟動(dòng)器16；根據(jù)該軟啟動(dòng)器16輸出的頻率，輸出轉(zhuǎn)矩指令的速度控制電路17。
圖5為第3實(shí)施形態(tài)下，選擇停電檢測過程中的加減速時(shí)間和頻率指令的順控電路方框圖。如圖5所示，20為第3開關(guān)裝置，21為停電前的輸出頻率記憶電路，22為邊緣觸發(fā)檢測電路，23和24為OR電路，25和26為比較器。
順控電路14如圖5所示，根據(jù)電壓檢測電路6的低電壓檢測輸出(直流中間電壓VPN比設(shè)定UV電平1低的情況下進(jìn)行輸出)或者根據(jù)電磁接觸器8停電檢測用接點(diǎn)8a的停電檢測輸出而輸出的停電檢測中信號(hào)，第1開關(guān)裝置18對(duì)頻率設(shè)定器9發(fā)出的通常頻率指令和停電時(shí)的頻率指令進(jìn)行切換，并輸出至軟啟動(dòng)器16；第2開關(guān)裝置19選擇來自加減速時(shí)間設(shè)定器10的通常減速時(shí)間和停電檢測中的減速時(shí)間，并輸出至加減速時(shí)間控制電路15。另外，邊緣觸發(fā)檢測電路22檢測到上述停電檢測中信號(hào)從“0”變?yōu)椤?”的瞬間，停電前的輸出頻率記憶電路21將記憶下上述邊緣觸發(fā)檢測電路22檢測到停電時(shí)的輸出頻率。第3開關(guān)裝置20在上述停電檢測中信號(hào)為1時(shí)，停電檢測信號(hào)為0，軟啟動(dòng)器輸出的輸出頻率與上述停電前的輸出頻率記憶電路21中記憶的輸出頻率達(dá)到一致之前，選擇來自加減速時(shí)間設(shè)定器10的通常加速時(shí)間和停電恢復(fù)后的加速時(shí)間，并輸出至加減速時(shí)間控制電路15。
以下，就本實(shí)施形態(tài)下交流電動(dòng)機(jī)控制裝置在停電檢測過程中的持續(xù)運(yùn)行控制方法進(jìn)行說明。
當(dāng)交流電源發(fā)生瞬間停電時(shí)，電磁接觸器8(圖6)即打開，停電檢測用接點(diǎn)信號(hào)則變?yōu)椤?”，或者平滑電容12的直流中間電壓低于UV電平1VUV1，檢測直流中間電壓的電壓檢測電路6將檢測出停電情況。一旦檢測出停電，如圖5所示，則停電檢測用接點(diǎn)信號(hào)變?yōu)椤?”，或者通過電壓檢測電路6檢測出的直流中間電壓VPN所檢測出的低電壓檢測信號(hào)為“1”，并輸入至順控電路14。在順控電路14內(nèi)，當(dāng)停電檢測用接點(diǎn)信號(hào)變?yōu)椤?”，或者低電壓檢測信號(hào)為“1”時(shí)，停電檢測中信號(hào)則為“1”。由第1以及第2開關(guān)裝置18、19將頻率指令切換至0，在減速時(shí)間切換至設(shè)定的停電檢測中的減速時(shí)間的同時(shí)，將停電檢測時(shí)的輸出頻率記憶在停電前的輸出頻率記憶電路21內(nèi)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制交流電動(dòng)機(jī)2的電力變換器1由通常運(yùn)行模式變?yōu)闇p速模式時(shí)，對(duì)應(yīng)于交流電動(dòng)機(jī)減速量的旋轉(zhuǎn)能量將通過變頻器13轉(zhuǎn)化為再生電力，對(duì)直流中間電路的平滑電容12進(jìn)行充電，促使其端子電壓上升。
同時(shí)，當(dāng)停電檢測中信號(hào)為“1”時(shí)，為了使電壓檢測電路6檢測到的直流中間電壓VPN成為輸入電壓的設(shè)定值×1.35，加減速時(shí)間控制電路15將根據(jù)直流中間電壓VPN的電平和直流中間電壓的變化率，對(duì)減速率進(jìn)行PI控制。因此，交流電動(dòng)機(jī)2的旋轉(zhuǎn)速度將不發(fā)生急劇下降，而只是穩(wěn)定緩慢地降低，從而交流電動(dòng)機(jī)即使在瞬間停電時(shí)也能持續(xù)運(yùn)行。隨后，當(dāng)檢測到直流中間電壓VPN上升，或者當(dāng)直流中間電壓VPN比停電檢測之前的電壓上升時(shí)，將停止交流電動(dòng)機(jī)的減速。一旦變頻器13的交流電源的瞬時(shí)停電恢復(fù)后，電磁接觸器8的停電檢測用接點(diǎn)8a將閉合，且直流中間電壓VPN將大于低電壓檢測電平，恢復(fù)通常運(yùn)行模式。軟啟動(dòng)器輸出的輸出頻率與上述停電前的輸出頻率記憶電路21中記憶的輸出頻率達(dá)到一致之前，交流電動(dòng)機(jī)將根據(jù)加減速時(shí)間設(shè)定器10的停電恢復(fù)后的加速時(shí)間進(jìn)行運(yùn)行。當(dāng)軟啟動(dòng)器輸出的輸出頻率與上述停電前的輸出頻率記憶電路21中記憶的輸出頻率一致時(shí)，交流電動(dòng)機(jī)則按通常設(shè)定的加減速時(shí)間加速或減速至頻率設(shè)定值，以實(shí)施驅(qū)動(dòng)控制。如此實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)在停電檢測時(shí)的持續(xù)運(yùn)行是本控制方法的特征。
實(shí)施例5第5實(shí)施形態(tài)中，在第4實(shí)施形態(tài)的功能上進(jìn)行了增加，為了保證圖6中軟啟動(dòng)器16輸出的頻率Fout與交流電動(dòng)機(jī)2速度一致，速度控制電路17將產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩指令Tref。按照該轉(zhuǎn)矩指令，在需要控制交流電動(dòng)機(jī)2時(shí)，根據(jù)負(fù)荷的慣性狀態(tài)、加減速時(shí)間控制電路內(nèi)的減速率系數(shù)以及PI控制器的設(shè)定值，將會(huì)造成直流中間電壓不穩(wěn)定，交流電動(dòng)機(jī)2將在停電時(shí)的減速停止和通?？刂颇Ｊ较碌募铀僦g來回切換，不能確保穩(wěn)定的持續(xù)運(yùn)行。
為此，在停電中信號(hào)為“1”時(shí)，如圖7所示，預(yù)先定義下直流中間電壓VPN和轉(zhuǎn)矩限制值的關(guān)系，根據(jù)直流中間電壓VPN的電平值，控制電動(dòng)側(cè)以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值。
也就是說，當(dāng)直流中間電壓VPN比VUV1高時(shí)，電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值為預(yù)先設(shè)定的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值TL0；當(dāng)未達(dá)到電力變換器不能運(yùn)行的第2UV電平值VUV2時(shí)，電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值設(shè)定為0，以免其產(chǎn)生電動(dòng)轉(zhuǎn)矩；當(dāng)大于等于VUV2且小于VUV1時(shí)，電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與直流中間電壓VPN成比例，從0逐漸增大到任意設(shè)定的轉(zhuǎn)矩限制值TL0。通過如此設(shè)定，隨著直流中間電壓VPN從VUV1的逐漸下降，電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值也逐漸縮小，從而抑制了伴隨直流中間電壓VPN的下降所產(chǎn)生的直流中間電壓進(jìn)一步的下降。
同時(shí)，對(duì)于再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，當(dāng)直流中間電壓Vdc比第3UV電平值VUV3低時(shí)，再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值為預(yù)先設(shè)定的再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值TGL0；當(dāng)大于等于第4UV電平值VUV4時(shí)，再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值設(shè)定為0，以免其產(chǎn)生再生轉(zhuǎn)矩；當(dāng)大于等于VUV3且小于VUV4時(shí)，再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與直流中間電壓VPN成比例，從任意設(shè)定的轉(zhuǎn)矩限制值TGLO逐漸減小到0。通過如此設(shè)定，隨著直流中間電壓VPN從VUV3的逐漸上升，再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值將逐漸縮小，從而抑制了伴隨直流中間電壓VPN的上升所產(chǎn)生的直流中間電壓進(jìn)一步的上升。
如此，可以通過對(duì)應(yīng)于直流中間電壓VPN的電平值，設(shè)定電動(dòng)側(cè)及再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值限制轉(zhuǎn)矩指令，從而可在發(fā)生瞬停等情況時(shí)，穩(wěn)定控制直流中間電壓VPN，使交流電動(dòng)機(jī)順利持續(xù)運(yùn)行。
圖7中在任意的位置設(shè)定了第3UV電平值VUV3，也可以設(shè)定與第2UV電平值VUV2保持一致。另外，還在任意的位置設(shè)定了第4UV電平值VUV4，也可以設(shè)定與第1UV電平VUV1保持一致。此外，圖中轉(zhuǎn)矩限制值的改變與直流中間電壓VPN成比例，也可以使用任意的函數(shù)。
實(shí)施例6圖8為本發(fā)明中交流電動(dòng)機(jī)控制裝置第6實(shí)施形態(tài)的構(gòu)成方框圖。
圖9為第6實(shí)施形態(tài)中，選擇停電檢測過程中的加減速時(shí)間、頻率指令和電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值的順控電路。
如圖8所示，本實(shí)施形態(tài)中的交流電動(dòng)機(jī)控制裝置由以下部分組成通過電磁接觸器8由三相交流電源(無圖示)提供的三相交流經(jīng)功率元件轉(zhuǎn)換成直流電壓的變換器11、保證變換后電壓平滑性的電容12、根據(jù)PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為任意的頻率以及交流電壓的變頻器13組成的電力變換器1；由變頻器13輸出的交流電源所驅(qū)動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)2；對(duì)于任意的轉(zhuǎn)矩指令，為了保證其值在預(yù)先設(shè)定的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值和再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值之間而限制轉(zhuǎn)矩指令的轉(zhuǎn)矩限制電路3；根據(jù)從轉(zhuǎn)矩限制電路3中輸出的轉(zhuǎn)矩指令，運(yùn)算并輸出相應(yīng)電壓指令的電壓指令運(yùn)算電路4；根據(jù)電壓指令運(yùn)算電路4的輸出，確定電力變換器1切換模式的切換模式發(fā)生電路5；檢測平滑電容12的電壓即直流中間電壓VPN的電壓檢測電路6；電壓檢測電路6輸出的直流中間電壓VPN的運(yùn)算及將順控電路14輸出的電動(dòng)側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值TL和再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值TGL預(yù)先設(shè)定在轉(zhuǎn)矩限制電路3中的轉(zhuǎn)矩限制值運(yùn)算電路7；設(shè)定輸出頻率的頻率設(shè)定器9；交流電動(dòng)機(jī)2從停止?fàn)顟B(tài)到最高輸出頻率之間進(jìn)行加減速時(shí)，設(shè)定加減速時(shí)間的加減速時(shí)間設(shè)定器10；根據(jù)電磁接觸器8的停電檢測用接點(diǎn)8a檢測到的停電信號(hào)，設(shè)定停電檢測過程中的減速時(shí)間和頻率指令的順控電路14；停電檢測過程中，為保證直流中間電壓VPN的穩(wěn)定，通過PI控制對(duì)減速時(shí)間進(jìn)行控制的加減速時(shí)間控制電路15；以設(shè)定的加減速時(shí)間進(jìn)行輸出頻率的加減速的軟啟動(dòng)器16；根據(jù)該軟啟動(dòng)器16輸出的頻率，輸出轉(zhuǎn)矩指令的速度控制電路17。
順控電路14如圖9所示，根據(jù)電壓檢測電路6的低電壓檢測輸出(直流中間電壓VPN比設(shè)定UV電平1低的情況下進(jìn)行輸出)或者根據(jù)電磁接觸器8停電檢測用接點(diǎn)8a的停電檢測輸出而輸出的停電檢測中信號(hào)，第1開關(guān)裝置18對(duì)頻率設(shè)定器9發(fā)出的通常頻率指令和停電時(shí)的頻率指令進(jìn)行切換，并輸出至軟啟動(dòng)器16；第2開關(guān)裝置19選擇來自加減速時(shí)間設(shè)定器10的通常減速時(shí)間和停電檢測中的減速時(shí)間，并輸出至加減速時(shí)間控制電路15。另外，邊緣觸發(fā)檢測電路22檢測到上述停電檢測中信號(hào)從“0”變?yōu)椤?”的瞬間，停電前的輸出頻率記憶電路21將記憶下上述邊緣觸發(fā)檢測電路22檢測到停電時(shí)的輸出頻率。第3開關(guān)裝置20在上述停電檢測中信號(hào)為1時(shí)，停電檢測信號(hào)為0，軟啟動(dòng)器輸出的輸出頻率與上述停電前的輸出頻率記憶電路21中記憶的輸出頻率達(dá)到一致之前，電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值將選擇通常模式下的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值和停電恢復(fù)后的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，并向轉(zhuǎn)矩限制值運(yùn)算電路7輸出結(jié)果。如圖9所示，23、24為OR電路，25、26為比較器。
以下，就本實(shí)施形態(tài)下交流電動(dòng)機(jī)控制裝置在停電檢測過程中的持續(xù)運(yùn)行控制方法進(jìn)行說明。
當(dāng)交流電源發(fā)生瞬間停電時(shí)，電磁接觸器8(圖8)即打開，停電檢測用接點(diǎn)信號(hào)則變?yōu)椤?”，或者平滑電容12的直流中間電壓低于UV電平1VUV1，檢測直流中間電壓的電壓檢測電路6將檢測出停電情況。一旦檢測出停電，如圖9所示，則停電檢測用接點(diǎn)信號(hào)變?yōu)椤?”，或者通過電壓檢測電路6檢測出的直流中間電壓VPN所檢測出的低電壓檢測信號(hào)為“1”，并輸入至順控電路14。在順控電路14內(nèi)，當(dāng)停電檢測用接點(diǎn)信號(hào)變?yōu)椤?”，或者低電壓檢測信號(hào)為“1”時(shí)，停電檢測中信號(hào)則為“1”。由第1以及第2開關(guān)裝置18、19將頻率指令切換至0，在減速時(shí)間切換至設(shè)定的停電檢測中的減速時(shí)間的同時(shí)，將停電檢測時(shí)的輸出頻率記憶在停電前的輸出頻率記憶電路21內(nèi)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)控制交流電動(dòng)機(jī)2的電力變換器1由通常運(yùn)行模式變?yōu)闇p速模式時(shí)，對(duì)應(yīng)于交流電動(dòng)機(jī)減速量的旋轉(zhuǎn)能量將通過變頻器13轉(zhuǎn)化為再生電力，對(duì)直流中間電路的平滑電容12進(jìn)行充電，促使其端子電壓上升。
同時(shí)，當(dāng)停電檢測中信號(hào)為“1”時(shí)，為了使電壓檢測電路6檢測到的直流中間電壓VPN成為輸入電壓的設(shè)定值×1.35，加減速時(shí)間控制電路15將根據(jù)直流中間電壓VPN的電平和直流中間電壓的變化率，對(duì)減速率進(jìn)行PI控制。因此，交流電動(dòng)機(jī)2的旋轉(zhuǎn)速度將不發(fā)生急劇下降，而只是穩(wěn)定緩慢地降低，從而交流電動(dòng)機(jī)即使在瞬間停電時(shí)也能持續(xù)運(yùn)行。隨后，當(dāng)檢測到直流中間電壓VPN上升，或者當(dāng)直流中間電壓VPN比停電檢測之前的電壓上升時(shí)，將停止交流電動(dòng)機(jī)的減速。一旦變頻器13的交流電源的瞬時(shí)停電恢復(fù)后，電磁接觸器8的停電檢測用接點(diǎn)8a將閉合，且直流中間電壓VPN將大于低電壓檢測電平，恢復(fù)通常運(yùn)行模式。軟啟動(dòng)器輸出的輸出頻率與上述停電前的輸出頻率記憶電路21中記憶的輸出頻率達(dá)到一致之前，電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值將選擇停電恢復(fù)后的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，并輸出至轉(zhuǎn)矩限制值運(yùn)算電路7。在轉(zhuǎn)矩限制值運(yùn)算電路7內(nèi)，如圖7所示，預(yù)先定義出直流中間電壓VPN和轉(zhuǎn)矩限制值的關(guān)系，對(duì)應(yīng)于直流中間電壓VPN的電平值控制電動(dòng)側(cè)及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值，因此，以順控電路14輸出的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與直流中間電壓VPN的電平值確定出的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值之中的較小值進(jìn)行運(yùn)行。當(dāng)軟啟動(dòng)器輸出的輸出頻率與上述停電前的輸出頻率記憶電路21中記憶的輸出頻率一致時(shí)，以通常模式下設(shè)定的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與直流中間電壓VPN的電平值確定出的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值之中的較小值進(jìn)行加減速驅(qū)動(dòng)控制，直至達(dá)到頻率設(shè)定值。如此實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)即使在停電檢測時(shí)也可以持續(xù)運(yùn)行是本控制方法的特征。
本發(fā)明可以保證交流電動(dòng)機(jī)即使在瞬停時(shí)也能持續(xù)運(yùn)行。通過對(duì)應(yīng)于直流中間電壓的電平值(平滑電容12)而設(shè)定電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，限制轉(zhuǎn)矩指令，從而不使用再生電阻或?qū)⒃偕芰哭D(zhuǎn)換為電源的專用裝置，也可以保證直流中間電壓的穩(wěn)定控制，實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)即使在瞬停時(shí)也能穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。例如可控制速度以保證纖維機(jī)械中多臺(tái)電動(dòng)機(jī)之間速度關(guān)系的穩(wěn)定，防止由于瞬停時(shí)的失控運(yùn)轉(zhuǎn)造成斷絲。
權(quán)利要求
1.一種交流電動(dòng)機(jī)的控制方法，其為將交流電源提供的電壓轉(zhuǎn)化成直流電壓的變換器、保證轉(zhuǎn)化后直流電壓平滑性的平滑電容以及通過PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩指令的頻率及交流電壓的變頻器組成電力變換器，預(yù)先設(shè)定電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，通過這些限制值限制上述轉(zhuǎn)矩指令，并生成輸入上述變頻器的PWM切換模式，以控制上述交流電動(dòng)機(jī)的控制方法；其特征在于通過設(shè)置在上述電力變換器內(nèi)的停電檢測裝置檢測交流電源的停電情況，由上述停電檢測裝置發(fā)出的停電檢測信號(hào)向變頻器輸出減速開始指令，在交流電動(dòng)機(jī)減速過程中，為了保證直流中間電壓的穩(wěn)定，根據(jù)直流中間電壓的目標(biāo)值與檢測值計(jì)算出減速率1，根據(jù)直流中間電壓的變化率計(jì)算出減速率2，通過對(duì)上述兩個(gè)減速率的乘積進(jìn)行PI控制，以控制減速時(shí)間，計(jì)算轉(zhuǎn)矩指令以跟蹤減速時(shí)間減速，對(duì)應(yīng)于直流中間電壓檢測值的大小，修改上述電動(dòng)側(cè)以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值大小，當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值由上述轉(zhuǎn)矩限制裝置限制上述轉(zhuǎn)矩指令，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
4.一種交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其為將交流電源提供的電壓轉(zhuǎn)化成直流電壓的變換器、保證轉(zhuǎn)化后直流電壓平滑性的平滑電容以及通過PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩指令的頻率及交流電壓的變頻器組成電力變換器，預(yù)先設(shè)定電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，通過這些限制值限制上述轉(zhuǎn)矩指令，并生成輸入上述變頻器的PWM切換模式，以控制上述交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置；其特征在于交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置包括交流電源停電檢測裝置；由上述停電檢測裝置發(fā)出的停電檢測信號(hào)向變頻器輸出減速開始指令，在交流電動(dòng)機(jī)減速過程中，為了保證直流中間電壓的穩(wěn)定，根據(jù)直流中間電壓的目標(biāo)值與檢測值計(jì)算出減速率1，根據(jù)直流中間電壓的變化率計(jì)算出減速率2的裝置；通過對(duì)上述兩個(gè)減速率的乘積進(jìn)行PI控制，以控制減速時(shí)間的裝置；計(jì)算轉(zhuǎn)矩指令以跟蹤減速時(shí)間減速，對(duì)應(yīng)于直流中間電壓檢測值的大小，修改上述電動(dòng)側(cè)以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值大小的裝置；當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)停止減速的裝置；在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)記憶下停電檢測之前的輸出頻率的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通常控制模式時(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值由上述轉(zhuǎn)矩限制裝置限制上述轉(zhuǎn)矩指令，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
7.一種交流電動(dòng)機(jī)的控制方法，其為將交流電源提供的電壓轉(zhuǎn)化成直流電壓的變換器、保證轉(zhuǎn)化后直流電壓平滑性的平滑電容以及通過PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩指令的頻率及交流電壓的變頻器組成電力變換器，預(yù)先設(shè)定電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，通過這些限制值限制上述轉(zhuǎn)矩指令，并生成輸入上述變頻器的PWM切換模式，分別設(shè)定允許運(yùn)行的直流中間電壓的下限值VU1、作為電源輸入允許下限電壓時(shí)的直流中間電壓的下限允許電壓VU0、比上述下限允許電壓VU0低而又比上述電壓值下限VU1高的停電檢測電平電壓VU2，在上述交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，上述直流中間電壓檢測電路測量的上述直流中間電壓值比上述停電檢測電平電壓VU2低時(shí)，上述交流電動(dòng)機(jī)將按設(shè)定的減速率αd減速至超過上述下限允許電壓VU0，當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后即恢復(fù)通?？刂颇Ｊ?，以此順序控制交流電動(dòng)機(jī)的控制方法；其特征在于當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值由上述轉(zhuǎn)矩限制裝置限制上述轉(zhuǎn)矩指令，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
10.一種交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其為將交流電源提供的電壓轉(zhuǎn)化成直流電壓的變換器、保證轉(zhuǎn)化后直流電壓平滑性的平滑電容以及通過PWM控制將直流中間電壓轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)矩指令的頻率及交流電壓的變頻器組成電力變換器，預(yù)先設(shè)定電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值與再生側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值，通過這些限制值限制上述轉(zhuǎn)矩指令，并生成輸入上述變頻器的PWM切換模式，分別設(shè)定允許運(yùn)行的直流中間電壓的下限值VU1、作為電源輸入允許下限電壓時(shí)的直流中間電壓的下限允許電壓VU0、比上述下限允許電壓VU0低而又比上述電壓值下限VU1高的停電檢測電平電壓VU2，在上述交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，上述直流中間電壓檢測電路測量的上述直流中間電壓值比上述停電檢測電平電壓VU2低時(shí)，上述交流電動(dòng)機(jī)將按設(shè)定的減速率αd減速至超過上述下限允許電壓VU0，當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后即恢復(fù)通常控制模式，以此順序控制交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置；其特征在于具有當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)記憶下停電檢測之前輸出頻率的記憶裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通常控制模式時(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的電動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)矩限制值由上述轉(zhuǎn)矩限制裝置限制上述轉(zhuǎn)矩指令，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
13.一種交流電動(dòng)機(jī)的控制方法，其為在上述電力變換器內(nèi)設(shè)置交流電源停電檢測裝置，由該停電檢測裝置發(fā)出的停電檢測信號(hào)向變頻器輸出減速開始指令，在交流電動(dòng)機(jī)減速過程中，為了保證直流中間電壓的穩(wěn)定，根據(jù)直流中間電壓的目標(biāo)值與檢測值計(jì)算出減速率1，根據(jù)直流中間電壓的變化率計(jì)算出減速率2，通過對(duì)上述兩個(gè)減速率的乘積進(jìn)行PI控制，以控制減速時(shí)間，當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，恢復(fù)通?？刂颇Ｊ降慕涣麟妱?dòng)機(jī)的控制方法；其特征在于當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
15.一種交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其為在上述電力變換器內(nèi)設(shè)置交流電源停電檢測裝置，由該停電檢測裝置發(fā)出的停電檢測信號(hào)向變頻器輸出減速開始指令，在交流電動(dòng)機(jī)減速過程中，為了保證直流中間電壓的穩(wěn)定，根據(jù)直流中間電壓的目標(biāo)值與檢測值計(jì)算出減速率1，根據(jù)直流中間電壓的變化率計(jì)算出減速率2，通過對(duì)上述兩個(gè)減速率的乘積進(jìn)行PI控制，以控制減速時(shí)間，當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，恢復(fù)通常控制模式，為此，計(jì)算轉(zhuǎn)矩指令以跟蹤上述減速時(shí)間減速，對(duì)應(yīng)于直流中間電壓檢測值的大小，修改上述電動(dòng)側(cè)以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值大小，以通過上述轉(zhuǎn)矩限制裝置限制上述轉(zhuǎn)矩指令的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置；其特征在于當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通常控制模式時(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
17.一種交流電動(dòng)機(jī)的控制方法，其為分別設(shè)定允許運(yùn)行的直流中間電壓的下限值VU1、作為電源輸入允許下限電壓時(shí)的直流中間電壓的下限允許電壓VU0、比上述下限允許電壓VU0低而又比上述電壓值下限VU1高的停電檢測電平電壓VU2，在上述交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，上述直流中間電壓檢測電路測量的上述直流中間電壓值比上述停電檢測電平電壓VU2低時(shí)，上述交流電動(dòng)機(jī)將按設(shè)定的減速率αd減速至超過上述下限允許電壓VU0，當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后即恢復(fù)通?？刂颇Ｊ剑源隧樞蚩刂平涣麟妱?dòng)機(jī)的控制方法；其特征在于當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制方法，其特征在于當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
19.一種交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其為分別設(shè)定允許運(yùn)行的直流中間電壓的下限值VU1、作為電源輸入允許下限電壓時(shí)的直流中間電壓的下限允許電壓VU0、比上述下限允許電壓VU0低而又比上述電壓值下限VU1高的停電檢測電平電壓VU2，在上述交流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過程中，上述直流中間電壓檢測電路測量的上述直流中間電壓值比上述停電檢測電平電壓VU2低時(shí)，上述交流電動(dòng)機(jī)將按設(shè)定的減速率αd減速至超過上述下限允許電壓VU0，當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后即恢復(fù)通?？刂颇Ｊ?，具有此順控裝置的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置；其特征在于當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的交流電動(dòng)機(jī)的控制裝置，其特征在于當(dāng)超過上述下限允許電壓VU0后恢復(fù)通?？刂颇Ｊ綍r(shí)，通過任意給予的加速時(shí)間加速交流電動(dòng)機(jī)，直至達(dá)到上述記憶下的停電檢測之前的輸出頻率。
全文摘要
本發(fā)明不使用再生電阻或?qū)⒃偕芰哭D(zhuǎn)換為電源的專用裝置，也可以保證直流中間電壓的穩(wěn)定控制，實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)即使在瞬停時(shí)也能穩(wěn)定持續(xù)運(yùn)行。該交流電動(dòng)機(jī)的控制方法通過設(shè)置在電力變換器內(nèi)的停電檢測裝置檢測出交流電源的停電情況，并向變頻器輸出減速開始指令，在交流電動(dòng)機(jī)減速過程中，為了保證直流中間電壓的穩(wěn)定，根據(jù)直流中間電壓的目標(biāo)值與檢測值計(jì)算出減速率1，根據(jù)直流中間電壓的變化率計(jì)算出減速率2，計(jì)算轉(zhuǎn)矩指令以跟蹤減速時(shí)間減速，對(duì)應(yīng)于直流中間電壓檢測值的大小，修改上述電動(dòng)側(cè)以及再生側(cè)的轉(zhuǎn)矩限制值大小，當(dāng)達(dá)到停電檢測之前的電壓值或在減速過程中直流中間電壓上升時(shí)，則停止減速，在恢復(fù)通常控制模式時(shí)，記憶下停電檢測之前的輸出頻率。
文檔編號(hào)H02P23/00GK1868113SQ20048003029
公開日2006年11月22日 申請日期2004年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月17日
發(fā)明者井浦英昭, 甲斐徹 申請人:株式會(huì)社安川電機(jī)