三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路及方法，該方法包括步驟A、轉速追蹤電路接收電機停機時產生的三相正弦波電壓信號；步驟B、轉速追蹤電路對上述各相正弦波電壓信號進行檢測處理，并根據處理結果送進CPU處理模塊；步驟C、CPU處理模塊對轉速追蹤電路處理后的信號進行運算，并產生驅動信號；步驟D、由驅動信號上橋臂和下橋臂的開通及關斷，主動對自由停機的電機進行消磁處理。本發(fā)明可及時有效的根據驅動信號對該電機的各相線圈進行加速放電，加速電流減少，可在最短的時間內消耗掉電機線圈的剩余電流，主動對自由停機的電機進行消磁處理，實現電機的急停即追的功能。
【專利說明】三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路及方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及電子電力【技術領域】，尤其涉及一種三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路及方法。
[0003]【背景技術】
[0004]通用變頻器在使用轉速追蹤功能時，由于追蹤到轉子的轉速到CPU發(fā)波驅動橋臂會有延時，這樣定子線圈的旋轉磁場與轉子必然存在轉差，輸出會產生大電流，導致變頻器過流報故障，造成追蹤失敗。目前采用的方法是電機停機時等待2-3秒再開啟轉速追蹤功能。即讓電機自由停機時自身迅速消耗能量，線圈電流很快減小，電機定子磁場也急速減小。當定子磁場減小到一定值時，再開啟追蹤，此時變頻器電流雖增大，但不足以達到報故障的程度，接下來的幾個周期后追到了電機轉速，電機正常運轉，實現轉速追蹤。
[0005]上述這種變頻器的追蹤方式有一定的局限性，在那種要求較高的場合，急停即追就有問題了，這種情況下轉速追蹤功能不能開啟。因此，無法很好的滿足市場的需求。
[0006]
【發(fā)明內容】

[0007]針對上述技術中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種結構簡單、操作便捷的三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路及方法，可在最短的時間內消耗掉電機線圈的剩余電流，實現電機的急停即追的功能，提高了變頻器的性能。
[0008]為實現上述目的，本發(fā)明提供一種三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路，包括三個上橋開關、三個下橋開關、轉速追蹤電路和CPU處理模塊，每個上橋開關分別與一個二極管反并聯，每個下橋開關分別與一個二極管反并聯，三個上橋開關之間相串接組成一組上橋臂，三個下橋開關之間相串接組成一組下橋臂；所述轉速追蹤電路接收三相電機停機時的電壓信號并進行檢測處理，且將處理后的信號傳輸給CPU處理模塊；所述CPU處理模塊對處理后的信號進行運算并產生驅動信號，由驅動信號分別控制上橋臂和下橋臂的開通及關斷。
[0009]其中，所述轉速追蹤電路包括第一比較器、第二比較器、第三比較器和第四比較器；所述電機的第一相正弦波信號與第二相正弦波信號經第一比較器差分放大運算后，再經第二比較器回差比較得到第一方波信號；所述電機的第二相正弦波信號與第三相正弦波信號經第三比較器差分放大運算后，再經第四比較器回差比較得到第二方波信號。
[0010]其中，所述電路還包括三相橋式整流器和母線電容；所述上橋臂和下橋臂分別通過母線電容與三相橋式整流器連接。
[0011]為實現上述目的，本發(fā)明還提供一種三相鼠籠式電機自由停機的消磁方法，包括以下步驟:
步驟A、轉速追蹤電路接收電機停機時產生的三相正弦波電壓信號；
步驟B、轉速追蹤電路對上述各相正弦波電壓信號進行檢測處理，并根據處理結果送進CPU處理模塊；
步驟C、CPU處理模塊對轉速追蹤電路處理后的信號進行運算，并產生驅動信號；
步驟D、由驅動信號上橋臂和下橋臂的開通及關斷，主動對自由停機的電機進行消磁處理。
[0012]4、根據權利要求3所述的三相鼠籠式電機自由停機的消磁方法，其特征在于，步驟D包括如下判定過程:
D1、當轉速追蹤電路檢測到正半周有波峰，負半周未達到波峰時，CPU處理模塊產生驅動關斷上橋臂開通下橋臂的驅動信號；
D2、當轉速追蹤電路檢測到負半周和正半周均有波峰時，CPU處理模塊產生驅動關斷上橋臂及下橋臂的驅動信號；
D3、當轉速追蹤電路檢測到正半周未達到波峰，負半周有波峰時，CPU處理模塊驅動關斷下橋臂開通上橋臂的驅動信號。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:與現有技術相比，本發(fā)明提供的三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路及方法，由于該電路主要由上橋臂、下橋臂、轉速追蹤電路及CPU處理模塊組成的，因此具有結構簡單的優(yōu)點，該方法中通過轉速追蹤電路對電機的三相正弦波信號進行處理，并根據處理結果由CPU處理模塊產生驅動信號，由驅動信號驅動上橋臂和下橋臂的開通及關斷，可及時有效的根據驅動信號對該電機的各相線圈進行加速放電，加速電流減少，可在最短的時間內消耗掉電機線圈的剩余電流，主動對自由停機的電機進行消磁處理，實現電機的急停即追的功能，提高了變頻器的性能。
[0014]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路的工作原理圖；
圖2為本發(fā)明的三相鼠籠式電機自由停機的消磁方法的工作流程圖；
圖3為本發(fā)明中轉速追蹤電路的原理圖；
圖4為本發(fā)明中U相與第二相V的方形波形成圖；
圖5為本發(fā)明中第三相W與第二相V的方形波形成圖；
圖6為本發(fā)明中三相電源的工作形成圖；
圖7-9為本發(fā)明具體實施例的效果圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017]為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步地描述。
[0018]請參閱圖1，本發(fā)明的三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路，包括三個上橋開關，分別為上橋開關Q1、上橋開關Q2和上橋開關Q3、三個下橋開關，分別為下橋開關Q4、下橋開關Q5和下橋開關Q6、轉速追蹤電路和CPU處理模塊(圖未示)，上橋開關Ql與二極管Dl反并聯，上橋開關Q2與二極管D2反并聯、上橋開關Q3與二極管D3反并聯、下橋開關Q4與二極管D4反并聯、下橋開關Q5與二極管D5反并聯、下橋開關Q6與二極管D6反并聯，上橋開關Q1、上橋開關Q2和上橋開關Q3之間相串接組成一組上橋臂，下橋開關Q4、下橋開關Q5和下橋開關Q6之間相串接組成一組下橋臂；轉速追蹤電路接收三相電機停機時的電壓信號并進行檢測處理，且將處理后的信號傳輸給CPU處理模塊；CPU處理模塊對處理后的信號進行運算并產生驅動信號，由驅動信號分別控制上橋臂和下橋臂的開通及關斷。
[0019]請進一步參閱圖2，基于上述的電路，本發(fā)明提供一種三相鼠籠式電機自由停機的消磁方法，包括以下步驟:
S1、轉速追蹤電路接收電機M停機時的第一相U、第二相V和第三相W產生正弦波電壓信號。
[0020]S2、轉速追蹤電路對第一相U、第二相V和第三相W正弦波電壓信號進行檢測處理，并根據處理結果送進CPU處理模塊。
[0021]S3、CPU處理模塊對轉速追蹤電路處理后的信號進行運算，并產生驅動信號。
[0022]S4、由驅動信號上橋臂和下橋臂的開通及關斷，主動對自由停機的電機進行消磁處理。該驅動過程如下:當轉速追蹤電路檢測到正半周有波峰，負半周未達到波峰時，CPU處理模塊產生驅動關斷上橋臂開通下橋臂的驅動信號；當轉速追蹤電路檢測到負半周和正半周均有波峰時，CPU處理模塊產生驅動關斷上橋臂及下橋臂的驅動信號；當轉速追蹤電路檢測到正半周未達到波峰，負半周有波峰時，CPU處理模塊驅動關斷下橋臂開通上橋臂的驅動信號。
[0023]相較于現有技術的情況，本發(fā)明提供的三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路及方法，由于該電路主要由上橋臂、下橋臂、轉速追蹤電路及CPU處理模塊組成的，因此具有結構簡單的優(yōu)點，該方法中通過轉速追蹤電路對電機的三相正弦波信號進行處理，并根據處理結果由CPU處理模塊產生驅動信號，由驅動信號驅動上橋臂和下橋臂的開通及關斷，可及時有效的根據驅動信號對該電機的各相線圈進行加速放電，加速電流減少，可在最短的時間內消耗掉電機線圈的剩余電流，主動對自由停機的電機進行消磁處理，實現電機的急停即追的功能，提高了變頻器的性能。
[0024]在本實施例中，電路還包括三相橋式整流器和母線電容CO ;上橋臂和下橋臂分別通過母線電容CO與三相橋式整流器連接。三相橋式整流器由二極管D7、二極管D8、二極管D9、二極管D10、二極管Dll和二極管D12構成。
[0025]請參閱圖3，轉速追蹤電路包括第一比較器Ul-Α、第二比較器Ul-Β、第三比較器U2-A和第四比較器U2-B ；電機M的第一相U正弦波信號與第二相V正弦波信號經第一比較器Ul-A差分放大運算后，再經第二比較器Ul-B回差比較得到第一方波信號FCHl ;電機M的第二相V正弦波信號與第三相W正弦波信號經第三比較器U2-A差分放大運算后，再經第四比較器U2-B回差比較得到第二方波信號FCH2。
[0026]請進一步參閱圖1、3_6，對本發(fā)明進一步詳細描述:轉速追蹤電路的原理參照圖
3,三相鼠籠式電機M的第一相U與第二相V兩相正弦波信號經第一比較器Ul-A差分放大運算，再經第二比較器Ul-B回差比較得到第一方波信號FCH1，如圖4 ;第三相W與第二相V兩相正弦波信號經第三比較器U2-A差分放大運算，再經第四比較器U2-B回差比較得到第二方波信號FCH2，見圖5 ;三相鼠籠式電機M自由停機某時刻的第一相U、第二相V、第三相W三相的電壓波形與FCH1、FCH2倆方波的合成波形，如圖6。考察合成波形，就可以找到電機自由停機時消磁的辦法了。見圖6和圖1，二相鼠籠式電機M自由停機的方法是:01時段，第一相U電壓減小，第二相V電壓增大，均沒有達到波峰，且均在負半周；第二相V達到波峰，且在正半周，這樣在Ol時段就可以通過CPU處理模塊在上升沿時刻，開通下橋臂，關斷上橋臂，在下橋臂形成放電通路，為第一相U與第二相V線圈繞組放電，加速電流減小，下降沿時刻同時關斷上下橋臂，結束01時段的放電過程。02時段，由于正負半周均有波峰，為避免放電電流過大，造成變頻器過載保護，則要關閉上下橋臂。03時段，第一相U電壓增大，第二相V電壓減小，均沒有達到波峰，且均在正半周；第三相W達到波峰，且在負半周。這樣在03時段就可以通過CPU處理模塊在上升沿時刻，開通上橋臂，關斷下橋臂，在上橋臂形成放電通路，為第一相U與第二相V線圈繞組放電，加速電流減小。下降沿時刻同時關斷上下橋臂，結束03時段的放電過程，后面周期同理，這樣就有在奇數時段電機繞組加速放電，IOOms內可以消耗掉電機線圈的剩余電流，從而實現電機消磁。
[0027]請進一步參閱圖7-9，通用變頻器，當轉速追蹤穩(wěn)定時間設為最小值0.2S，運行到50Hz后開啟追蹤，輸出電流在240ms內急劇增大，后穩(wěn)定，追蹤時刻的電流未能受控，因而會造成過載或過流故障，結果顯示見圖7 ;當轉速追蹤穩(wěn)定時間設定為3.6S時，運行到50Hz開啟追蹤，追蹤到的頻率為48.96Hz，追蹤有效。沒有出現過流，結果顯示見圖8，原因是電機停機經3.6S剩磁已經消減到較小值。當采用本發(fā)明提供的技術，變頻器轉速追蹤穩(wěn)定時間設定為最小值0.2S，運行到50Hz開啟追蹤，追蹤到的頻率為49.6Hz，追蹤有效。追蹤時刻沒有出現輸出電流劇增情況，達到變頻器的急停即追功能。結果顯示見9。圖中標識:CH2:輸出電流；CH3:輸出電壓:CH4:上橋VCE。
[0028]以上公開的僅為本發(fā)明的幾個具體實施例，但是本發(fā)明并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路，其特征在于，包括三個上橋開關、三個下橋開關、轉速追蹤電路和CPU處理模塊，每個上橋開關分別與一個二極管反并聯，每個下橋開關分別與一個二極管反并聯，三個上橋開關之間相串接組成一組上橋臂，三個下橋開關之間相串接組成一組下橋臂；所述轉速追蹤電路接收三相電機停機時的電壓信號并進行檢測處理，且將處理后的信號傳輸給CPU處理模塊；所述CPU處理模塊對處理后的信號進行運算并產生驅動信號，由驅動信號分別控制上橋臂和下橋臂的開通及關斷。
2.—種三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路，其特征在于，所述轉速追蹤電路包括第一比較器、第二比較器、第三比較器和第四比較器；所述電機的第一相正弦波信號與第二相正弦波信號經第一比較器差分放大運算后，再經第二比較器回差比較得到第一方波信號；所述電機的第二相正弦波信號與第三相正弦波信號經第三比較器差分放大運算后，再經第四比較器回差比較得到第二方波信號。
3.—種三相鼠籠式電機自由停機的消磁電路，其特征在于，所述消磁電路還包括三相橋式整流器和母線電容；所述上橋臂和下橋臂分別通過母線電容與三相橋式整流器連接。
4.一種三相鼠籠式電機自由停機的消磁方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟A、轉速追蹤電路接收電機停機時產生的三相正弦波電壓信號； 步驟B、轉速追蹤電路對上述各相正弦波電壓信號進行檢測處理，并根據處理結果送進CPU處理模塊； 步驟C、CPU處理模塊對轉速追蹤電路處理后的信號進行運算，并產生驅動信號； 步驟D、由驅動信號上橋臂和下橋臂的開通及關斷，主動對自由停機的電機進行消磁處理。
5.根據權利要求4所述的三相鼠籠式電機自由停機的消磁方法，其特征在于，步驟C包括如下判定過程: Cl、當轉速追蹤電路檢測到正半周有波峰，負半周未達到波峰時，CPU處理模塊產生驅動關斷上橋臂開通下橋臂的驅動信號； C2、當轉速追蹤電路檢測到負半周和正半周均有波峰時，CPU處理模塊產生驅動關斷上橋臂及下橋臂的驅動信號； C3、當轉速追蹤電路檢測到正半周未達到波峰，負半周有波峰時，CPU處理模塊驅動關斷下橋臂開通上橋臂的驅動信號。
【文檔編號】H02P3/02GK103580551SQ201310368480
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權日:2013年8月22日
【發(fā)明者】洪漢棟 申請人:深圳市偉創(chuàng)電氣有限公司