一種高壓變頻調(diào)速裝置的軟啟動方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高壓變頻調(diào)速裝置的軟啟動方法，拖動電動機從0Hz，開始啟動，使高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓的頻率從低到高逐步增加至額定頻率，輸出電壓的幅值隨頻率的增加相應(yīng)增加，使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨著上升，直到額定轉(zhuǎn)速；在整個調(diào)頻過程中，以5Hz為臨界點分為低頻部分和高頻部分；主控制器在高頻部分時發(fā)送給功率單元的控制量是電壓和頻率，在低頻部分時發(fā)送給功率單元的控制量是電壓、角度和角速度。本發(fā)明提供的方法即使在很低的頻率下，輸出電壓波形仍按照正弦分配；低頻部分降低載波頻率，提高脈沖寬度，改善了輸出電壓波形的質(zhì)量；實現(xiàn)了低頻和高頻的無擾切換，在整個頻率范圍輸出需要的正弦波，并使得整個過程電機電流滿足要求。
【專利說明】 一種高壓變頻調(diào)速裝置的軟啟動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軟啟動方法，尤其涉及一種采用單元串聯(lián)多重化技術(shù)后的高壓變頻調(diào)速裝置的軟啟動方法，屬于高壓變頻調(diào)速裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]采用單元串聯(lián)多重化技術(shù)的高壓變頻調(diào)速裝置，通常起動頻率為5Hz，在很大程度上降低了電動機的起動電流，但是對于電機電流還是有一個沖擊。此外，從5Hz開始起動，只適用于異步起動，不適用于同步起動，無法完成同步電動機的變頻起動。
[0003]同步電動機的變頻起動,是通過改變定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速利用同步轉(zhuǎn)矩來起動，要求在開始起動的時候，轉(zhuǎn)子加上勵磁且把定子電源的頻率調(diào)得很低，然后逐步增加到額定頻率，使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨著定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速而同步上升，直到額定轉(zhuǎn)速。整個調(diào)頻過程中，以5Hz為臨界點分為低頻部分和高頻部分，即0?5Hz為低頻部分，5?50Hz為高頻部分。低頻部分頻率低，輸出電壓低，脈沖寬度窄，運行周期長，波形很不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓變頻調(diào)速裝置的軟啟動方法，在低頻部分降低載波頻率，提高脈沖寬度，改善輸出電壓波形的質(zhì)量，實現(xiàn)低頻和高頻的無擾切換。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種高壓變頻調(diào)速裝置的軟啟動方法，其特征在于:拖動電動機從OHz,即靜止?fàn)顟B(tài),開始啟動,使高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓的頻率從低到高逐步增加至額定頻率，高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓的幅值隨頻率的增加相應(yīng)增加，使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨著高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓的頻率的增加而上升，直到額定轉(zhuǎn)速；
[0006]在高壓變頻調(diào)速裝置整個調(diào)頻過程中，以5Hz為臨界點分為低頻部分和高頻部分，即0?5Hz為低頻部分，5?50Hz為高頻部分；
[0007]主控制器在高頻部分時發(fā)送給功率單元的控制量是電壓和頻率，主控制器在低頻部分時發(fā)送給功率單元的控制量是電壓、角度和角速度，在5Hz的時候進行控制方式的切換，使在5Hz的時候高壓變頻調(diào)速裝置輸出電壓波形不發(fā)生突變。
[0008]優(yōu)選地，所述高壓變頻調(diào)速裝置在高頻部分，同步周期的頻率與輸出電壓的頻率相一致；而在低頻部分，采用固定的同步時間，與輸出電壓的頻率不一致。
[0009]本發(fā)明提供的高壓變頻調(diào)速裝置的軟啟動方法針對低頻部分頻率低、運行周期長的特征，采用固定同步時間進行通信控制；低頻部分和高頻部分的通信控制量不同，但是表示的數(shù)據(jù)可以互相轉(zhuǎn)換，保證了 5Hz時輸出波形不突變。
[0010]一個電壓相量由三個控制量確定:幅值、頻率、相角。低頻部分和高頻部分時的兩種控制方式的電壓是一樣的，都是對應(yīng)輸出電壓的幅值。高頻部分的控制方式，固定了每個同步時刻輸出的A相電壓相角，因此只需要電壓和頻率兩個量就能確定高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓波形。低頻部分的角度控制量是確定高壓變頻調(diào)速裝置輸出電壓相角的，角速度=2 Ji *頻率，因此低頻部分的角速度控制量是確定高壓變頻調(diào)速裝置輸出電壓頻率的。
[0011]在5Hz進行切換時，進行角度的微調(diào)，使高壓變頻調(diào)速裝置輸出A相電壓相角為規(guī)定值時再進行控制方式的切換，就能夠保證切換前后高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓波形不突變。
[0012]本發(fā)明提供的方法的有益效果是:即使在很低的頻率下，輸出電壓波形仍按照正弦分配；低頻部分降低載波頻率，提高脈沖寬度，改善了輸出電壓波形的質(zhì)量；實現(xiàn)了低頻和高頻的無擾切換，在整個頻率范圍輸出需要的正弦波，并使得整個過程電機電流滿足要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為不同載波周期產(chǎn)生的PWM脈沖示意圖。
【具體實施方式】
[0014]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0015]本發(fā)明提供的高壓變頻調(diào)速裝置的軟啟動方法是:拖動電動機從OHz (即靜止?fàn)顟B(tài))開始啟動，通過改變高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓，在開始啟動時把高壓變頻調(diào)速裝置輸出電壓的頻率調(diào)得很低，然后逐步增加到額定頻率，高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓的幅值隨頻率的增加相應(yīng)增加，使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨著高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓的頻率的增加而上升，直到額定轉(zhuǎn)速。
[0016]在高壓變頻調(diào)速裝置整個調(diào)頻過程中，以5Hz為臨界點分為低頻部分和高頻部分，即0?5Hz為低頻部分，5?50Hz為高頻部分。
[0017]主控制器在高頻部分時發(fā)送給功率單元的控制量是電壓和頻率，主控制器在低頻部分時發(fā)送給功率單元的控制量是電壓、角度和角速度，固定同步時間為200ms，功率單元根據(jù)接收到的電壓、角度和角速度，確定高壓變頻調(diào)速裝置需要輸出電壓的幅值、頻率和相角，采用脈寬調(diào)制算法確定輸出脈沖寬度。
[0018]高壓變頻調(diào)速裝置在高頻部分，同步周期與輸出電壓的頻率相一致，即高頻部分的同步時間等于高壓變頻調(diào)速裝置輸出電壓的頻率周期，因此高壓變頻調(diào)速裝置輸出電壓頻率在一個同步時間內(nèi)是固定的。低頻部分由于控制量由2個變成了 3個，在一個同步時間內(nèi)，高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓頻率是可以變化的，滿足不同的升頻和降頻要求。
[0019]圖1為不同載波周期產(chǎn)生的PWM脈沖示意圖，高頻部分載波頻率fk2為2kHz，對應(yīng)載波周期為Tk2，低頻部分采用了更低的載波U。頻率fkl為200Hz，對應(yīng)更大的載波周期Tkl，對應(yīng)同一個調(diào)制波提高了輸出脈沖寬度Tpl，從而改善了輸出脈沖寬度過低帶來的不利影響。圖1中，Tk2、Tp2對應(yīng)于高頻部分2kHz時載波頻率的載波周期和輸出脈沖寬度。fkl〈fk2，Tki〉Tk2。
[0020]本發(fā)明提供的高壓變頻調(diào)速裝置的軟啟動方法針對低頻部分頻率低、運行周期長的特征，采用固定同步時間進行通信控制；低頻部分和高頻部分的通信控制量不同，但是表示的數(shù)據(jù)可以互相轉(zhuǎn)換，保證了 5Hz時輸出波形不突變。
[0021]一個電壓相量由三個控制量確定:幅值、頻率、相角。低頻部分和高頻部分時的兩種控制方式的電壓是一樣的，都是對應(yīng)輸出電壓的幅值。高頻部分的控制方式，固定了每個同步時刻輸出的A相電壓相角，因此只需要電壓和頻率兩個量就能確定高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓波形。低頻部分的角度控制量是確定高壓變頻調(diào)速裝置輸出電壓相角的，角速度=2 Ji *頻率，因此低頻部分的角速度控制量是確定高壓變頻調(diào)速裝置輸出電壓頻率的。
[0022]在進行低頻部分與高頻部分的無擾切換時，保證輸出電壓波形一致情況下，即滿足高壓變頻調(diào)速裝置輸出電壓的幅值、頻率和相位要求時，進行角度的微調(diào)，使高壓變頻調(diào)速裝置輸出A相電壓相角為規(guī)定值時再進行控制方式的切換，使升頻和降頻過程能夠連續(xù)輸出，就能夠保證切換前后高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓波形不突變。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓變頻調(diào)速裝置的軟啟動方法，其特征在于:拖動電動機從OHz，即靜止?fàn)顟B(tài)，開始啟動，使高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓的頻率從低到高逐步增加至額定頻率，高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓的幅值隨頻率的增加相應(yīng)增加，使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速隨著高壓變頻調(diào)速裝置的輸出電壓的頻率的增加而上升，直到額定轉(zhuǎn)速； 在高壓變頻調(diào)速裝置整個調(diào)頻過程中，以5Hz為臨界點分為低頻部分和高頻部分，即0?5Hz為低頻部分，5?50Hz為高頻部分； 主控制器在高頻部分時發(fā)送給功率單元的控制量是電壓和頻率，主控制器在低頻部分時發(fā)送給功率單元的控制量是電壓、角度和角速度，在5Hz的時候進行控制方式的切換，使在5Hz的時候高壓變頻調(diào)速裝置輸出電壓波形不發(fā)生突變。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高壓變頻調(diào)速裝置的軟啟動方法，其特征在于:所述高壓變頻調(diào)速裝置在高頻部分，同步周期的頻率與輸出電壓的頻率相一致；而在低頻部分，采用固定的同步時間，與輸出電壓的頻率不一致。
【文檔編號】H02P6/20GK103701374SQ201310695714
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】逯乾鵬, 顧立剛, 周蘊花, 趙莉, 唐小亮, 張林云 申請人:上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院, 上海科達機電控制有限公司