專利名稱：用于斷電情況下控制電動(dòng)機(jī)減速的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用于電力中斷情況下在可變速驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)的控制電動(dòng)機(jī)的減速控制方法。本發(fā)明還涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)所述控制方法的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
美國(guó)專利4678980描述了一種在可變速驅(qū)動(dòng)器中使用的用于當(dāng)斷電發(fā)生時(shí)管理電動(dòng)機(jī)的減速的方法。該方法包括當(dāng)檢測(cè)到斷電時(shí)通過著眼于遵循預(yù)定的減速曲線(prof ile)來選擇特定的頻率曲線，該預(yù)定的減速曲線存儲(chǔ)在可變速驅(qū)動(dòng)器中，這個(gè)頻率曲線與正常操作期間使用的頻率曲線不同。在這個(gè)文獻(xiàn)中，減速曲線被預(yù)存儲(chǔ)在可變速驅(qū)動(dòng)器中，因此它不是一直合適地適應(yīng)于其中使用電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用。本發(fā)明的目的在于提出一種控制方法，在其中能將減速斜坡(ramp)適應(yīng)于應(yīng)用，使得能夠在使用電動(dòng)機(jī)的機(jī)器力學(xué)所允許的情況下盡快停止電動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
通過一種用于斷電情況下在可變速驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)的控制電動(dòng)機(jī)的減速控制方法實(shí)現(xiàn)了此目的。該可變速驅(qū)動(dòng)器具體包括向其施加電壓的DC供電總線，所述DC供電總線連接到逆變器模塊，且所述逆變器模塊連接到電動(dòng)機(jī)并根據(jù)控制法則受到控制，在所述控制法則中基于磁通參考和速度參考來確定要施加到電動(dòng)機(jī)的控制電壓。該方法包括一在電力中斷期間根據(jù)要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)的減速斜坡確定要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)和可變速驅(qū)動(dòng)器的焦耳效應(yīng)損耗的步驟，-將磁通參考確定為要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)和可變速驅(qū)動(dòng)器的所述焦耳效應(yīng)損耗的函數(shù)的步驟。根據(jù)特定的特征，通過執(zhí)行在可變速驅(qū)動(dòng)器的DC供電總線上測(cè)量的電壓和參考值之間的比較的比較步驟確定焦耳效應(yīng)損耗。根據(jù)另一特定特征，該參考值對(duì)應(yīng)于遵循用于電動(dòng)機(jī)的減速斜坡所要求的可用能量。根據(jù)另一特定特征，該方法包括激活或解除應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的限制的步驟，根據(jù)在比較步驟中執(zhí)行的比較來執(zhí)行這一步。本發(fā)明還涉及旨在電力耗盡情況下控制電動(dòng)機(jī)的減速的可變速驅(qū)動(dòng)器，所述可變速驅(qū)動(dòng)器具體包括向其施加電壓的DC供電總線，所述DC供電總線連接到逆變器模塊，所述逆變器模塊連接到電動(dòng)機(jī)并根據(jù)控制法則受到控制，在所述控制法則中基于磁通參考和速度參考來確定要施加到電動(dòng)機(jī)的控制電壓。該可變速驅(qū)動(dòng)器包括一用于在電力中斷期間根據(jù)要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)的減速斜坡確定要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)和可變速驅(qū)動(dòng)器的焦耳效應(yīng)損耗(Joule-effect loss)的裝置，一用于將磁通參考確定為要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)和可變速驅(qū)動(dòng)器的所述焦耳效應(yīng)損耗的函數(shù)的裝置。
根據(jù)特定的特征，可變速驅(qū)動(dòng)器包括通過著眼于從要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)的焦耳效應(yīng)損耗進(jìn)行推斷的、在可變速驅(qū)動(dòng)器的DC供電總線上測(cè)量的電壓和參考值之間比較的比較裝置。根據(jù)另一特定特征，該 參考值對(duì)應(yīng)于遵循用于電動(dòng)機(jī)的減速斜坡所要求的可用能量。根據(jù)另一特定特征，可變速驅(qū)動(dòng)器包括根據(jù)在比較步驟中執(zhí)行的比較來執(zhí)行激活或解除應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的限制的裝置。


在下面結(jié)合附圖給出的詳細(xì)描述中，其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明了，其中圖I描繪了可變速驅(qū)動(dòng)器中使用的、用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的控制方法的控制方案，圖2和3展示了分別示出應(yīng)用本發(fā)明的控制方法期間和應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)中已知的標(biāo)準(zhǔn)方法期間電動(dòng)機(jī)的減速的時(shí)序圖，圖4以示意的方式描繪了連接至電動(dòng)機(jī)的可變速驅(qū)動(dòng)器。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及一種在可變速驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)的、當(dāng)檢測(cè)到斷電時(shí)的控制方法。 如在圖4中表現(xiàn)的，旨在控制電動(dòng)機(jī)M的可變速驅(qū)動(dòng)器經(jīng)由幾個(gè)輸入階段(phase )向上游連接到電網(wǎng)R，而經(jīng)由幾個(gè)輸出階段向下游連接到電動(dòng)機(jī)M。該可變速驅(qū)動(dòng)器包括一整流模塊10，在輸入上，按照二極管橋的一般規(guī)則而組成，旨在整流由電網(wǎng)R提供的AC電壓，— DC供電總線15，向其施加由整流模塊整流的電壓，配合有總線電容器Cbus的DC供電總線可以使得將該總線電壓維持在恒定值，一逆變器模塊20，在輸出上，旨在將DC供電總線電壓Vbus轉(zhuǎn)換為要施加到電動(dòng)機(jī)的可變電壓。該逆變器模塊包括每個(gè)都安裝了幾個(gè)功率晶體管的若干開關(guān)臂，控制每一功率晶體管導(dǎo)通或截止使得向電動(dòng)機(jī)M施加可變電壓。在已知的方式中，功率晶體管由執(zhí)行確定的控制法則的控制單元來控制，在該控制法則中將要施加到電動(dòng)機(jī)的控制電壓確定為速度參考ωΜ (也被指為頻率參考)和磁通參考供<(圖I)的函數(shù)。該控制法則還可以結(jié)合控制塊1^，可以將施加到電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)矩限制為DC供電總線電壓Vbus的函數(shù)。當(dāng)DC供電總線的電壓Vbus到參考值Vbus 之下時(shí)，在轉(zhuǎn)矩限制方面控制逆變器模塊20以調(diào)節(jié)DC供電總線的電壓Vbus。本發(fā)明的原理是使這個(gè)控制法則適應(yīng)于電力中斷情況下(那就是說當(dāng)可變速驅(qū)動(dòng)器檢測(cè)到操作電壓經(jīng)過預(yù)定門限值之下時(shí))電動(dòng)機(jī)M的減速斜坡的管理。該操作電壓可以是在輸入階段測(cè)量的電壓，或DC供電總線的電壓。根據(jù)本發(fā)明，該控制法則結(jié)合了用于電動(dòng)機(jī)和可變速驅(qū)動(dòng)器經(jīng)受的焦耳效應(yīng)損耗(以下指為損耗)的控制塊b2。因此本發(fā)明的控制方法包括通過著眼于將DC供電總線的電壓Vbus調(diào)節(jié)為適合的、遵循用于電動(dòng)機(jī)M的減速斜坡的參考值Vbus Mf，在斷電之后管理該損耗以最優(yōu)化可變速驅(qū)動(dòng)器中可用的能量。為了管理該損耗，本發(fā)明的控制方法包括修改磁
通參考pre/。
因?yàn)閳DI中表示的某些控制塊在現(xiàn)有技術(shù)中是眾所周知的，所以在本專利申請(qǐng)中就不描述它們了。通過下文的示范解釋電動(dòng)機(jī)M的減速時(shí)間的管理，及因此對(duì)它的關(guān)于損耗的減速斜坡的管理。在控制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的可變速驅(qū)動(dòng)器的DC供電總線的電壓Vbus電平上積累的能量可以通過下面的關(guān)系式寫出
權(quán)利要求
1.一種在可變速驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)的、用于在電力中斷的情況下控制電動(dòng)機(jī)(M)的減速的控制方法，所述可變速驅(qū)動(dòng)器具體包括對(duì)其施加電壓的DC供電總線(15)，所述DC供電總線(15)連接到逆變器模塊(20)，所述逆變器模塊(20)連接到電動(dòng)機(jī)(M)并受到依據(jù)控制法貝U的控制，在該控制法則中基于磁通參考(φ,.4 )和速度參考(ωΜ )來確定要施加到電動(dòng)機(jī)(M)的控制電壓，所述控制方法特征在于其包括 一在電力中斷期間根據(jù)要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)的減速斜坡來確定要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)和可變速驅(qū)動(dòng)器的焦耳效應(yīng)損耗的步驟， 一將磁通參考(φ,.4 )確定為要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)和可變速驅(qū)動(dòng)器的所述焦耳效應(yīng)損耗的函數(shù)的步驟。
2.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于通過執(zhí)行可變速驅(qū)動(dòng)器的DC供電總線上測(cè)量的電壓(Vbus)與參考值(Vbus μ)之間的比較的比較步驟來確定焦耳效應(yīng)損耗。
3.如權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于參考值(VbusMf)對(duì)應(yīng)于遵循用于電動(dòng)機(jī)(M)的減速斜坡所要求的可用能量。
4.如權(quán)利要求2或3所述的控制方法，其特征在于它包括激活或解除應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)的轉(zhuǎn)矩的限制的步驟，根據(jù)在比較步驟中執(zhí)行的比較來執(zhí)行這一步。
5.一種旨在電力中斷情況下控制電動(dòng)機(jī)(M)的減速的可變速驅(qū)動(dòng)器，所述可變速驅(qū)動(dòng)器具體包括向其施加電壓(Vbus)的DC供電總線(15)，所述DC供電總線(15)連接到逆變器模塊(20)，所述逆變器模塊(20)連接到電動(dòng)機(jī)(M)并受到根據(jù)控制法則的控制，在該控制法則中基于磁通參考(φ,·4 )和速度參考(ωΜ )來確定要施加到電動(dòng)機(jī)(M)的控制電壓，所述可變速驅(qū)動(dòng)器特征在于其包括 一用于在電力中斷期間根據(jù)要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)的減速斜坡來確定要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)和可變速驅(qū)動(dòng)器的焦耳效應(yīng)損耗的裝置， 一用于將磁通參考(Ψ τ )確定為要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)和可變速驅(qū)動(dòng)器的所述焦耳效應(yīng)損耗的函數(shù)的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的可變速驅(qū)動(dòng)器，其特征在于它包括通過著眼于對(duì)要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)的焦耳效應(yīng)損耗進(jìn)行推斷的用于在可變速驅(qū)動(dòng)器的DC供電總線上測(cè)量的電壓(Vbus)和參考值(Vbus μ)之間進(jìn)行比較的比較裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的可變速驅(qū)動(dòng)器，其特征在于參考值(Vbusμ)對(duì)應(yīng)于遵循用于電動(dòng)機(jī)(M)的減速斜坡所要求的可用能量。
8.如權(quán)利要求6或7所述的可變速驅(qū)動(dòng)器，其特征在于它包括根據(jù)在比較步驟中執(zhí)行的比較來執(zhí)行的、激活或解除應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)的轉(zhuǎn)矩的限制的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在可變速驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)的、用于在電力中斷的情況下控制電動(dòng)機(jī)(M)的減速的控制方法。該控制方法包括在電力中斷期間根據(jù)要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)的減速斜坡確定要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)和可變速驅(qū)動(dòng)器的焦耳效應(yīng)損耗(Joule-effect loss)的步驟;將磁通參考確定為要應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)(M)和可變速驅(qū)動(dòng)器的所述焦耳效應(yīng)損耗的函數(shù)的步驟。
文檔編號(hào)H02P21/14GK102882456SQ20121022920
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者L.科馬里克, F.馬爾萊特 申請(qǐng)人:施耐德東芝換流器歐洲公司