一種異步電機自動節(jié)能的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種異步電機自動節(jié)能方法，包括以下步驟：對檢測到的三相輸出電流進行處理，獲得電機運行時的有功電流和無功電流；求取當前電壓下降系數和電壓調節(jié)系數目標值；自動節(jié)能調壓控制：根據當前電壓下降系數與電壓調節(jié)系數目標值的大小進行電壓調節(jié)。本發(fā)明適用于電機帶輕載長期運行的場合，不需要給出特定的負載頻率特性曲線，只需要一條基于恒磁通原則的V/f參考曲線，該方法便能夠通過自動調節(jié)輸出電壓，降低總的輸出電流和勵磁電流，使其最終工作在最優(yōu)點附近，有效的降低系統(tǒng)的損耗；該方法在不同頻率下對不同負載有著較強的適應能力，能夠更好的實現節(jié)能控制。
【專利說明】一種異步電機自動節(jié)能的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電機技術，具體涉及電機在V/F模式下長期輕載運行時，通過自動調節(jié)輸出電壓進行節(jié)能的技術。
【背景技術】
[0002]變頻器帶電機在V/f模式下運行，其輸出頻率和輸出電壓是分開給定的，一般采用恒磁通原則來確定的對應頻率下的輸出電壓給定曲線，該恒磁通一般為額定勵磁磁通。這種方法能夠保證電機在整個頻率段都能有不低于額定轉矩的轉矩輸出能力。但在一些輕載或空載場合，采用該曲線時，系統(tǒng)的大部分電流都用來維持勵磁，使得系統(tǒng)的整體效率不是很聞。
[0003]電機的損耗主要集中在銅耗和鐵耗上，銅耗與通過繞組的電流大小的平方成正t匕，鐵耗與電機內部的磁場強度和頻率呈正相關的關系。當電機在V/f控制模式下輕載運行時，在一定范圍內，通過適當的降低輸出電壓，可以同時降低總的輸出電流和磁場強度，降低系統(tǒng)的銅耗和鐵耗。
[0004]在一些實際的工業(yè)應用場合中，如風機、水泵類應用，電機并不是長期處于滿負載運行狀態(tài)。為了使這類系統(tǒng)能夠獲得較好的運行和節(jié)能效果，人們一般不再采用恒磁通的V/f曲線，而是需要通過實測或是基于經驗預估系統(tǒng)的負載和頻率間的特性，來確定最終變頻器工作時的v/f運行曲線。這種方法較恒勵磁磁通V/f曲線能夠有效降低系統(tǒng)的損耗。但在V/f運行曲線的獲取方面存在以下問題:一方面，某些系統(tǒng)的負載和頻率特性不是完全固定的；另一方面，對于一些已經安裝運行的系統(tǒng)，沒有進行完全測試的條件。這些都使得人們難以獲得準確的v/f運行曲線。
[0005]通過檢測系統(tǒng)當前的運行狀態(tài)，自動計算出最優(yōu)的輸出電壓并進行調節(jié)是一種較為理想的方法。但這涉及如何在電壓下降時保證系統(tǒng)不失步、通過哪些量來確定電壓下降的幅度的問題，當前的文獻中較少涉及到對這方面問題的討論。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題是:提供一種異步電機自動節(jié)能方法，用于變頻器帶電機在V/f模式下長期輕載運行的工作場合，通過自動調節(jié)輸出電壓，降低總的輸出電流和勵磁磁通，進而實現節(jié)能。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術問題所采取的技術方案為:
[0008]一種異步電機自動節(jié)能方法，其特征在于:它包括以下步驟:
[0009]步驟一、對檢測到的三相輸出電流進行處理，獲得電機運行時的有功電流和無功電流:
[0010]將檢測到的靜止坐標系下的三相輸出電流通過恒幅值的派克變換，轉換為旋轉坐標系下的以同步速旋轉的相互垂直的兩相直流，其中旋轉坐標系的一個軸定向在電壓矢量上，兩相直流對應為電機運行時的有功電流和無功電流；[0011]步驟二、求取當前電壓下降系數和電壓調節(jié)系數目標值:
[0012]當前電壓下降系數為當前電壓值與當前頻率下V/f參考曲線對應電壓值的比值；電壓調節(jié)系數目標值為當前頻率下V/f參考曲線對應電壓值的等效有功電流與額定勵磁電流比值的平方根；其中，當前頻率下v/f參考曲線對應電壓值的等效有功電流為當前有功電流與當前電壓下降系數的乘積；
[0013]步驟三、自動節(jié)能調壓控制:
[0014]根據當前電壓下降系數與電壓調節(jié)系數目標值的大小，按下述公式進行電壓調節(jié):
【權利要求】
1.一種異步電機自動節(jié)能方法，其特征在于:它包括以下步驟: 步驟一、對檢測到的三相輸出電流進行處理，獲得電機運行時的有功電流和無功電流: 將檢測到的靜止坐標系下的三相輸出電流通過恒幅值的派克變換，轉換為旋轉坐標系下的以同步速旋轉的相互垂直的兩相直流，其中旋轉坐標系的一個軸定向在電壓矢量上，兩相直流對應為電機運行時的有功電流和無功電流； 步驟二、求取當前電壓下降系數和電壓調節(jié)系數目標值: 當前電壓下降系數為當前電壓值與當前頻率下v/f參考曲線對應電壓值的比值；電壓調節(jié)系數目標值為當前頻率下v/f參考曲線對應電壓值的等效有功電流與額定勵磁電流比值的平方根；其中，當前頻率下v/f參考曲線對應電壓值的等效有功電流為當前有功電流與當前電壓下降系數的乘積； 步驟三、自動節(jié)能調壓控制: 根據當前電壓下降系數與電壓調節(jié)系數目標值的大小，按下述公式進行電壓調節(jié):
2.根據權利要求1所述的異步電機自動節(jié)能方法，其特征在于:所述步驟三中的調節(jié)系數的取值以使得防止由于電壓調節(jié)目標系數波動引起頻繁調節(jié)為準。
3.根據權利要求2所述的異步電機自動節(jié)能方法，其特征在于:所述的調節(jié)系數優(yōu)選為 1.05。
【文檔編號】H02P21/00GK103684174SQ201310673536
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權日:2013年12月11日
【發(fā)明者】金富寬, 王傲能, 王聞宇, 康現偉, 王國強, 盧家斌 申請人:中冶南方（武漢）自動化有限公司