[发明专利]用于控制三相异步电动机的软启动器

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制具有三相的异步电动机的启动和停止操作的软启动器。软启动器控制电动机的三相中的两相。

背景技术

长期以来一直使用包括半导体器件的、用于三相异步电动机的软启动器，其通过调节在流过其中的电流的过零处关断的这种半导体器件的点火角，而控制在一相、二相或三相上到电动机的电压，其中在每相上，两个半导体器件互相反并联地连接。通过控制各个相上的电压，达到在启动和停止操作期间转矩和被提供给电动机的电流的减小。半导体器件的点火角被用来控制提供给电动机的能量总量。

这些的软启动器的每个软启动器通常配备有三个这样的半导体器件对，诸如晶闸管。然而，半导体器件已经成为这样的软启动器的成本决定因素，所以，仅仅使用具有两对用于三相的、这样的半导体器件的软启动器用于控制到三相电动机的电压。这意味着，剩余的第三相是不能进行开关的导体。本发明涉及这类软启动器。

希望具有上述类型的软启动器能够以想要的转矩斜率启动和停止电动机，以使得电源中的电涌动和/或在电动机中的过热最小化，和减小机械冲击或震动，否则会在启动/停止条件下发生这种机械冲击或震动，造成对于由电动机驱动的泵、风扇等等的磨损和损坏。这样的损坏可能导致更高的维护成本，而且也缩短管道系统的寿命。

然而，当控制限于仅仅两相时，在启动与停止操作期间在电动机电流中出现例如以直流分量形式的不想要的影响。在启动或关断操作期间，希望平滑的和逐渐增加或减小的转矩，但在启动或关断期间出现的这个直流分量有时生成制动或振荡转矩。这会扰动和损坏控制系统、电动机、和电动机驱动的负荷。

而且，在具有导体形式的第三相上执行测量是很花费的，因为仅仅为了进行测量，必须构建额外的测量单元和连接点。

公布号为WO 2008/033088的专利申请描述了在具有三相，三相中的仅两相由两对半导体器件控制的电动机启动和停止期间用于减小这样的直流分量的方法和软启动器，其中半导体器件的点火角调节为流经半导体器件的电流过零处。然而，这个发明在触发半导体器件的时序上可能仍旧具有某些误差，这样，直流分量不能有效地减小。

公布号为WO 2008/046885的专利申请描述了控制方法和电动机启动器装置，其中电动机具有三相，这三相的每一相由一对半导体器件控制，以及电动机转矩基于电动机转矩与参考转矩值之间的计算的差值的转矩误差信号被控制，这样，在停止或启动时间间隔期间电动机转矩显示出相对于时间的改变的速率。然而，这个发明涉及包括三对半导体器件的软启动器，每一对控制电动机的三相中的每一相。

发明内容

本发明的目的是提供用于平滑地启动和停止具有三相的异步电动机的软启动器，其中只有两相被两对半导体器件控制。

这个目的是通过根据本发明限定的软启动器达到的，其特征在于，软启动器还包括第二电压测量单元，用于测量在第一和第二相中或在第一与第二相之间的输入电压；第二过零检测单元，被配置成检测在第一与第二相之间的输入电压的过零，并且将过零信号提供给直流减小单元；以及直流减小单元被配置成计算在第一与第二相之间的测量/计算的输入电压的过零与两对半导体器件上的电压的过零之间的相延时；根据最新的两个相延时或二的倍数个最新的相延时计算平均相延时；以及根据在电动机的启动和停止期间在第一和第二相之间测量/计算的输入电压的过零和所计算的平均相延时，调节半导体器件的点火角。

在第一和第二相线之间的相-相电压，即输入电压，被用作为参考值，用于对两对半导体器件的触发定时。在第一和第二相线之间的输入电压可以被直接测量，或可以根据在第一和第二相上测量的电压而进行计算。第二过零检测单元被设置成检测在第一和第二相之间的输入电压的过零，以及第一过零检测单元被设置成检测在两对半导体器件上电压的过零。检测的过零作为数字信号被提供给直流减小单元。这些信号被用作为用于半导体器件点火的参考值，并且计算相延时，计算在正或负的半个周期内从第一和第二相之间的输入电压的过零到在两对半导体器件上的电压的过零。