[发明专利]一种变频器控制电机过励磁停机的方法及其装置

说明书

技术领域

 本发明属于变频器领域，特别涉及一种变频器控制电机过励磁停机的方法及其装置。

背景技术

变频器是将固定频率的交流电变换成频率连续可调的交流电的装置，在工业的各个行业广泛应用。变频调速已被公认为时最理想、最有发展前途的调速方式之一，它的主要应用在节能、自动化系统以及提高工艺水平和产品质量等方面。

电机在停机后依靠惯性还要转动一段时间才能停下来，但很多应用场合要求电机能够快速的停下来，比如起重机或者卷扬机、机床的主轴、升降机等。在电机拖动的负载具有较大的机械惯性的应用场合，当变频器控制电机从高速到低速（零速）时，此时电机的运行频率下降很快，但电机转子不可能很快停止，这样就产生反电动势，使电机处于发电状态。但由于通用变频器通常都是交-直-交的主回路，是不可逆的，因此无法反馈到电网上去，结果造成主回路母线电容两端电压抬升（称为泵升电压），当其超过设定限值时，容易造成变频器过压。因此需要采取某些措施对电机进行控制，达到快速制动或停机的目的。

目前电机的制动方式主要有能耗制动、再生回馈制动、直流制动。

能耗制动的基本原理是在主回路正负母线上并联可控制通断的制动电阻，电机制动过程中，如果进入发电状态，当母线电压达到设定上线电压时，制动回路导通，制动电路流过电流，从而将电能变成热能消耗，母线电压随之下降，待母线电压到达设定下限时，制动回路断开。

能耗制动的缺点制动时间是人为设定的，属于不可控，制动时母线电压存在一定幅度的波动，输出电流和制动力矩会同步波动，影响电机的稳定性。能耗制动需要外接制动电阻，增加了部分成本。另外能耗制动运行效率低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量，而且制动电阻容量也将增大。

直流制动的原理：在电机定子加直流电压，此时变频器的输出频率为零，这时定子产生静止的恒定磁场，转动着的转子切割此磁场产生制动力矩，迫使电动机转子较快的停止，这样电动机存诸的动能换成电能消耗于步电动机的转子电路中。主要应用在需要准确停车、阻止电机启动前的不规则自旋转（如风机）等场合。

直流制动的缺点是需要设定制动起始频率、在电机运行频率下降到较低时制动对电机比较安全，电机高速运行时容易造成过流或者过压。一般需要与其它制动方式配合使用。

回馈制动的原理：当电机减速时，如果进入发电状态，可以通过一套能量回馈装置，进行自动控制，将电机发电状态产生的电能送回电网。该方式下，电机可以四象限运行，向电网回馈电能提高了整个系统的效率。

回馈制动的缺点：只有在不易发生故障的稳定电网电压下，才可以采用回馈制动的方式，否则容易发生换相失败，损坏器件；回馈制动，对电网有谐波污染，同时其控制复杂，使用成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制简单且成本低的变频器控制电机过励磁停机的方法。

本发明还提供一种变频器控制电机过励磁停机的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种变频器控制电机过励磁停机的方法，包括如下步骤：

a、当需要停机或者制动时，变频器给出减速命令，执行步骤b；

b、判断母线电压是否达到设定的上限值，如果没有达到则执行步骤g，如果达到设定则执行步骤c；

c、判断变频器母线电压或者输出电流是否达到故障预判值，如果没有达到则执行步骤d，如果达到设定则执行步骤i；

d、对定子电流进行电流解耦运算，得到励磁电流I_M，并执行步骤e；

e、对励磁电流I_M 进行PI调节，输出调节量，并执行步骤f；

f、根据步骤e中输出的调节量对V/F输出电压进行调节，输出调整后的电压值，并执行步骤h；

g、输出频率按照根据设定的频率下降率减小、根据V/F曲线，计算输出电压，并执行步骤j；

h、输出频率按照根据设定的频率下降率减小，并执行步骤j；

i、减小输出频率下降率，根据V/F曲线，计算输出电压，并执行步骤j；

j、判断减速是否完成，即输出频率是否到达设定频率，如果没有完成则执行步骤b，如果完成则执行步骤k；

k、减速结束。

在步骤d中，对解耦的电流分量I_M进行标幺处理。

在步骤e中，调节目标量根据实际的负载情况可以设定为电机额定电流的1.0~1.3倍，调节输出量为输出电压增量。

本发明还提供一种变频器控制电机过励磁停机的装置，包括：