[发明专利]用于控制感应电动机的设备

说明书

技术领域

根据本公开的示例性实施例的教导一般涉及用于控制感应式电机的设备。

背景技术

通常，感应式电机是指用于各个领域的电动机，其领域范围从包括风机和泵的领域至包括起重机和升降机的吊装领域。同时，作为被配置为启用VVVF(变压变频)操作的装置的逆变器，能够采用恒磁通操作：V/f)或矢量控制，来控制电动机的转矩和转速。

图1是示出了根据现有技术的逆变器系统的结构图，在图中，被配置为从3相电源1接收电力的逆变器2通过将所接收到的电源转换成预定电压和频率来驱动感应电动机3。例如，逆变器2可以是2电平逆变器或3电平以上的多电平逆变器。

图2是示出了根据现有技术的逆变器驱动系统的结构的示意图，在图中显示出，当没有为感应电动机3设置转子位置传感器时的恒磁通操作方法。

参照图2，命令电压产生单元210用来采用命令频率确定同步坐标系上的逆变器输出电压，而转换单元220起通过转换命令电压产生单元210的输出来给逆变器2提供命令电压产生单元210的输出的作用。

逆变器2可以通过接收在静止坐标系上的命令电压来给感应电动机3施加3相电压，而转换单元240从电流检测单元230a、230b、230c接收逆变器2和感应电动机3之间的相电流并将所接收到的相电流转换成在同步坐标系上的d轴电流和q轴电流。转换单元240的输出可以用作逆变器系统的其他控制的输入。

命令电压产生单元210响应于所给定的命令频率来确定输出电压的大小。此时，可以通过控制器(未显示)来预定或通过用户来限定基于频率的输出电压的模式。

图3是根据现有技术的用于恒磁通操作的基于频率的输出电压的示例。

也就是，通过响应于所给定的命令频率而根据图3中所示的预定的电压和频率之间的关系来确定命令电压，命令电压产生单元210可以输出命令电压。恒磁通操作是输出与由预定电压-频率比所要求的频率对应的电压。然而，会产生这样的问题，即当由于频率-电压关系或处于要求高转矩低转速的领域而导致负载变化很大时，电动机运转故障。

发明内容

本公开提供一种用于控制感应式电机的设备(在下文中，也称为“感应电动机控制设备”或简称为“设备”)，其被配置为即使当需要大起动转矩或负载变化很大时也能通过在感应电动机的恒磁通操作过程中响应于负载情况而改变电压的大小以及通过防止电动机停止或电动机起动故障来使感应电动机稳定地运转。

在本公开的一个总体方案中，提供了一种用于控制系统中的感应式电机的设备，包括：第一确定单元，其被配置为根据预定的电压-频率关系响应于命令频率来确定命令电压；以及逆变器，其被配置为响应于命令电压来驱动感应电动机，所述设备包括：

第二确定单元，其被配置为确定从逆变器输出至感应电动机的电流的大小；以及

第三确定单元，其被配置为响应于从逆变器输出至感应电动机的电流的大小来确定用于补偿(偏移)命令电压的电压补偿量，其中，第一确定单元输出最终命令电压，最终命令电压即为响应于从第三确定单元接收到的电压补偿(偏移)量而由电压-频率关系所确定的命令电压加上电压补偿量。

优选地，但不是必要地，所述设备可以进一步包括第一转换单元，其被配置为通过将第一确定单元的输出电压转换成静止坐标系上的电压来给逆变器提供第一确定单元的输出电压。

优选地，但不是必要地，所述设备可以进一步包括电流检测单元，其被配置为检测从逆变器输出至感应电动机的电流的大小。

优选地，但不是必要地，所述设备可以进一步包括第二转换单元，其被配置为将电流检测单元的输出转换成同步坐标系上的d轴电流和q轴电流。

优选地，但不是必要地，所述第二确定单元可以提供从逆变器输出至感应电动机的电流的大小以及从逆变器输出至第三确定单元的q轴电流的大小。

优选地，但不是必要地，第三确定单元可以包括：

误差生成单元，其被配置为确定q轴电流的大小与逆变器或感应电动机的额定电流乘以第一增益所得数值之间的差值；

比较单元，其被配置为当误差生成单元的输出大于零(0)时输出‘1’而当误差生成单元的输出小于零(0)时输出零(0)；

除法单元，其被配置为输出从逆变器输出至感应电动机的电流的大小除以逆变器或感应电动机的额定电流乘以第二增益的积所得的数值；

第一乘法单元，其被配置为将除法单元的输出乘以比较单元的输出；

放大单元，其被配置为输出由第一乘法单元的输出乘以第三增益所得的数值；

加法单元，其被配置为将放大单元的输出加上预设偏移电压；以及