[发明专利]铁路机车冷却风扇电机起动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机起动控制方法，尤其涉及一种铁路机车冷却风扇电机起动控制方法，属于铁路机车技术领域。

背景技术

随着电力电子技术的迅猛发展，变流器的应用越来越广泛，在工业控制领域，经常采用变流器驱动风扇电机，进而实现精确的风扇电机转速控制。然而，在铁路机车应用场合下，受成本及安装空间等条件的约束，冷却风扇电机的轴头无法安装转速编码器。在很多情况下，变流器起动时，风扇电机已有较高的初始转速，且其转向并不确定。如果变流器从起动一开始就按一定的频率、电压上升率向冷却风扇电机输出三相交流电，则会使电机的起动电流过大，给机械和电气系统带来振动和冲击，甚至触发过流保护，影响系统的可靠运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种能在任意初始转速及转向下实现平稳起动的铁路机车冷却风扇电机起动控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种铁路机车冷却风扇电机起动控制方法，采用逆变器驱动冷却风扇电机，其特征在于设定逆变器输出频率第一目标值F1和第二目标值F2，且F1＜F2，第一加载率Rp1和第二加载率Rp2，且Rp1＜Rp2，起动时，先按第一加载率Rp1控制逆变器输出频率Fd，当逆变器输出频率Fd在T0时刻达到第一目标值F1后，保持该输出频率F1至T1时刻，从T1时刻起，按加载率Rp2控制逆变器输出频率Fd逐渐达到第二目标值F2；从电机起动开始至T1时刻，采用输出电流限制和中间直流电压限制双闭环控制，输出电流限制闭环输出控制值VD1out，且限制0≤VD1out≤100％，中间电压限制闭环输出控制值VD2out，且限制0≤VD2out≤100％；取VD1out、VD2out两者中较小者为控制值VDout，令调制度ML＝VDout*Mi，其中Mi为风扇逆变器开环控制调制度，用ML控制逆变器输出电压，使输出电流限制在给定的最大起动电流范围之内，并使中间直流电压限制在直流电压限制值范围内。

为了更好地实现本发明的目的，按下述步骤确定所述T1时刻：设定输出电流有效值阈值Icmp、计时器Cnt1的时间设定值Ccmp1和计时器Cnt2的时间设定值Ccmp2，且Ccmp1＞Ccmp2，计时器Cnt1从逆变器输出频率Fd达到F1时开始计时，计时器Cnt2从输出电流有效值Ifdb小于电流有效值阈值Icmp时开始计时，先到时间设定值的时刻即为T1时刻。

本发明的有益效果是,该风扇电机起动控制方法可实现风扇电机在具有初始转速且转向不定的条件下，通过采用输出电流限制和中间直流电压限制双闭环控制，可实现风扇电机平稳的低频制动控制，结合T1时刻的确定方法，在预设低频制动时间的基础上增加输出电路检测及延时控制环节，确保在低频制动结束后，立即进入升速调速模式。本控制方法能够消除风扇电机启动电流大对电气和机械系统的冲击，并且防止由于制动造成的逆变器中间直流电压过压问题。

附图说明

图1为本发明实施例的冷却风扇电机供电主电路原理示意图。

图2是本发明实施例的冷却风扇电机起动过程频率时间Fd-t曲线图；

图3是本发明实施例的定时器1中断子程序流程图；

图4是本发明实施例的风扇电机启动子程序流程图；

图5是本发明实施例的T1时刻标志判断子程序流程图。

具体实施方式

为使本发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参看图1本发明实施例的冷却风扇电机供电主电路原理示意图。三相交流电压自U、V、W接线端子接入，经过三相交流接触器CTT1，输入至由二极管D1～D6组成的三相整流电路变为直流电，经过中间滤波电路C1，输入至由S1～S6组成的三相逆变器电路，变为电压、频率可调的三相交流电，输出至冷却风扇电机M1。