[发明专利]异步电机最优节能电压跟踪方法

说明书

一种异步电机最优节能电压跟踪方法，由包括控制器单元、调压器单元、电流检测单元的装置实现。所述电流检测单元将检测的异步电机定子电流信息传送至控制器单元；控制器单元根据异步电机定子电流大小计算最优节能电压，得到最优节能电压控制量并传送至调压器单元；调压器单元输入三相交流电源，根据最优节能电压控制量进行调节，输出三相交流调节电压连接至异步电机，使输出的三相交流调节电压为最优节能电压。所述方法通过检测电机电流值判断电机带载运行状况，检测、控制简单；能够良好地跟踪电机负荷变化，当电机处于空载或轻载运行时，自动降低电机定子电压并维持轻载运行时带载能力不变，使电机损耗降低。

技术领域

本发明涉及一种异步电机节能控制方法，尤其是一种异步电机最优节能电压跟踪方法。

背景技术

在异步电动机驱动的工业负载中，有很多负荷的功率曲线在重载、轻载及空载之间周期性大幅度变化，当负载小于异步电机额定值1/3时，即俗称“大马拉小车”，这时电动机的效率和功率都很低，因而轻载、空载节能问题近年来为广大电机技术工作者所重视。随着通用变频器的广泛应用，异步电机节能运行一般采用调速手段予以实现，但是对于周期性负载下运行的异步电机，并且对于对转速没有要求的负载，考虑变频器价格等因数，可引入调压节能方案。

异步电动机的总损耗由定子铜耗、转子铜耗、定子铁耗、机械损耗以及杂损耗几部分组成。电动机轻载时，输出功率减小，转子铜耗会随之减小，但是由于电压不变，定子铁耗、机械损耗、杂损耗基本不变。由于励磁电流维持不变，定子电流减小的很少，定子铜耗降低不多，因此电机的效率和功率因数下降。如果在轻载时适当降低定子端电压，励磁电流减小，定子铜耗降低明显，铁损耗也将减小，从而降低总损耗，使电机的效率和功率因数提高。

目前，异步电机调压节能控制方法，主要有最小工作电流控制、最小有功功率控制、最小功率因数角控制、恒功率因数角控制，各控制方法各有侧重。异步电动机的空载电流为其额定值电流的20％—70％，其中大功率异步电动机空载电流为其额定值的20％—30％。当异步电动机处于空载和轻载运行状况时，保证异步电动机带负载能力不变的前提下，进一步探究异步电动机降低定子侧电压后的节能空间，特别是考虑杂散损耗电阻的情况下的异步电机最优节能电压跟踪方法，提高了最优电压跟踪精度，具有现实的工程意义。

发明内容

为了解决异步电动机处于空载、轻载运行状态下，调节电源电压进行节能运行的技术问题，本发明提供了一种异步电机最优节能电压跟踪方法，由包括控制器单元、调压器单元、电流检测单元的装置实现。

所述电流检测单元将检测的异步电机定子电流大小信息传送至控制器单元；所述控制器单元根据异步电机定子电流大小计算最优节能电压，得到最优节能电压控制量并传送至调压器单元；所述调压器单元输入三相交流电源，根据最优节能电压控制量进行调节，输出三相交流调节电压连接至异步电机，使输出的三相交流调节电压为最优节能电压。

所述控制器单元根据异步电机定子电流大小计算最优节能电压，最优节能电压为异步电机定子电流的一元函数。

所述最优节能电压为异步电机定子电流的一元函数，该一元函数中包括的异步电机参数有杂散损耗电阻。

所述最优节能电压为异步电机定子电流的一元函数，该一元函数中包括的异步电机参数还有定子电阻、转子阻抗、同步机械角速度、相数、等效电导。

进一步地，设所述最优节能电压为U，异步电机定子电流为I，最优节能电压U与异步电机定子电流I之间的关系是

其中参数

U₁为异步电机定子额定电压，

C₁为校正系数，

C₁为校正系数，且