[发明专利]使电动机稳定地停止的装置和方法

说明书

一种使电动机稳定地停止的装置和方法。在该方法中，在停止电动机之前的第一d轴电流参考值(id_ref1)、第一q轴电流参考值(iq_ref1)及第一同步角度(Theta_fed)在停止电动机时，被设定为用于电动机停止的第二d轴电流参考值(id_ref2)、第二q轴电流参考值(iq_ref2)及第二同步角度(Theta_ref)的初始值。并且，由正常控制模式转为停止制动模式，d、q轴分别使用相同的比例积分控制器(4，5)，从而，防止了电动机停止期间的剧烈电流变化和电压变化，使电动机平滑地停止，而不会发生脉动或电动机反向旋转然后才停止的现象。

技术领域

本申请属于电动机控制技术领域，尤其涉及一种使电动机稳定地停止而不至于停止时电动机轴继续旋转或来回摆动的装置和方法。

背景技术

目前使电动机停止的方法包括：逆变器降频法、逆变器输出直流法、以及磁通制动法。

逆变器降频法是指，当使用逆变器驱动电动机时，逆变器按一定的斜率降低输出频率，使得施加给电动机的交流电频率逐渐降低。在此过程中，产生的转矩和电动机的转动方向相反，从电动机的输入端看，电动机做负功，将停止过程中消耗的机械能量往外回馈，从而实现电动机停机。采用该方法，对于大惯量的负载或者快速停止的场合，由于负载的强大惯性，即使输出频率接近0Hz，电动机也会旋转而不会立刻停止。

逆变器输出直流法是指，当使用逆变器驱动电动机时，为使电动机快速停止，逆变器向电动机输出直流电流。当电动机还在旋转时，向电动机的定子绕组注入一定幅值的直流，形成直流静止磁场，旋转的转子切割此静止磁场而产生制动转矩，从而使电动机快速停止。采用该方法，能够加快电动机的停止，但其制动转矩的大小由于直流磁场强度和定/转子磁场的夹角决定。受制于逆变器的过电流能力和电动机的耐受能力，施加给电动机的直流电流是有限的，决定了定子直流磁场强度是受限的。因此，对于惯性很大的运动负载，需要足够大的定/转子磁场夹角才能产生足够大的制动力矩。这就意味着在停止过程中，存在转子过冲而后又被拉回的现象，表现为电动机轴的来回摆动。

磁通制动法是指在增加电动机定子磁通密度的同时减小频率。由于磁通的增大，产生更大的制动转矩，加快感应电动机的停止过程。然而也会产生更大的定子励磁损耗，这部分损耗能量转化为热能，导致电动机温度升高。因此对于频繁制动的场合，磁通制动的使用受到限制。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供一种使电动机稳定地停止的装置(下文简称电动机稳定停止装置)，其包括：频率指令单元，其用于响应转速指令，产生使所述电动机达到所需转速对应的操作频率；正常控制的轴向与角度控制器，其用于在电动机处于正常控制模式时，产生第一q轴电流参考值和第一d轴电流参考值，以及估计出所述电动机的转子磁链的实时位置以得到第一同步角度；制动状态的轴向与角度控制器，其用于在电动机处于制动停止模式时，产生第二q轴电流参考值、第二d轴电流参考值、以及第二同步角度；电流参考值选择单元，其用于在电动机处于正常控制模式时，将所述第一q轴电流参考值和所述第一d轴电流参考值分别作为最终q轴电流参考值和最终d轴电流参考值输出，还用于在电动机处于制动停止模式时，将所述第二q轴电流参考值和所述第二d轴电流参考值分别作为所述最终q轴电流参考值和所述最终d轴电流参考值输出；同步角度选择单元，其用于在电动机处于正常控制模式时，将所述第一同步角度作为最终同步角度输出，还用于在电动机处于制动停止模式时，将所述第二同步角度作为所述最终同步角度输出；其中，所述正常控制模式对应于电动机的正常工作期间，以及在接收到电动机停止命令之后所述操作频率按设定斜坡逐渐减小且大于停止频率的期间；制动停止模式对应于操作频率等于停止频率以及小于停止频率的期间。

根据本申请的另一方面，提供一种使用前述装置实现使电动机稳定地停止的方法。