[发明专利]一种异步电机转速控制器及异步电机转速控制方法

说明书

一种异步电机转速控制器及其应用的转速控制方法，转速控制器包括驱动电压控制电路、电压检测电路、晶闸管状态检测电路、微处理器；驱动电压控制电路包括晶闸管，其包括第一开关电路串联在交流电源与电机绕组之间；电压检测电路与交流电源并联，检测其瞬时电压；晶闸管状态检测电路分别与第一开关电路的两端连接，检测晶闸管的通断角度；微处理器分别与驱动电压控制电路、电压检测电路、晶闸管状态检测电路连接，接收瞬时电压、通断角度及控制晶闸管通断；微处理器存储有电压‑转速对应表，由目标转速查寻目标驱动电压，结合由当前调速周期的瞬时电压、通断角度得出的当前调速周期的驱动电压，计算得出下一个调速周期的通断角度以控制晶闸管通断。

技术领域

本发明属于异步电机调速技术领域，具体地说，是涉及一种异步电机转速控制器及一种异步电机转速控制方法。

背景技术

三相异步电机转速控制主要包括变频、变极及改变转差率三种调速方式。变频调速是通过改变电机电源电压的频率对电机的转速进行控制，是最直接也是目前最流行的调速方式。但是，其主要的控制部件为IGBT，且需要先整流、稳压，再进行逆变，因此存在成本高，电路复杂，故障率高、CPU占用率高等缺点。变极调速是用改变定子绕组的接线方式改变笼型电动机的定子极对数实现电机的调速，其具有较硬的机械特性，稳定性良好。但是，其为有级调速，且级差较大，不能获得平滑调速。改变转差率调速包括调压调速、绕线电机转子串电阻调速及绕线式电机串级调速。转子串电阻、串电感等改变电机特性曲线的调速方式，以及励磁调速等更改转速传输特性的机械调速方式也存在电路复杂、成本高昂、维护困难等缺点。调压调速，主要为多级变压器或者晶闸管改变电机定子绕组两端的电压而改变转动力矩，进而实现调整转速的调速方式。

上述调压调速中的晶闸管属于半控器件，常用于电机的软启动领域，因其控制输出精度较差，输出受输入电压、负载功率因数波动的直接影响，使电机的调速控制精度较差，所以，现在人们已很少关注电机晶闸管调压控速。但晶闸管发展经历了半个多世纪，价格低廉，驱动电路简单，尤其在高压领域，具有IGBT无法比拟的优势，其性能可靠，控制对整个CPU资源的需求也少。

发明内容

本发明提供一种异步电机转速控制器及异步电机转速控制方法，提高晶闸管调压调速的精度，成本较低，CPU占用率较低。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种异步电机转速控制器，所述异步电机包括电机绕组，其与交流电源连接，所述异步电机转速控制器包括驱动电压控制电路、电压检测电路、晶闸管状态检测电路、微处理器；

所述驱动电压控制电路包括晶闸管，其包括第一开关电路；所述第一开关电路串联在所述交流电源与所述电机绕组之间，控制所述交流电源与所述电机绕组的通断使所述电机绕组加载驱动电压；

所述电压检测电路分别与所述交流电源的火线和零线连接，检测所述交流电源的瞬时电压；

所述晶闸管状态检测电路分别与所述第一开关电路的两端连接，检测所述晶闸管的通断角度；

所述微处理器分别与所述驱动电压控制电路、所述电压检测电路、所述晶闸管状态检测电路连接，并接收所述瞬时电压、所述通断角度及控制所述晶闸管通断；所述微处理器存储有多个驱动电压值对应特定负载下的转速的电压-转速对应表，并由目标转速查找所述电压-转速对应表得出目标驱动电压；所述微处理器由当前调速周期的所述瞬时电压、所述通断角度计算得出当前调速周期的所述驱动电压，由当前调速周期的所述驱动电压、所述目标驱动电压进行计算得出下一个调速周期的所述通断角度并控制所述晶闸管通断调整下一个调速周期的所述驱动电压。

为了使电机转速快速稳定，当前调速周期的所述驱动电压、所述目标驱动电压通过PID控制算法计算得出下一个调速周期的目标输出电压并由所述目标输出电压计算得出下一个调速周期的所述通断角度。