[发明专利]三相逆变器带异步电机端子无残压的带速重投系统及方法

说明书

本发明提供了一种三相逆变器带异步电机端子无残压的带速重投系统及方法，三相逆变器在逆变桥输出端增加了LC滤波电路。当三相逆变器故障停机时，为了快速重投，需要估算重投时刻的电机转速，此时通过电流闭环，给电流注入一定频率和幅值的电流，通过检测LC滤波电感L上的电流和电容C上的电压，结合异步电机的数学模型，估算出电机的转子磁链，根据电机转子磁链和定子电流，计算出电机的转差角频率，根据注入的定子频率和计算的转差角频率作差可以求出电机转子角频率，也即可以得到电机转速。本发明不仅提供了逆变器故障停机电机带速且端电压为零时的逆变器重投，也适用于逆变器启动时电机带速且无端电压等状态下的快速投入。

技术领域

本发明涉及电机控制领域，尤其涉及一种三相逆变器带异步电机端子无残 压的带速重投系统及方法。

背景技术

三相逆变器带异步电机运行，当逆变器在启动之前一瞬间异步电机以一定 的转速在运行，或者异步电机运行中逆变器报故障停机，三相IGBT逆变桥(逆 变器)需要在电机带速状态下重新投入，如果电机端电压残压不为零，则可以 通过检测电压，估算得到电机的转速，如果电机端电压残压为零，即不存在残 压，逆变器在电机带速下重投，则需要提供一种能够辨识电机转速的方法，使 得异步电机能够进行快速的带速重投。

发明内容

有鉴于此，针对异步电机运行中逆变器故障停机，且电机端无残压的情况， 本发明提出一种三相逆变器带异步电机端子无残压的带速重投系统及方法。本 发明通过注入一定频率恒定幅值的电流，检测该电流激励下的响应电压，已知 电机电压和电流就可以估算出电机转子磁链，通过转子磁链和电流可以计算出 异步电机的转差角频率，定子角频率是注入的为已知，将定子角频率减去计算 得到的转差角频率就可以得到电机转子角频率，也即求得电机的转速。

本发明提供的一种三相逆变器带异步电机端子无残压的带速重投系统及方 法，系统包括：直流电源、三相IGBT逆变桥、三相异步电机、电机负载和LC 滤波电路；LC滤波电路；所述LC滤波电路包括滤波电感L和滤波电容C；

所述直流电源与所述三相IGBT逆变桥的输入端电气连接；所述三相IGBT 逆变桥的输出端与所述LC滤波电路的输入端电气连接；所述LC滤波电路的输 出端与所述三相异步电机电气连接；三相异步电机与负载通过联轴器连接；

所述三相IGBT逆变桥控制采用芯片DSP。

一种三相逆变器带异步电机端子无残压的带速重投方法，具体包括以下步 骤：

S101：向所述三相异步电机注入预设频率的电流，通过电流闭环控制电流按 照设定的幅值输出，由于电流的作用，电机端子出现感应电压；

S102：将感应电压作为三相异步电机端的输入电压，将预设频率的电流作为 三相异步电机的输入电流，并将所述输入电压和所述输入电流输入至所述芯片 DSP；

S103：所述芯片DSP根据输入电压、输入电流以及三相异步电机数学模型， 计算得到三相异步电机转子磁链；

S104：根据转子磁链和输入电流计算得到三相异步电机的转差角频率；

S105：根据给定的三相异步电机定子频率和所述转差角频率，计算得到三相 异步电机的转子角频率；

S106：根据三相异步电机转子角频率计算得到异步电机端子无残压情况下的 电机转速。

进一步地，步骤S101中，所述预设频率的电流，其电流幅值为电机的空载 电流。

进一步地，步骤S103中，计算得到的三相异步电机转子磁链的公式如式(1) 所示：