[其他]变频、变压交流电动机驱动装置

说明书

本发明涉及控制交流电动机运行用的装置，更详细地说是涉及变频、变压交流电动机驱动装置。

本发明提供了一种通过改变交流电动机电源频率和电源电压以控制交流电动机转速的方法和装置。根据本发明，交流电源经全波整流后，加到直流链路上，再变换成频率和电压都可变的电源，最后加到电动机上。电动机的转速控制是通过控制变换器的输出电压和输出频率来完成的。变换器的输出频率则由速度控制给定值来进行控制。

控制逻辑电路以地为基准点，并不浮动在直流链路电压上。控制逻辑电路与直流链路电压隔离，这样提高了安全性，并使控制逻辑电路可直接与过程控制设备连接。

供应给电动机的电流是经过监控的，且电流信号与直流链路电压隔离。当受监控的电动机电流超过预定的电动机限流给定值时就出现限流情况。电动机在加速过程中进入限流情况时，驱动装置就使加速速率降低，直至电动机电流降低至限流情况以下为止。若电流继续进入限流并超出更高的第二阈值，电动机就减速以克服过电流情况。若这些控制操作都无济于事而电流还是进一步超出限流值，则电动机驱动装置就跳闸，脱离线路。

若在电动机减速过程中出现过电流情况，则加速速率控制电路受抑制，使减速速率增加，因而使电动机以更低的速率减速，从而使电动机电流下降至限流值以下。

为实现控制、警报和跳闸各项功能，对直流链路电压进行了监控，并将其与一系列给定值进行比较。当转速受控制的电动机减速时，电动机可能进入负的转差率（go    into    negative    slip），从而作为发电机运行，使直流链路电压上升。减速速率控制装置控制电动机的减速。直到直流链路电压超过第一预定电压值。在直流链路电压超过第一预定电压情况下，加速速率控制装置受抑制，以确保电动机驱动装置不会测检到限流情况并使电电动机减速，从而使电动机进一步进入限流情况;减速速率控制的作用是以较低的速率使电动机减速，从而使直流链路电压降至第一预定电压值以下。万一减速速率控制不奏效，而直流链路电压超出第二预定给定值，则能量回输电路（pump    back    circuit）启动，使至少一部分产生的电能返送回交流电源中。若能量回输电路未能防止直流链路电压超过大于第二预定电压给定值的第三预定电压给定值，则电动机加速，作为降低直流链路电压的最后一手控制操作。若直流链路电压继续上升并超过第四预定电压给定值，则变频变压电动机驱动装置跳闸，脱离线路，以保护变换器中的固体开关。

在电动机低频，低速运行时加到电动机上的电压，要比如果电动机处于恒定的电压/频率比运行时所加的电压要高。

根据本发明，电动机的转速可以保持恒定，可以从零速加速到预定的运行速度，或从某一运行速度加速到更高的运行速度，从转高的运行速度减速到较低的运行速度，也可以将转速减速至零。令方向指令信号反向，可以使电动机反转，于是电动机驱动装置会使电动机减速至零，倒转转向，并使电动机再加速到相应于速度控制给定值的转速。

图1是根据本发明的变频交流电动机驱动装置的原理图;

图2是监控直流链路电流和电压的原理图;

图3是变频交流电动机驱动装置的电压和频率控制原理图;

图4是表示监控各种电压和电流情况的比较器和报警器的方框图;

图5是表示电压和频率关系的曲线图，显示了升压和升压斜率在低频时对电压/频率关系曲线的影响。