[发明专利]瞬时断电后再起动驱动同步电机的变换器的装置

说明书

本发明涉及一种用于在瞬时断电后再起动驱动同步电机的变换器的装置，尤其涉及这样的装置它在旋转线（spinning    lines）或类似工作线中供电瞬时中断之后电源重新建立时再起动变换器，其中此变换器成组地控制一些同步电机。

在瞬时断电之后用于恢复的常规再起动方法通常是在变换器失电时停止变换器的输出，并在后来恢复供电时恢复该输出。在电源恢复时开始再起动操作，变换器的输出频率被设置得与变换器停止时的频率相同，并且只逐渐增大输出电压。

常规方法中，再起动时变换器的输出电压将与电机端子上的电压相位不同，因为再起动时间是随机设置的。

结果是，再起动时的冲击电流可能变大。这引起一个问题，即变换器的容量和设备面积变大，并且费用增加。

另外，当电机由于重载而速度变化大时，在恢复变换器时必须采取下述缓慢的步骤。首先，在再起动之后利用限流操作逐渐降低变换器的输出频率，直到电机转速与输出频率匹配，然后将电机再加速至原速率。

这造成另一个问题，即再起动时间加长，因为电机恢复到原转速需要很长时间。

因此，本发明的一个目的在于提供一种用于在瞬时断电后再起动驱动同步电机的变换器的装置，它能够通过降低再起动时的冲击电流而避免增加容量，并且此外缩短再起动时间。

本发明提供一种用于在瞬时断电后再起动驱动同步电机的变换器的装置，当断电之后由一个电源向变换器提供的电力重新建立时，该装置再起动变换器，该装置包括：

用于检测同步电机的一个端电压的一个相关量的检测装置;

用于检测同步电机的端电压的频率的频率检测装置;

用于检测同步电机的端电压与变换器的一个输出电压命令值之间的相位差的相位差检测装置;

用于探测电源断电的装置;

用于在电源断电期间根据频率检测装置和相位差检测装置的输出信号实现同步控制使得变换器的输出电压命令值的频率和相位与同步电机的端电压的频率和相位相互匹配的装置;以及

用于在断电之后完成同步控制的同步的情况下再起动变换器的装置。

在此，检测装置可以包括一个检测器，它检测作为同步电机的端电压的相关量的同步电机的磁通量（flux）;频率检测装置可以包括一个周期检测器，它根据检测磁通量的检测器的输出检测端电压的周期，以及包括一个频率计算器，它从端电压的周期中计算出端电压的频率。

检测装置可以包括一个检测器，它检测作为同步电机的端电压的相关量的同步电机的磁通量（flux）;相位差检测装置可以包括一个相位差检测器，它根据同步电机的磁通量检测值和磁通量命令值检测同步电机的端电压与变换器的输出电压命令值之间的相位差，还包括一个相位控制器，它根据相位差检测器的一个输出信号执行同步控制。

周期检测器可以包括一个将磁通量检测值同零值比较的比较器，以及一个对比较器的输出宽度进行计数的计数器。

相位差检测器可以包括一个相位差脉冲发生器，它产生的脉冲的宽度与同步电机的磁通量检测值与变换器的磁通量命令值之间的相位差成正比;并且包括一个计数器，它对相位差脉冲的宽度进行计数。

根据本发明，在瞬时断电期间，变换器的输出电压根据频率检测装置和相位差检测装置的输出得以控制，使得其频率和相位与同步电机自由转动时的端电压的频率和相位相匹配。电源重新建立后，在已完成同步的条件下变换器的输出得以恢复。

结果是，减小了再起动时同步电机的转速变化。这使消除需要长时间稳定转速问题成为可能，因而缩短了再起动时间。

另外，因为只有在变换器的输出的频率和相位通过同步控制而与同步电机的频率和相位匹配后才允许变换器的输出，所以减小了再起动时的冲击电流。这使得可能避免增大变换器的容量，从而降低其费用和设备面积。

本发明的上述及其他目的、效果、特点及优点经过以下结合附图对实施例的详细说明之后将会更加明显。

图1中的框图显示了根据本发明的用于在瞬时断电后再起动驱动同步电机的变换器的装置的一个实施例;

图2中的框图显示了图1所示实施例的更具体的结构;

图3中的时序图图示了图1和2所示实施例的操作;

图4中的框图示出了图2中的周期检测器;

图5中的框图显示了图2中的相位差检测器;以及

图6图示了用于解释周期检测器和相位差检测器的工作波形。

现在参照附图说明本发明。