用于重啟感應電機的方法技術

本公開內容的一種用于重啟感應電機的方法包括：在位置和速度估計操作中估計轉子的位置和所述轉子的速度，在速度參考重置操作中將速度參考重置為與轉子的速度相對應，在電壓幅值調節操作中生成與速度參考相對應的控制電壓以使用控制電壓來調節電壓幅值，以及在重新加速操作中在電壓幅值的調節之后對感應電機重新加速直到目標速度。

【技術實現步驟摘要】

本公開內容涉及一種用于重啟感應電機的方法，并且更具體地涉及一種用于重啟感應電機以便當在逆變器的3相交流電源處發生瞬時功率故障等等時立即重新開始感應電機的操作而不停止感應電機的操作并且之后恢復功率的方法。
技術介紹
感應電機可適用于從風扇或泵到供暖通風空氣調節(HVAC)設施的各種范圍。具體地，使用逆變器的感應電機驅動系統具有提高能量效率的優點，使得其被越來越多地使用。一般地，當在交流輸入電源中發生功率故障時，逆變器在預定時間內阻斷脈寬調制(PWM)輸出。然而，當功率故障是瞬時的時或者當花費很長時間來加速負載時，可能引起工業領域的大量損失以完全停止并且之后重啟機器。因此，需要的是一種用于當在感應電機處于自由運行狀態中時恢復功率時簡單地重啟該機器的方法。在功率故障期間，感應電機轉到自由運行，并且轉子的速度和通量隨時間減小。如果當重啟機器時不考慮變化的位置和速度信息而輸入用于控制的電壓，則可能存在在直流階段的電容器處生成大浪涌電流或再生功率的可能性。即，當直流階段的功率電壓正在升高時，這可能是逆變器的故障原因，使得存在對用于在沒有感應電機的相位電流及其直流階段的功率電壓的驟然升高的情況下重啟感應電機的方法的需要。另外，為了這個目的，為了確保機器的穩定的重啟性能，存在對用于在重啟機器時測量、計算或估計轉子的位置信息及其速度信息的方法的需要。在本公開內容中，由于可能存在其中在感應電機的一些應用中難以附接轉子位置傳感器的情況，將提出應用用于估計轉子的位置和速度信息的估計器的技術。另外，將提出具有能夠在重啟感應電機時防止浪涌電流和再生電壓的生成的配置的新技術。專利技術內容為了解決以上描述的問題，本公開內容的目的是要提供一種用于重啟感應電機以便當在逆變器的3相交流電源處發生瞬時功率故障時重新開始感應電機的操作而不停止感應電機的操作并且之后恢復功率的方法。本公開內容的目的不限于以上描述的，并且本公開內容的其他目的和特征將通過下面的描述認識到并且將通過本公開內容的實施例變得更容易理解。此外，將容易理解本公開內容的目的和特征能夠借助于隨附權利要求及其組合中公開的裝置來實施。為了達到上述目的，本公開內容提供了一種用于在恢復功率的過程中重啟感應電機的方法，其包括：在驅動信號被供應到感應電機時估計轉子的位置及其速度，將速度參考重置為與轉子的所估計的速度相對應，生成與所重置的速度參考相對應的控制電壓以使用控制電壓來調節電壓幅值，以及在已經調節了電壓幅值之后重新加速感應電機直到目標速度。這里，本公開內容還可以包括當轉子的所估計的速度被確定為小于參考速度時阻斷被供應到感應電機的驅動信號。在這點上，電壓幅值調節可以優選被配置為使用轉子的反電動勢的所估計的值和與控制電壓相對應的所生成的電壓參考逐漸地將電壓幅值從轉子的所估計的反電動勢的幅值調節到電壓參考的幅值。在這種情況下，電壓參考可以由基于模型的電壓控制(MVC)或六角形電壓操縱控制(HVMC)生成。同時，位置和速度估計可以被配置為根據轉子反電動勢的所估計的值來估計轉子的速度、同步角度以及位置。此外，轉子反電動勢的所估計的值可以優選使用感應電機的定子電流、定子電壓參考以及參數來估計。如上所述，根據本專利技術，當在逆變器的3相交流電源處發生瞬時功率故障并且之后恢復功率時，可以重啟感應電機的操作而不停止感應電機的操作，使得可以提供能夠防止由于工業領域中的功率故障的成本損失的效力。此外，在重啟感應電機的過程中，諸如速度估計、電壓調節等的功能被實施以便防止浪涌電流和再生電壓的生成，使得可以提供能夠防止對直流階段的逆變器元件和電容器的損壞的額外優點。附圖說明圖1是用于描述根據相關技術的用于重啟感應電機的方法的概念圖。圖2是用于描述根據本公開內容的實施例的用于重啟感應電機的方法的概念圖。圖3是用于描述根據本公開內容的一個實施例的用于重啟感應電機的方法的流程圖。圖4是用于描述使用圖3的電壓調節器的電壓調節方法的曲線圖。具體實施方式將參考附圖詳細描述本公開內容的以上描述的優點、特征和優點，并且因此，本公開內容的技術構思能夠容易地由本領域技術人員實施。此外，在本公開內容的下面的描述中，如果已知的功能和配置的詳細描述被確定為使本公開內容的實施例的解釋模糊不清，則將省略對其的詳細描述。在下文中，將參考附圖詳細描述根據本公開內容的優選實施例。在對附圖的部件給予附圖標記時，相同的附圖標記被給予相同的或相似的部件。圖1是用于描述根據相關技術的用于重啟感應電機的方法的概念圖。參考圖1，為了根據相關技術重啟3相感應電機140，能夠證實提供V/f參考電壓發生器110、脈沖發生器120、逆變器130、電壓測量裝置150、相位檢測器160、電壓補償值計算器170等。V/f參考電壓發生器110生成V/f參考電壓。脈沖發生器120將在V/f參考電壓發生器110處生成的參考電壓轉換成門控信號以通過門控驅動電路將開關信號傳輸到逆變器130。逆變器130是電壓類型逆變器并且用于將電壓施加到3相感應電機140。電壓測量裝置150用于測量在3相感應電機140與逆變器130之間的繞組電壓。相位檢測器160用于估計所測量的電壓的幅值、頻率和相位。電壓補償值計算器170計算經校正的電壓參考和速度、頻率參考等以生成關于V/f參考電壓發生器110的電壓補償值。即，當功率故障發生時，來自脈沖發生器120的門控信號的輸出被阻斷，并且3相感應電機140通過慣性自由地運行。當3相感應電機140自由地運行時，通過電壓測量裝置150測量的在機器的輸入端處的電壓是3相感應電機140的殘留電壓，并且殘留電壓的頻率與轉子的速度相同。因此，通過相位檢測器160估計殘留電壓的幅值、頻率和相位。并且之后，使用殘留電壓的所估計的幅值、頻率和相位，在3相感應電機140的重啟時間處計算經校正的電壓參考，使得其被使用在重啟操作中。在重啟之后，電壓的幅值被增大以便與V/f參考電壓發生器110的先前使用的電壓參考相對應，并且其被切換到先前的V/f操作以返回到正常操作狀態。為了參考，要指出如上所述的根據相關技術的用于重啟感應電機的方法是指ChoiSeungCheol、HongChanUk、YooAnNoh的文章“Restartingstrategyofmedium-voltageinverterwithvoltagesensor”(theKoreanInstituteofPowerElectronics,2014AnnualFallConferenceofPowerElectronics'2014，2014年11月，第81～82頁)。如上所述，盡管根據相關技術的用于重啟感應電機的方法具有由于V/f控制的特性而簡化實施方式的優點，但是因為未精確地檢測到轉子的位置和速度，所以存在未有效地進行重啟的問題。此外，由于瞬時響應特性是低的，所以存在如下問題：可以瞬時生成大浪涌電流。另外，由于使用了電壓傳感器，所以存在如下額外問題：增大整個系統的配置成本。圖2是用于描述根據本公開內容的實施例的用于重啟感應電機的方法的概念圖。參考圖2，為了實施根據本公開內容的實施例的用于重啟3相感應電機260的方法，能夠證實速度參考輸出單元210、速度控制器220、電壓參考發生器230、脈本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于在恢復功率的過程中重啟感應電機的方法，包括：當驅動信號被供應到感應電機時估計轉子的位置和所述轉子的速度；將速度參考重置為與所述轉子的所估計的速度相對應；生成與所重置的速度參考相對應的控制電壓以使用所述控制電壓來調節電壓幅值；以及在已經調節了所述電壓幅值之后重新加速所述感應電機直到目標速度。

【技術特征摘要】
2015.09.09 KR 10-2015-01275831.一種用于在恢復功率的過程中重啟感應電機的方法，包括：當驅動信號被供應到感應電機時估計轉子的位置和所述轉子的速度；將速度參考重置為與所述轉子的所估計的速度相對應；生成與所重置的速度參考相對應的控制電壓以使用所述控制電壓來調節電壓幅值；以及在已經調節了所述電壓幅值之后重新加速所述感應電機直到目標速度。2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述速度參考重置包括：(a)確定所述轉子的所估計的速度是否等于或大于參考速度；以及(b)當所述轉子的所估計的速度被確定為等于或大于所述參考速度時將所述速度參考重置為與所述轉子的所估計的速度相對應。3.根據權利要求2所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李學俊，俞安勞，金世煥，石準基，
申請(專利權)人：LS產電株式會社，嶺南大學校產學協力團，
類型：發明
國別省市：韓國;KR