一種電機系統應對供電不穩的處理方法
2023-07-22 22:47:56 3
一種電機系統應對供電不穩的處理方法
【專利摘要】一種應對電機系統供電不穩的處理方法，包括速度傳感器(3)，電壓傳感器(1)，其特徵是，還包括電機控制器(2)，經過算法控制，通過脈衝寬度調製整流器(21)輸出三相脈衝信號，控制電機(4)運行，在供電穩定時，使用速度傳感器(3)作為閉環控制，力矩信號Trq*由速度ωr經過PI調節器得到，當供電不穩時，力矩信號Trq*由Udc經過PI調節器得到，保證系統能夠穩定運行，待供電穩定後，切換回ωr控制。本發明結構簡單，安裝方便，安全可靠，使用範圍廣。
【專利說明】一種電機系統應對供電不穩的處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及壓縮機、風機、伺服、架線式車輛等的電機系統，具體為電機系統保持運行的處理方法。
【背景技術】
[0002]目前電機系統得到廣泛應用，高性能矢量控制方式大大解決了能源、改善了運行效果，尤其是在水泵、壓縮機、車輛等行業，由電源輸出的直流電經過逆變器逆變成三相交流電後輸入至電機，驅動電機進行力矩輸出。由於在偏遠地區會出現供電不穩現象，電壓會瞬時跌落幾秒，導致電機控制器會出現欠壓保護，進入故障態，有時甚至斷電。等待電網恢復，但是壓縮機等電機系統再次啟動負載很大，需要停機一段時間才能再啟動，嚴重影響電機系統工作。
[0003]本發明為解決在供電不穩期間的停機問題，使用環路切換，採用發電的方式來維持母線電壓，等待電網恢復，實現了斷電期間平穩過渡。
[0004]目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報導，也尚未收集到國內外類似的資料。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於針對現有在供電不穩期間的停機問題，使用環路切換，採用發電的方式來維持母線電壓，等待電網恢復，實現了斷電期間平穩過渡。
[0006]為了達到上述發明目的，本發明為解決其技術問題所採用的技術方案是提供一種供電不穩工況時電機系統的處理方法，保證在供電不穩期間不停機，恢復後能夠正常運行，通過對於電機系統控制環路的切換來達到這個效果。
[0007]本發明採用控制環路策略，正常運行時採用速度控制方式，給定轉速(ωι.*)和反饋轉速(ωΓ)經過一個PI調節器，輸出力矩(Trq*);當脫網工況發生時，環路切換至電壓控制方式，給定電壓(Udc*)和反饋電壓(Udc)經過一個比例調節(K)，輸出力矩(Trq*)，變為發電狀態；當電網恢復時，返回至速度控制模式。
[0008]本發明不需要額外的硬體電路和傳感器，即能達到不停機的運行狀態。
[0009]本發明通過如下技術方案達到發明目的:
[0010]一種應對電機系統供電不穩的處理方法，包括速度傳感器，電壓傳感器，其特徵是，還包括電機控制器，經過算法控制，通過脈衝寬度調製整流器輸出三相脈衝信號，由輸入的直流電逆變成交流電，通過三相線連接電機，控制電機旋轉，旋轉的信號通過速度傳感器傳回電機控制器。電機控制器選用數位訊號處理器或單片機。
[0011]在供電不穩時，按如下步驟一次進行:
[0012]a.脫網發生期間(tl?t2)，母線電壓從V5:310V開始跌落，但控制器當時是無法通過電壓傳感器(I)檢測該狀態；
[0013]b.直至電壓跌落至V2:220V時(t2)，啟動電壓環控制，給定力矩(Trq*)給定從速度環控制(23)切換電壓環控制(22)，，即電壓控制在V3:230V ；
[0014]c.當電網開始恢復(t3?t4)，母線電壓開始抬升，但是由於電機控制還在電壓環，電壓環輸出(22),即電動狀態；
[0015]d.當電壓到達V4:260V時，控制模式從電壓環控制(22)切回速度環控制(23)。
[0016]在整個脫網工況期間，控制器一直處於工作狀態，期間使用動能轉換為電能，保證系統始終處於有電狀態，保證在電網恢復時能夠快速切換到正常運行狀態，而不必要增加其他的額外設備，增加了電機系統的可靠性，可以廣泛應用於電機驅動設備，如新能源汽車、水泵、壓縮機等。本發明的有益效果是:結構簡單、安裝方便、反應靈敏、安全可靠，使用範圍廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]附圖1為控制環路策略示意圖；
[0018]附圖2為電壓不穩期間母線電壓示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。
[0020]附圖1為控制環路策略示意圖，由轉速控制迴路和電壓控制迴路組成。正常運行時採用速度控制方式，給定轉速(《r*)和反饋轉速(ωΓ)經過一個PI調節器，輸出力矩(Trq*);當脫網工況發生時，環路卻換至上方:電壓控制方式，給定電壓(Udc*)和反饋電壓(Udc)經過一個比例調節(K)，輸出力矩(Trq*)，變為發電狀態；當電網恢復時，返回至速度控制模式。
[0021]一種應對電機系統供電不穩的處理方法，包括速度傳感器，電壓傳感器，其特徵是，還包括電機控制器，經過算法控制，通過脈衝寬度調製整流器輸出三相脈衝信號，由輸入的直流電逆變成交流電，通過三相線連接電機，控制電機旋轉，旋轉的信號通過速度傳感器傳回電機控制器。
[0022]附圖2為母線電壓值示意圖，很清楚的顯示了供電不穩過程中母線電壓變化情況，電壓值僅作為示意，分為5個步驟:
[0023]在tl時脫網發生，但是控制器未得知，繼續正常工作；
[0024]脫網發生期間(tl?t2)，母線電壓從V5:310V開始跌落，但控制器當時是無法檢測該狀態；
[0025]直至電壓跌落至V2:220V時(t2)，啟動電壓環控制，給定力矩(Trq*)給定從力矩環輸出改為電壓環輸出，控制目標由轉速ω改為母線電壓Udc，即電壓控制在V3:230V ;
[0026]當電網開始恢復(t3?t4)，母線電壓開始抬升，但是由於電機控制還在電壓環，所以出的力矩為正力矩，即電動狀態；
[0027]當電壓到達V4:260V時，控制模式從電壓控制切回速度控制。
[0028]在整個脫網工況期間，控制器一直處於工作狀態，期間使用動能轉換為電能，保證系統始終處於有電狀態，保證在電網恢復時能夠快速切換到正常運行狀態。
[0029]在臺架和壓縮機系統使用本方案的方法測試短時斷電工況，工作正常，沒有發生誤判和保護的問題，在電網恢復後能立即恢復正常工作。
【權利要求】
1.一種應對電機系統供電不穩的處理方法，包括速度傳感器(3),電壓傳感器(I),其特徵是，還包括電機控制器(2)，經過算法控制，通過脈衝寬度調製整流器(21)輸出三相脈衝信號，由輸入的直流電逆變成交流電，通過三相線連接電機(4)，控制電機旋轉，旋轉的信號通過速度傳感器(3)傳回電機控制器(2)。
2.如權利要求1所述的控制裝置，其特徵是電機控制器(2)選用數位訊號處理器或單片機。
3.如權利要求1或2所述的供電不穩的處理方法，其特徵是:在供電不穩時，按如下步驟一次進行: a.脫網發生期間(tl?t2)，母線電壓從V5:310V開始跌落，但控制器當時是無法通過電壓傳感器(I)檢測該狀態； b.直至電壓跌落至V2:220V時(t2)，啟動電壓環控制，給定力矩(Trq*)給定從速度環控制(23)切換電壓環控制(22)，即電壓控制在V3:230V ； c.當電網開始恢復(t3?t4)，母線電壓開始抬升，但是由於電機控制還在電壓環，電壓環輸出(22),即電動狀態； d.當電壓到達V4:260V時，控制模式從電壓環控制(22)切回速度環控制(23)。
4.如權利要求3所述的應對供電不穩的處理方法，其特徵是:在整個脫網工況期間，控制器一直處於工作狀態，期間使用動能轉換為電能，保證系統始終處於有電狀態，保證在電網恢復時能夠快速切換到正常運行狀態。
【文檔編號】H02P23/00GK104242778SQ201410490125
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2014年9月24日
【發明者】殷浩, 鄒勇 申請人:蘇州御驅電子技術有限公司