一种高压变频调速装置的软启动方法
【专利摘要】本发明提供了一种高压变频调速装置的软启动方法，拖动电动机从0Hz，开始启动，使高压变频调速装置的输出电压的频率从低到高逐步增加至额定频率，输出电压的幅值随频率的增加相应增加，使转子的转速随着上升，直到额定转速；在整个调频过程中，以5Hz为临界点分为低频部分和高频部分；主控制器在高频部分时发送给功率单元的控制量是电压和频率，在低频部分时发送给功率单元的控制量是电压、角度和角速度。本发明提供的方法即使在很低的频率下，输出电压波形仍按照正弦分配；低频部分降低载波频率，提高脉冲宽度，改善了输出电压波形的质量；实现了低频和高频的无扰切换，在整个频率范围输出需要的正弦波，并使得整个过程电机电流满足要求。
【专利说明】 一种高压变频调速装置的软启动方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种软启动方法，尤其涉及一种采用单元串联多重化技术后的高压变频调速装置的软启动方法，属于高压变频调速装置【技术领域】。
【背景技术】
[0002]采用单元串联多重化技术的高压变频调速装置，通常起动频率为5Hz，在很大程度上降低了电动机的起动电流，但是对于电机电流还是有一个冲击。此外，从5Hz开始起动，只适用于异步起动，不适用于同步起动，无法完成同步电动机的变频起动。
[0003]同步电动机的变频起动,是通过改变定子旋转磁场的转速利用同步转矩来起动，要求在开始起动的时候，转子加上励磁且把定子电源的频率调得很低，然后逐步增加到额定频率，使转子的转速随着定子旋转磁场的转速而同步上升，直到额定转速。整个调频过程中，以5Hz为临界点分为低频部分和高频部分，即0?5Hz为低频部分，5?50Hz为高频部分。低频部分频率低，输出电压低，脉冲宽度窄，运行周期长，波形很不理想。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种高压变频调速装置的软启动方法，在低频部分降低载波频率，提高脉冲宽度，改善输出电压波形的质量，实现低频和高频的无扰切换。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种高压变频调速装置的软启动方法，其特征在于:拖动电动机从OHz,即静止状态,开始启动,使高压变频调速装置的输出电压的频率从低到高逐步增加至额定频率，高压变频调速装置的输出电压的幅值随频率的增加相应增加，使转子的转速随着高压变频调速装置的输出电压的频率的增加而上升，直到额定转速；
[0006]在高压变频调速装置整个调频过程中，以5Hz为临界点分为低频部分和高频部分，即0?5Hz为低频部分，5?50Hz为高频部分；
[0007]主控制器在高频部分时发送给功率单元的控制量是电压和频率，主控制器在低频部分时发送给功率单元的控制量是电压、角度和角速度，在5Hz的时候进行控制方式的切换，使在5Hz的时候高压变频调速装置输出电压波形不发生突变。
[0008]优选地，所述高压变频调速装置在高频部分，同步周期的频率与输出电压的频率相一致；而在低频部分，采用固定的同步时间，与输出电压的频率不一致。
[0009]本发明提供的高压变频调速装置的软启动方法针对低频部分频率低、运行周期长的特征，采用固定同步时间进行通信控制；低频部分和高频部分的通信控制量不同，但是表示的数据可以互相转换，保证了 5Hz时输出波形不突变。
[0010]一个电压相量由三个控制量确定:幅值、频率、相角。低频部分和高频部分时的两种控制方式的电压是一样的，都是对应输出电压的幅值。高频部分的控制方式，固定了每个同步时刻输出的A相电压相角，因此只需要电压和频率两个量就能确定高压变频调速装置的输出电压波形。低频部分的角度控制量是确定高压变频调速装置输出电压相角的，角速度=2 Ji *频率，因此低频部分的角速度控制量是确定高压变频调速装置输出电压频率的。
[0011]在5Hz进行切换时，进行角度的微调，使高压变频调速装置输出A相电压相角为规定值时再进行控制方式的切换，就能够保证切换前后高压变频调速装置的输出电压波形不突变。
[0012]本发明提供的方法的有益效果是:即使在很低的频率下，输出电压波形仍按照正弦分配；低频部分降低载波频率，提高脉冲宽度，改善了输出电压波形的质量；实现了低频和高频的无扰切换，在整个频率范围输出需要的正弦波，并使得整个过程电机电流满足要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为不同载波周期产生的PWM脉冲示意图。
【具体实施方式】
[0014]为使本发明更明显易懂，兹以一优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0015]本发明提供的高压变频调速装置的软启动方法是:拖动电动机从OHz (即静止状态)开始启动，通过改变高压变频调速装置的输出电压，在开始启动时把高压变频调速装置输出电压的频率调得很低，然后逐步增加到额定频率，高压变频调速装置的输出电压的幅值随频率的增加相应增加，使转子的转速随着高压变频调速装置的输出电压的频率的增加而上升，直到额定转速。
[0016]在高压变频调速装置整个调频过程中，以5Hz为临界点分为低频部分和高频部分，即0?5Hz为低频部分，5?50Hz为高频部分。
[0017]主控制器在高频部分时发送给功率单元的控制量是电压和频率，主控制器在低频部分时发送给功率单元的控制量是电压、角度和角速度，固定同步时间为200ms，功率单元根据接收到的电压、角度和角速度，确定高压变频调速装置需要输出电压的幅值、频率和相角，采用脉宽调制算法确定输出脉冲宽度。
[0018]高压变频调速装置在高频部分，同步周期与输出电压的频率相一致，即高频部分的同步时间等于高压变频调速装置输出电压的频率周期，因此高压变频调速装置输出电压频率在一个同步时间内是固定的。低频部分由于控制量由2个变成了 3个，在一个同步时间内，高压变频调速装置的输出电压频率是可以变化的，满足不同的升频和降频要求。
[0019]图1为不同载波周期产生的PWM脉冲示意图，高频部分载波频率fk2为2kHz，对应载波周期为Tk2，低频部分采用了更低的载波U。频率fkl为200Hz，对应更大的载波周期Tkl，对应同一个调制波提高了输出脉冲宽度Tpl，从而改善了输出脉冲宽度过低带来的不利影响。图1中，Tk2、Tp2对应于高频部分2kHz时载波频率的载波周期和输出脉冲宽度。fkl〈fk2，Tki〉Tk2。
[0020]本发明提供的高压变频调速装置的软启动方法针对低频部分频率低、运行周期长的特征，采用固定同步时间进行通信控制；低频部分和高频部分的通信控制量不同，但是表示的数据可以互相转换，保证了 5Hz时输出波形不突变。
[0021]一个电压相量由三个控制量确定:幅值、频率、相角。低频部分和高频部分时的两种控制方式的电压是一样的，都是对应输出电压的幅值。高频部分的控制方式，固定了每个同步时刻输出的A相电压相角，因此只需要电压和频率两个量就能确定高压变频调速装置的输出电压波形。低频部分的角度控制量是确定高压变频调速装置输出电压相角的，角速度=2 Ji *频率，因此低频部分的角速度控制量是确定高压变频调速装置输出电压频率的。
[0022]在进行低频部分与高频部分的无扰切换时，保证输出电压波形一致情况下，即满足高压变频调速装置输出电压的幅值、频率和相位要求时，进行角度的微调，使高压变频调速装置输出A相电压相角为规定值时再进行控制方式的切换，使升频和降频过程能够连续输出，就能够保证切换前后高压变频调速装置的输出电压波形不突变。
【权利要求】
1.一种高压变频调速装置的软启动方法，其特征在于:拖动电动机从OHz，即静止状态，开始启动，使高压变频调速装置的输出电压的频率从低到高逐步增加至额定频率，高压变频调速装置的输出电压的幅值随频率的增加相应增加，使转子的转速随着高压变频调速装置的输出电压的频率的增加而上升，直到额定转速； 在高压变频调速装置整个调频过程中，以5Hz为临界点分为低频部分和高频部分，即0?5Hz为低频部分，5?50Hz为高频部分； 主控制器在高频部分时发送给功率单元的控制量是电压和频率，主控制器在低频部分时发送给功率单元的控制量是电压、角度和角速度，在5Hz的时候进行控制方式的切换，使在5Hz的时候高压变频调速装置输出电压波形不发生突变。
2.如权利要求1所述的一种高压变频调速装置的软启动方法，其特征在于:所述高压变频调速装置在高频部分，同步周期的频率与输出电压的频率相一致；而在低频部分，采用固定的同步时间，与输出电压的频率不一致。
【文档编号】H02P6/20GK103701374SQ201310695714
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】逯乾鹏, 顾立刚, 周蕴花, 赵莉, 唐小亮, 张林云 申请人:上海发电设备成套设计研究院, 上海科达机电控制有限公司