一种电机系统应对供电不稳的处理方法
【专利摘要】一种应对电机系统供电不稳的处理方法，包括速度传感器(3)，电压传感器(1)，其特征是，还包括电机控制器(2)，经过算法控制，通过脉冲宽度调制整流器(21)输出三相脉冲信号，控制电机(4)运行，在供电稳定时，使用速度传感器(3)作为闭环控制，力矩信号Trq*由速度ωr经过PI调节器得到，当供电不稳时，力矩信号Trq*由Udc经过PI调节器得到，保证系统能够稳定运行，待供电稳定后，切换回ωr控制。本发明结构简单，安装方便，安全可靠，使用范围广。
【专利说明】一种电机系统应对供电不稳的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压缩机、风机、伺服、架线式车辆等的电机系统，具体为电机系统保持运行的处理方法。
【背景技术】
[0002]目前电机系统得到广泛应用，高性能矢量控制方式大大解决了能源、改善了运行效果，尤其是在水泵、压缩机、车辆等行业，由电源输出的直流电经过逆变器逆变成三相交流电后输入至电机，驱动电机进行力矩输出。由于在偏远地区会出现供电不稳现象，电压会瞬时跌落几秒，导致电机控制器会出现欠压保护，进入故障态，有时甚至断电。等待电网恢复，但是压缩机等电机系统再次启动负载很大，需要停机一段时间才能再启动，严重影响电机系统工作。
[0003]本发明为解决在供电不稳期间的停机问题，使用环路切换，采用发电的方式来维持母线电压，等待电网恢复，实现了断电期间平稳过渡。
[0004]目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对现有在供电不稳期间的停机问题，使用环路切换，采用发电的方式来维持母线电压，等待电网恢复，实现了断电期间平稳过渡。
[0006]为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种供电不稳工况时电机系统的处理方法，保证在供电不稳期间不停机，恢复后能够正常运行，通过对于电机系统控制环路的切换来达到这个效果。
[0007]本发明采用控制环路策略，正常运行时采用速度控制方式，给定转速(ωι.*)和反馈转速(ωΓ)经过一个PI调节器，输出力矩(Trq*);当脱网工况发生时，环路切换至电压控制方式，给定电压(Udc*)和反馈电压(Udc)经过一个比例调节(K)，输出力矩(Trq*)，变为发电状态；当电网恢复时，返回至速度控制模式。
[0008]本发明不需要额外的硬件电路和传感器，即能达到不停机的运行状态。
[0009]本发明通过如下技术方案达到发明目的:
[0010]一种应对电机系统供电不稳的处理方法，包括速度传感器，电压传感器，其特征是，还包括电机控制器，经过算法控制，通过脉冲宽度调制整流器输出三相脉冲信号，由输入的直流电逆变成交流电，通过三相线连接电机，控制电机旋转，旋转的信号通过速度传感器传回电机控制器。电机控制器选用数字信号处理器或单片机。
[0011]在供电不稳时，按如下步骤一次进行:
[0012]a.脱网发生期间(tl?t2)，母线电压从V5:310V开始跌落，但控制器当时是无法通过电压传感器(I)检测该状态；
[0013]b.直至电压跌落至V2:220V时(t2)，启动电压环控制，给定力矩(Trq*)给定从速度环控制(23)切换电压环控制(22)，，即电压控制在V3:230V ；
[0014]c.当电网开始恢复(t3?t4)，母线电压开始抬升，但是由于电机控制还在电压环，电压环输出(22),即电动状态；
[0015]d.当电压到达V4:260V时，控制模式从电压环控制(22)切回速度环控制(23)。
[0016]在整个脱网工况期间，控制器一直处于工作状态，期间使用动能转换为电能，保证系统始终处于有电状态，保证在电网恢复时能够快速切换到正常运行状态，而不必要增加其他的额外设备，增加了电机系统的可靠性，可以广泛应用于电机驱动设备，如新能源汽车、水泵、压缩机等。本发明的有益效果是:结构简单、安装方便、反应灵敏、安全可靠，使用范围广。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图1为控制环路策略示意图；
[0018]附图2为电压不稳期间母线电压示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0020]附图1为控制环路策略示意图，由转速控制回路和电压控制回路组成。正常运行时采用速度控制方式，给定转速(《r*)和反馈转速(ωΓ)经过一个PI调节器，输出力矩(Trq*);当脱网工况发生时，环路却换至上方:电压控制方式，给定电压(Udc*)和反馈电压(Udc)经过一个比例调节(K)，输出力矩(Trq*)，变为发电状态；当电网恢复时，返回至速度控制模式。
[0021]一种应对电机系统供电不稳的处理方法，包括速度传感器，电压传感器，其特征是，还包括电机控制器，经过算法控制，通过脉冲宽度调制整流器输出三相脉冲信号，由输入的直流电逆变成交流电，通过三相线连接电机，控制电机旋转，旋转的信号通过速度传感器传回电机控制器。
[0022]附图2为母线电压值示意图，很清楚的显示了供电不稳过程中母线电压变化情况，电压值仅作为示意，分为5个步骤:
[0023]在tl时脱网发生，但是控制器未得知，继续正常工作；
[0024]脱网发生期间(tl?t2)，母线电压从V5:310V开始跌落，但控制器当时是无法检测该状态；
[0025]直至电压跌落至V2:220V时(t2)，启动电压环控制，给定力矩(Trq*)给定从力矩环输出改为电压环输出，控制目标由转速ω改为母线电压Udc，即电压控制在V3:230V ;
[0026]当电网开始恢复(t3?t4)，母线电压开始抬升，但是由于电机控制还在电压环，所以出的力矩为正力矩，即电动状态；
[0027]当电压到达V4:260V时，控制模式从电压控制切回速度控制。
[0028]在整个脱网工况期间，控制器一直处于工作状态，期间使用动能转换为电能，保证系统始终处于有电状态，保证在电网恢复时能够快速切换到正常运行状态。
[0029]在台架和压缩机系统使用本方案的方法测试短时断电工况，工作正常，没有发生误判和保护的问题，在电网恢复后能立即恢复正常工作。
【权利要求】
1.一种应对电机系统供电不稳的处理方法，包括速度传感器(3),电压传感器(I),其特征是，还包括电机控制器(2)，经过算法控制，通过脉冲宽度调制整流器(21)输出三相脉冲信号，由输入的直流电逆变成交流电，通过三相线连接电机(4)，控制电机旋转，旋转的信号通过速度传感器(3)传回电机控制器(2)。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征是电机控制器(2)选用数字信号处理器或单片机。
3.如权利要求1或2所述的供电不稳的处理方法，其特征是:在供电不稳时，按如下步骤一次进行: a.脱网发生期间(tl?t2)，母线电压从V5:310V开始跌落，但控制器当时是无法通过电压传感器(I)检测该状态； b.直至电压跌落至V2:220V时(t2)，启动电压环控制，给定力矩(Trq*)给定从速度环控制(23)切换电压环控制(22)，即电压控制在V3:230V ； c.当电网开始恢复(t3?t4)，母线电压开始抬升，但是由于电机控制还在电压环，电压环输出(22),即电动状态； d.当电压到达V4:260V时，控制模式从电压环控制(22)切回速度环控制(23)。
4.如权利要求3所述的应对供电不稳的处理方法，其特征是:在整个脱网工况期间，控制器一直处于工作状态，期间使用动能转换为电能，保证系统始终处于有电状态，保证在电网恢复时能够快速切换到正常运行状态。
【文档编号】H02P23/00GK104242778SQ201410490125
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】殷浩, 邹勇 申请人:苏州御驱电子技术有限公司