一種異步電機(jī)自動(dòng)節(jié)能的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種異步電機(jī)自動(dòng)節(jié)能方法，包括以下步驟：對檢測到的三相輸出電流進(jìn)行處理，獲得電機(jī)運(yùn)行時(shí)的有功電流和無功電流；求取當(dāng)前電壓下降系數(shù)和電壓調(diào)節(jié)系數(shù)目標(biāo)值；自動(dòng)節(jié)能調(diào)壓控制：根據(jù)當(dāng)前電壓下降系數(shù)與電壓調(diào)節(jié)系數(shù)目標(biāo)值的大小進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。本發(fā)明適用于電機(jī)帶輕載長期運(yùn)行的場合，不需要給出特定的負(fù)載頻率特性曲線，只需要一條基于恒磁通原則的V/f參考曲線，該方法便能夠通過自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓，降低總的輸出電流和勵(lì)磁電流，使其最終工作在最優(yōu)點(diǎn)附近，有效的降低系統(tǒng)的損耗；該方法在不同頻率下對不同負(fù)載有著較強(qiáng)的適應(yīng)能力，能夠更好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制。
【專利說明】一種異步電機(jī)自動(dòng)節(jié)能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)，具體涉及電機(jī)在V/F模式下長期輕載運(yùn)行時(shí)，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓進(jìn)行節(jié)能的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]變頻器帶電機(jī)在V/f模式下運(yùn)行，其輸出頻率和輸出電壓是分開給定的，一般采用恒磁通原則來確定的對應(yīng)頻率下的輸出電壓給定曲線，該恒磁通一般為額定勵(lì)磁磁通。這種方法能夠保證電機(jī)在整個(gè)頻率段都能有不低于額定轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩輸出能力。但在一些輕載或空載場合，采用該曲線時(shí)，系統(tǒng)的大部分電流都用來維持勵(lì)磁，使得系統(tǒng)的整體效率不是很聞。
[0003]電機(jī)的損耗主要集中在銅耗和鐵耗上，銅耗與通過繞組的電流大小的平方成正t匕，鐵耗與電機(jī)內(nèi)部的磁場強(qiáng)度和頻率呈正相關(guān)的關(guān)系。當(dāng)電機(jī)在V/f控制模式下輕載運(yùn)行時(shí)，在一定范圍內(nèi)，通過適當(dāng)?shù)慕档洼敵鲭妷?，可以同時(shí)降低總的輸出電流和磁場強(qiáng)度，降低系統(tǒng)的銅耗和鐵耗。
[0004]在一些實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用場合中，如風(fēng)機(jī)、水泵類應(yīng)用，電機(jī)并不是長期處于滿負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)。為了使這類系統(tǒng)能夠獲得較好的運(yùn)行和節(jié)能效果，人們一般不再采用恒磁通的V/f曲線，而是需要通過實(shí)測或是基于經(jīng)驗(yàn)預(yù)估系統(tǒng)的負(fù)載和頻率間的特性，來確定最終變頻器工作時(shí)的v/f運(yùn)行曲線。這種方法較恒勵(lì)磁磁通V/f曲線能夠有效降低系統(tǒng)的損耗。但在V/f運(yùn)行曲線的獲取方面存在以下問題:一方面，某些系統(tǒng)的負(fù)載和頻率特性不是完全固定的；另一方面，對于一些已經(jīng)安裝運(yùn)行的系統(tǒng)，沒有進(jìn)行完全測試的條件。這些都使得人們難以獲得準(zhǔn)確的v/f運(yùn)行曲線。
[0005]通過檢測系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，自動(dòng)計(jì)算出最優(yōu)的輸出電壓并進(jìn)行調(diào)節(jié)是一種較為理想的方法。但這涉及如何在電壓下降時(shí)保證系統(tǒng)不失步、通過哪些量來確定電壓下降的幅度的問題，當(dāng)前的文獻(xiàn)中較少涉及到對這方面問題的討論。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種異步電機(jī)自動(dòng)節(jié)能方法，用于變頻器帶電機(jī)在V/f模式下長期輕載運(yùn)行的工作場合，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓，降低總的輸出電流和勵(lì)磁磁通，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:
[0008]一種異步電機(jī)自動(dòng)節(jié)能方法，其特征在于:它包括以下步驟:
[0009]步驟一、對檢測到的三相輸出電流進(jìn)行處理，獲得電機(jī)運(yùn)行時(shí)的有功電流和無功電流:
[0010]將檢測到的靜止坐標(biāo)系下的三相輸出電流通過恒幅值的派克變換，轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的以同步速旋轉(zhuǎn)的相互垂直的兩相直流，其中旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的一個(gè)軸定向在電壓矢量上，兩相直流對應(yīng)為電機(jī)運(yùn)行時(shí)的有功電流和無功電流；[0011]步驟二、求取當(dāng)前電壓下降系數(shù)和電壓調(diào)節(jié)系數(shù)目標(biāo)值:
[0012]當(dāng)前電壓下降系數(shù)為當(dāng)前電壓值與當(dāng)前頻率下V/f參考曲線對應(yīng)電壓值的比值；電壓調(diào)節(jié)系數(shù)目標(biāo)值為當(dāng)前頻率下V/f參考曲線對應(yīng)電壓值的等效有功電流與額定勵(lì)磁電流比值的平方根；其中，當(dāng)前頻率下v/f參考曲線對應(yīng)電壓值的等效有功電流為當(dāng)前有功電流與當(dāng)前電壓下降系數(shù)的乘積；
[0013]步驟三、自動(dòng)節(jié)能調(diào)壓控制:
[0014]根據(jù)當(dāng)前電壓下降系數(shù)與電壓調(diào)節(jié)系數(shù)目標(biāo)值的大小，按下述公式進(jìn)行電壓調(diào)節(jié):
【權(quán)利要求】
1.一種異步電機(jī)自動(dòng)節(jié)能方法，其特征在于:它包括以下步驟: 步驟一、對檢測到的三相輸出電流進(jìn)行處理，獲得電機(jī)運(yùn)行時(shí)的有功電流和無功電流: 將檢測到的靜止坐標(biāo)系下的三相輸出電流通過恒幅值的派克變換，轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的以同步速旋轉(zhuǎn)的相互垂直的兩相直流，其中旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的一個(gè)軸定向在電壓矢量上，兩相直流對應(yīng)為電機(jī)運(yùn)行時(shí)的有功電流和無功電流； 步驟二、求取當(dāng)前電壓下降系數(shù)和電壓調(diào)節(jié)系數(shù)目標(biāo)值: 當(dāng)前電壓下降系數(shù)為當(dāng)前電壓值與當(dāng)前頻率下v/f參考曲線對應(yīng)電壓值的比值；電壓調(diào)節(jié)系數(shù)目標(biāo)值為當(dāng)前頻率下v/f參考曲線對應(yīng)電壓值的等效有功電流與額定勵(lì)磁電流比值的平方根；其中，當(dāng)前頻率下v/f參考曲線對應(yīng)電壓值的等效有功電流為當(dāng)前有功電流與當(dāng)前電壓下降系數(shù)的乘積； 步驟三、自動(dòng)節(jié)能調(diào)壓控制: 根據(jù)當(dāng)前電壓下降系數(shù)與電壓調(diào)節(jié)系數(shù)目標(biāo)值的大小，按下述公式進(jìn)行電壓調(diào)節(jié):
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步電機(jī)自動(dòng)節(jié)能方法，其特征在于:所述步驟三中的調(diào)節(jié)系數(shù)的取值以使得防止由于電壓調(diào)節(jié)目標(biāo)系數(shù)波動(dòng)引起頻繁調(diào)節(jié)為準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的異步電機(jī)自動(dòng)節(jié)能方法，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)系數(shù)優(yōu)選為 1.05。
【文檔編號(hào)】H02P21/00GK103684174SQ201310673536
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】金富寬, 王傲能, 王聞?dòng)? 康現(xiàn)偉, 王國強(qiáng), 盧家斌 申請人:中冶南方（武漢）自動(dòng)化有限公司