一种基于九相电机工频切变频的飞车启动方法与流程

本发明涉及变频控制技术领域，特别涉及一种基于九相电机工频切变频的飞车启动方法。

背景技术：

现有技术中，工频运行若要切换成变频运行，需要等待电机完全静止后才能启动变频器，并且即使有飞车启动的变频器，也绝大部分是三相变频器，对于不允许电机停止的现场来说，变频器功能有局限性，且应用面略显狭窄。

本发明需要解决的技术问题是：

(1)现有三相变频器无法拖动九相电机运行的应用面略窄问题；

(2)电机工频运行若要切换成变频运行，需要等待电机完全静止后才能启动变频器，等待时间过长。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所述问题，本发明提供一种基于九相电机工频切变频的飞车启动方法，实现了九相电机由工频运行直接切变频运行，并且无需等待电机静止的过程。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种基于九相电机工频切变频的飞车启动方法，包括如下步骤：

步骤一、电机由工频切换到变频后，变频器首先给定旋转中的电机一个初始输出电压，同时变频器的给定频率从额定频率逐渐斜坡降至0hz；

步骤二、检测旋转中的电机的九相电流，进行9s→2r坐标矢量变换、矢量分解；

步骤三、旋转电机的频率搜索拐点判断；当检测到九相电流矢量分解的模长出现“拐点”后，则表示搜索到了电机此时的旋转频率；

步骤四、频率拐点搜频成功后进行变频运行，将输出电压回升到变频器v/f曲线中此频率下对应的“满度”电压，输出至电机达到电机的变频稳定运行，飞车启动成功；

步骤五、变频器开始正常运行。

所述的步骤一具体为：所述的初始输出电压给定按“满度”电压即额定电压ue的5％～20％输出，根据电机定子电阻的大小在5％～20％ue内调整，保证电流在额定范围内，同时对输出电流进行限幅的同时对电压输出构建负反馈自动抑制过电流。

所述的步骤二具体为：将九相依次相差40°的电流从九相静止坐标系分解到两相旋转坐标系，实现电流的9s→2r转换。

所述的步骤三具体为：取电机定子电流模长有效值出现“拐点”作为搜到电机转子频率的依据，即拐点时刻处的电流有效值为最小，之前和之后时刻的值均为增大，此时对应的电机频率即为电机的实际旋转频率。

所述的步骤一至步骤五中，九相变频器运行时，电机电流采集后采用9s→2r坐标变换，电压输出时为2r→9s反变换。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的九相电机工频切变频的飞车启动方法，启动运行时，首先通过控制输出5％～20％的额定电压的初始给定电压，并对自由旋转的电机进行频率搜索，当搜索到了电机此时的旋转频率时，在变频器运行正常的前提下，快速从较低的初始电压提升到电机实际运行频率对应的vf曲线电压，完成九相电机的飞车启动，无需等待电机停止，可以直接进入变频运行。

2、变频器拖动电机飞车启动由三相扩展至九相，应用领域更广泛。减少电机由工频运行切换至变频运行的等待时间。

附图说明

图1为本发明的九相变频器拖动九相电机由工频运行切换至变频运行的飞车启动方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，一种基于九相电机工频切变频的飞车启动方法，包括如下步骤：

步骤一、电机由工频切换到变频后，变频器首先给定旋转中的电机一个初始输出电压，同时变频器的给定频率从额定频率逐渐斜坡降至0hz；

所述的初始输出电压给定按“满度”电压即额定电压ue的5％～20％输出，根据电机定子电阻的大小在5％～20％ue内调整，保证电流在额定范围内，同时对输出电流进行限幅的同时对电压输出构建负反馈自动抑制过电流。

步骤二、检测旋转中的电机的九相电流，进行9s→2r坐标矢量变换、矢量分解；

将九相依次相差40°的电流从九相静止坐标系分解到两相旋转坐标系，实现电流的9s→2r转换。

上式为9s→2r变换矩阵，其中ωa为dq坐标系的旋转速度，θ0为初始角度。则电流变换如下：

t(θ)为一个伪正交矩阵，当进行2r→9s变换时，需要用到t(θ)的逆矩阵，关系如下：

步骤三、旋转电机的频率搜索拐点判断；当检测到九相电流矢量分解的模长出现“拐点”后，则表示搜索到了电机此时的旋转频率；

取电机定子电流模长有效值出现“拐点”作为搜到电机转子频率的依据，即拐点时刻处的电流有效值为最小，之前和之后时刻的值均为增大，此时对应的电机频率即为电机的实际旋转频率。

步骤四、频率拐点搜频成功后进行变频运行，将输出电压回升到变频器v/f曲线中此频率下对应的“满度”电压，输出至电机达到电机的变频稳定运行，飞车启动成功；

步骤五、变频器开始正常运行。

所述的步骤一至步骤五中，九相变频器运行时，电机电流采集后采用9s→2r坐标变换，电压输出时为2r→9s反变换。变换过程见公式(1)至公式(3)。

飞车启动使能后，给定电机额定电压的5％～20％作为初始电压，给定的搜索频率则从额定频率斜坡降至0hz，此时变频器输出九相电压给九相电机供电；在对电机供电的同时，采集电机定子九相电流，在主控程序中进行九相静止坐标系电流ia～ii至两相旋转坐标系电流id、iq的矩阵变换、电机频率搜索拐点判断(包括第一次搜索未成功后的二次搜索)、电机频率搜索成功后电压快速给定至此频率下对应的vf曲线电压、系统过流故障和过压故障的判断、飞车启动完成。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种基于九相电机工频切变频的飞车启动方法，包括：步骤一、电机由工频切换到变频后，变频器首先给定旋转中的电机一个初始输出电压，同时变频器的给定频率从额定频率逐渐斜坡降至0Hz；步骤二、检测旋转中的电机的九相电流，进行9s→2r坐标矢量变换、矢量分解；步骤三、旋转电机的频率搜索拐点判断；当检测到九相电流矢量分解的模长出现“拐点”后，则表示搜索到了电机此时的旋转频率；步骤四、频率拐点搜频成功后进行变频运行，将输出电压回升到变频器V/F曲线中此频率下对应的“满度”电压，输出至电机达到电机的变频稳定运行，飞车启动成功；实现了九相电机由工频运行直接切变频运行，并且无需等待电机静止的过程。

技术研发人员：魏洪实;王建乔;王绪宝;张巍;金庆才;郑忠明;高越;鲁俊;王东伟;赵松
受保护的技术使用者：卧龙电气集团辽宁荣信高科电气有限公司;卧龙电气南阳防爆集团股份有限公司;卧龙电气集团股份有限公司
技术研发日：2018.06.22
技术公布日：2018.12.18