电机预热的功率控制系统及其功率控制方法与流程

本发明涉及一种电机预热的功率控制系统及其功率控制方法，尤指一种利用电机的功率命令及输出功率调整电流制动命令的电机预热的功率控制系统及其功率控制方法。

背景技术：

1、现有电机定子的预热系统中，电流命令被输入至电流回路并经由计算产生电压命令，再通过脉冲宽度调变(pulse-width modulation,pwm)模块于电机上注入对应电压命令的直流电流量，使定子绕组产生热能。由此，对电机的线圈或壳体等元件进行除霜及防锈。

2、然而，上述预热系统的电流命令为固定的预设值，而预设的电流命令难以对应实际电机的输出功率变化。因此，现有预热系统常利用额外设置功率测量设备测量输出功率，再对应校正并调整电流命令。上述校正方式耗时较长，且若利用功率测量设备校正获得预热电流命令值，亦可能因电阻热效应关系产生阻值变化，进而影响测量输出功率的准确性。此外，现有的三相功率计算方法并无法获取电机所输出的实际输出功率。

3、因此，如何发展一种可改善上述现有技术问题的电机预热的功率控制系统及其功率控制方法，实为目前迫切的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的为提供一种电机预热的功率控制系统及其功率控制方法，其依据电机的输出功率以及功率命令之间的功率误差输出并调整电流制动命令，电机接收对应电流制动命令的三相电压而预热，由此增加电机的输出功率的准确性。

2、本发明的另一目的为提供一种电机预热的功率控制系统及其功率控制方法，其功率计算模块计算于三相电流注入电机时的输出功率，故所计算的输出功率不受电机的电阻热效应的影响而可等效于电机实际的输出电气功率值，且因电机的输出功率可利用已知的电压命令及感测电机运作时的电机电流计算而获得，故不需额外设置功率测量设备测量电机的输出功率。

3、根据本发明的构想，本发明提供一种电机预热的功率控制系统，包含电机、电流传感器、功率计算模块、功率误差计算模块、功率控制模块、电流控制模块及电压控制模块。电机接收三相电压而运作。电流传感器电连接于电机，电流传感器感测电机于运作时输出的电机电流。功率计算模块电连接于电流控制模块及电流传感器，功率计算模块依据电压命令及电机电流计算电机运作时的输出功率。功率误差计算模块电连接于功率计算模块，功率误差计算模块接收输出功率及功率命令，并依据功率命令及输出功率计算功率误差。功率控制模块电连接于功率误差计算模块，接收并依据功率误差输出电流制动命令，其中，电流制动命令介于上限值及下限值之间，若功率控制模块于一段时间内接收的功率误差持续为正值，则功率控制模块于该段时间内输出电流制动命令变化的斜率对应为正值，若功率控制模块于一段时间内接收的功率误差持续为负值，则功率控制模块于该段时间内输出电流制动命令变化的斜率对应为负值，若功率控制模块于一段时间内接收的功率误差持续为零，则功率控制模块于该段时间内输出的电流制动命令无调整。电流控制模块电连接于功率控制模块及电流传感器，自功率控制模块接收电流制动命令，及自电流传感器接收电机电流，并依据电流制动命令及电机电流计算电压命令。电压控制模块电连接于电流控制模块及电机，自电流控制模块接收电压命令，依据电压命令输出三相电压至电机，并使电机运作于静止状态而使电机的定子预热。

4、根据本发明的构想，本发明提供一种电机预热的功率控制方法，包含步骤：(a)提供功率命令；(b)提供三相电压，用以控制电机运作；(c)利用电流传感器感测电机运作时输出的电机电流；(d)利用功率计算模块依据电压命令及电机电流计算电机运作时的输出功率；(e)利用功率误差计算模块依据功率命令及输出功率计算功率误差；(f)利用功率控制模块依据功率误差输出电流制动命令；(g)利用电流控制模块依据电流制动命令输出电压命令；(h)利用电压控制模块依据电压命令输出三相电压至电机；以及(i)控制电机运作于静止状态，使电机的定子预热，并再次执行步骤(b)。于步骤(f)中，电流制动命令介于上限值及下限值之间，并包含:步骤(f1)若功率控制模块于一段时间内接收的功率误差持续为正值，则功率控制模块于该段时间内输出电流制动命令变化的斜率对应为正值、步骤(f2)若功率控制模块于该段时间内接收的功率误差持续为负值，则功率控制模块于该段时间内输出电流制动命令变化的斜率对应为负值、或步骤(f3)若功率控制模块于该段时间内接收的功率误差持续为零，则功率控制模块于该段时间内输出的电流制动命令无调整。

技术特征：

1.一种电机预热的功率控制系统，包含：

2.根据权利要求1所述的功率控制系统，还包含功率校正模块，电连接于所述功率计算模块及所述功率误差计算模块之间，其中，所述功率校正模块将所述输出功率校正为校正功率，所述功率误差计算模块接收所述校正功率及所述功率命令，并依据所述功率命令及所述校正功率计算所述功率误差。

3.根据权利要求2所述的功率控制系统，其中，所述功率校正模块通过修正系数将所述输出功率校正为所述校正功率，其中所述修正系数为实际功率测量的值除以所述功率命令的值。

4.根据权利要求1所述的功率控制系统，其中，所述功率控制模块输出的所述电流制动命令变化的所述斜率的绝对值皆相等。

5.根据权利要求1所述的功率控制系统，其中，所述功率计算模块计算于三相电流注入所述电机时，所述电机的所述输出功率。

6.一种电机预热的功率控制方法，包含步骤：

7.根据权利要求6所述的功率控制方法，其中，所述步骤(d)还包含：利用功率校正模块将所述输出功率校正为校正功率；以及所述步骤(e)还包含：利用所述功率误差计算模块，依据所述功率命令及所述校正功率计算所述功率误差。

8.根据权利要求7所述的功率控制方法，其中，所述功率校正模块通过将所述输出功率乘以修正系数将所述输出功率校正为所述校正功率，其中所述修正系数为实际功率测量的值除以所述功率命令的值。

9.根据权利要求6所述的功率控制方法，其中，于所述步骤(f1)及所述步骤(f2)中所述功率控制模块输出的所述电流制动命令变化的所述多个斜率的绝对值皆相等。

10.根据权利要求6所述的功率控制方法，其中，于所述步骤(d)中所述功率计算模块计算于三相电流注入所述电机时，所述电机的所述输出功率。

技术总结
本发明涉及一种电机预热的功率控制系统及其功率控制方法，包含电机、电流传感器、功率计算模块、功率误差计算模块、功率控制模块、电流控制模块及电压控制模块，电流传感器感测电机于运作时输出的电机电流，功率计算模块依据电压命令及电机电流计算电机运作时的输出功率，功率误差计算模块接收并依据输出功率及功率命令计算功率误差，功率控制模块接收并依据功率误差输出电流制动命令，电流控制模块接收并依据电流制动命令及电机电流计算电压命令，电压控制模块接收并依据电压命令输出三相电压至电机，并使电机运作于静止状态而使电机的定子预热。

技术研发人员：谢忠安
受保护的技术使用者：台达电子工业股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29