一种变频器飞车启动方法技术

本发明专利技术涉及一种变频器飞车启动方法，属于电力电子领域。该方法包括参数初始化，恒频升压，转子频率搜索，飞车到VF控制过渡四个过程。参数初始化设置完成后启动变频器；判断实际电流有效值>限制电流时；转子频率搜索过程输出频率按照设定的搜索速率从1.2倍电机额定频率开始减小，调整输出调制度使实际电流不大于限制电流，综合转矩电流和输出电压相序判断输出频率到达转子频率，根据直流电压闭环调整输出频率，判断转子实际转动方向；飞车到VF控制过渡过程保持输出频率不变，在额定电流限制下升高输出电压到输出频率按VF曲线计算的电压值；输出电压和频率按照常规运行模式运行至目标转速。

【技术实现步骤摘要】
一种变频器飞车启动方法
本专利技术属于电力电子领域，涉及一种变频器飞车启动方法。
技术介绍
变频器具备电压，频率可调的特点，在运动控制系统中能够优化启动性能，提高运行效率，起到节电，节能的作用。随着变频器的广泛应用，越来越多的功能需要完善，在很多工业应用场合，电机启动前转子处于转动状态，因此，飞车启动便是比不可少的功能。飞车启动，即在电机无供电状态下，电机转子处于转动状态，但转速随机不确定时，将变频器接入电机定子，拖动电机转子进入正常驱动的过程。当电机转差较大时，会产生很大的电流而电磁转矩却不大，如果电机定子磁场转速远高于转子转速时容易造成变频器过流故障，如果电机定子磁场转速低于电机转子转速时，电机处于制动状态，容易造成直流电容过压故障。因此，快速准确的搜索到转子转速是飞车启动成功的关键。目前已具备多种实现飞车启动的方法，其实现原理和效果也都不同，有的要加装更多硬件检测和复杂的算法来实现，如先进行激磁处理，再利用线电压检测计算当前转子转速，又如采用了双DSP等大量复杂的运算来获得转子转速，这些方法需要更多的硬件设备，增加了设备成本；还有采用定子输入恒定电流的V/F曲线电压比较法，该方法搜索转速时始终保持定子为恒定电流，比较变频器输出电压与V/F曲线上电压相等时判定为输出频率就是转子频率，该方法物理概念不明确，极易出现输出频率低于实际转子频率而使电机处于发电状态的情况，且无法判断转子转动方向。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种变频器飞车启动方法，该方法利用软件控制方式实现，只进行过流时的限制调节，使变频器能够在不过载的前提下按照设定转速运行，通过调节器输出限幅避免频率的超调，使得该方法能应用于各种VF控制的变频器。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种变频器飞车启动方法，该方法包括以下步骤：S00：参数初始化设置；设定使能变频器飞车启动功能，设定限制电流Iset，设定搜索速率FlyTime；启动变频器；S01：恒频升压；设定变频器输出频率为1.2倍电机额定频率Freq1；按预设斜坡速率从0增大输出电压Uout；判断实际电流有效值Iact>限制电流Iset时，记录输出电压为Uout1；S02：转子频率搜索，其中包括频率搜索和转速方向判断两个步骤；输出频率Freq按照设定的搜索速率FlyTime从Freq1开始减小，调整输出电压使其不大于限制电流Iset；综合转矩电流It和输出电压相序判断输出频率Freq2到达转子频率附近；根据直流电压闭环调整输出频率为Freq3；根据输出频率最小限制判断转子实际转动方向与搜索方向是否一致，进一步判断转子实际转动方向；S03：频率搜索完成后飞车至VF控制过渡；保持输出频率Freq3不变，在额定电流限制下升高输出电压到输出频率按VF曲线计算的电压值Uout3；输出频率按照常规运行模式运行至目标转速。进一步，所示飞车启动功能为可选择的，用户根据实际情况选择是否飞车启动，设定限制电流Iset通常选择电机额定电流的40％～100％，设定搜索速率FlyTime是指输出频率从0斜坡变化至额定频率所用时间，单位为s，设置为5～360。进一步，在所述方法中，当输出频率为Freq1时，输出电压越大，则输出电流越大，从0按预设斜坡速率增大输出电压Uout，从而得到达到设定电流限制时的Uout1。进一步，当所述输出频率按照设定搜索速率从Freq1减小的过程中，调整输出电压的方法为：当输出频率大于0.5倍额定频率时，输出电压从Uout1跟随Freq同比例减小，当输出频率小于0.5倍额定频率时，输出电压保持，同时判断实际电流>0.8*Iset时，调小输出电压保持值。进一步，在所述方法中，判断输出频率Freq2到达转子频率附近的方法为：输出电压为正序，即正转时，判断转矩电流It小于0时搜索到转子频率，输出电压为负序，即反转时，判断转矩电流It大于0时搜索到转子频率。进一步，在所述方法中，测量变频器输出电流Iinva，Iinvb，转矩电流按发出的定子电压角度并做延时补偿后的theta_U做旋转变换得到，转矩电流It的计算公式为：It＝is_alpha*cos(theta_U)+is_belta*sin(theta_U)进一步，在所述方法中，根据直流电压闭环调整输出频率的方法为：将实际单元平均电压与设定过压阈值比较得到两者差值，对差值进行PID调节，Freq2-调节器的输出得到输出频率Freq3，以此来避免输出频率低于实际转子频率造成的单元过压。进一步，在所述方法中，保持输出频率Freq3不变，升高电压时，以斜坡形式快速升压，同时在实际电流＞电机额定电流时暂时保持电压不变。进一步，在所述方法中，当从一个方向搜索到输出频率<2Hz时还未能判断已搜索到转子频率，则启动另一方向的搜索；当两个方向搜索到输出频率<2Hz时都未能判断已搜索到转子频率，则变频器从零速开始启动；若搜索到的转速方向与目标转速方向不一致，则将电机先降速为0，再向目标转速加速运行。本专利技术的有益效果在于：本专利技术能有效避免传统方法搜索转子频率过程中容易过压的缺点；能够明确区分转子频率的转向；能够快速精确的搜索到转子频率并完成变频器拖动电机的启动过程。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术所述的飞车启动详细流程图；图2为本专利技术所述的飞车启动流程简述图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。如图1、图2所示，本专利技术方法包括以下步骤：S00：初始化阶段设定使能变频器飞车启动功能，设定限制电流Iset，设定搜索速率FlyTime；启动变频器；S01：恒频升压阶段，包括以下步骤：设定变频器输出频率为1.2倍电机额定频率Freq1；按预设斜坡速率从0增大输出电压Uout；判断实际电流有效值Iact>限制电流Iset时，记录输出电压为Uout1；S02.1：转子频率搜索阶段，包括以下步骤：输出频率Freq按照设定的搜索速率FlyTime从Freq1开始减小；当输出频率大于0.5倍额定频率时，输出电压从Uout1跟随Freq同比例减小，当输出频率小于0.5倍额定频率时，输出电压保持，同时判断实际电流>0.8*Iset时，调小输出电压保持值。按下面方法计算转矩电流：测量变频器输出电流Iinva，Iinvb，发出的定子电压角度theta为A相向量角，做延时补偿后的角度为theta_U。theta_U＝theta-π/2-Freq*π/3其中：Freq为输出频率π/3为300Hz开关频率计算的延时补偿系数π/2为相量角转换矢量角的补偿It＝is_alpha*cos(theta_U)+is_belta*sin(theta_U)其中输出电压为正序，即正转时，判断转矩电流It小于0时搜索到转子频率，输出电压为负序，即反转时，判断转矩电流It大于0时搜索到转子频率。将实际单元平均电压与设定过压阈值比较得到两者差值，对差值进行PID调节，Freq2-调节器的输出得到输出频率Freq3。S02.2：转子转动方向判断阶段，包括以下判断：当从一个方向搜索到输出频率<2Hz时还未本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变频器飞车启动方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S00：参数初始化设置；设定使能变频器飞车启动功能，设定限制电流Iset，设定搜索速率FlyTime；启动变频器；S01：恒频升压；设定变频器输出频率为1.2倍电机额定频率Freq1；按预设斜坡速率从0增大输出电压Uout；判断实际电流有效值Iact>限制电流Iset时，记录输出电压为Uout1；S02：转子频率搜索，其中包括频率搜索和转速方向判断两个步骤；输出频率Freq按照设定的搜索速率FlyTime从Freq1开始减小，调整输出电压使其不大于限制电流Iset；综合转矩电流It和输出电压相序判断输出频率Freq2到达转子频率附近；根据直流电压闭环调整输出频率为Freq3；根据输出频率最小限制判断转子实际转动方向与搜索方向是否一致，进一步判断转子实际转动方向；S03：频率搜索完成后飞车至VF(Volt Frequency,电压频率变换)控制过渡；保持输出频率Freq3不变，在额定电流限制下升高输出电压到输出频率按VF曲线计算的电压值Uout3；输出频率按照常规运行模式运行至目标转速。

【技术特征摘要】
1.一种变频器飞车启动方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S00：参数初始化设置；设定使能变频器飞车启动功能，设定限制电流Iset，设定搜索速率FlyTime；启动变频器；S01：恒频升压；设定变频器输出频率为1.2倍电机额定频率Freq1；按预设斜坡速率从0增大输出电压Uout；判断实际电流有效值Iact>限制电流Iset时，记录输出电压为Uout1；S02：转子频率搜索，其中包括频率搜索和转速方向判断两个步骤；输出频率Freq按照设定的搜索速率FlyTime从Freq1开始减小，调整输出电压使其不大于限制电流Iset；综合转矩电流It和输出电压相序判断输出频率Freq2到达转子频率附近；根据直流电压闭环调整输出频率为Freq3；根据输出频率最小限制判断转子实际转动方向与搜索方向是否一致，进一步判断转子实际转动方向；S03：频率搜索完成后飞车至VF(VoltFrequency,电压频率变换)控制过渡；保持输出频率Freq3不变，在额定电流限制下升高输出电压到输出频率按VF曲线计算的电压值Uout3；输出频率按照常规运行模式运行至目标转速。2.根据权利要求1所述的一种变频器飞车启动方法，其特征在于：所示飞车启动功能为可选择的，用户根据实际情况选择是否飞车启动，设定限制电流Iset通常选择电机额定电流的40％～100％，设定搜索速率FlyTime是指输出频率从0斜坡变化至额定频率所用时间，单位为s，设置为5～360。3.根据权利要求1所述的一种变频器飞车启动方法，其特征在于：在所述方法中，当输出频率为Freq1时，输出电压越大，则输出电流越大，从0按预设斜坡速率增大输出电压Uout，从而得到达到设定电流限制时的Uout1。4.根据权利要求1所述的一种变频器飞车启动方法，其特征在于：当所述输出频率按照设定搜索速率从Freq1减小的过程中，调整输出电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨美霞，干永革，郝亚川，
申请(专利权)人：中冶赛迪电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11