本发明专利技术涉及电动机的起动方法和系统，其中通过施加磁化电流以建立经由定子的磁通来使电动机作为感应电动机起动，其中励磁电流被设在最大允许励磁机定子电流（即，以过渡速度在主磁场中引起额定空载电流的电流）。电动机定子电流被保持在允许电动机产生足够的起动转矩来克服任何静摩擦的值。以特定的过渡速度或在一时间段之后，通过去除初始磁化电流，驱动将开始从感应电动机控制向同步电动机控制的过渡，随后励磁电流通过ＤＣ励磁机被施加给电动机。一旦完成这个过渡，驱动将斜升至期望的速度需求。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】起动具有鄉埴流励磁机的同步电动机的方法 相关申请的交叉引用本申请要求2007年4月20提交的美国临时专利申请No.60/913,128 的优先权緣
技术介绍
许多同步电机，例如被设计要利用晶闸管,动器起动的电动机， 具有戯用M直流(DC)励磁机。采用励磁机有助于克服与将转子从从静止 位置加速至^I有关的惯性。在不同的情况下，希望的是运行具有预IJDC励磁机的同步电动机， 所述预lj DC励磁机具有中压、可变频率驱动(VFD)电动机控制器，诸如在 对Hammond的美国专利No.5,625,545中所描述的。中压VFD电动机控制器提 供起动具有 1] DC励磁机的同步电动机所需的初始电流，同时避免公用电源 电压中的电压降。然而，为了在无需速度传感器的情况下运行，具有无刷DC 励磁机的同步电动机在施加有效负载之前应该是同步的。否则，电机可能滑差 一个极(slip a pole)并引起M快速减少，有时会导16I度控制失败。因此， 采用，度传感器的VFD来起动具有 1」DC励磁机的同步电动机可能是困难 的。在此公开的内容力图解决上面列出的一个或多个问题。
技术实现思路
本文描述一种无需鹏传繊的起动方法，其中具有顿lj DC励磁 机的同步电机可以作为感应电动机被起动，并可以以特定的瞬时速度被切换到 同步电动机运行。在无需速度传感器的运行下，不像具有AC励磁机的同步电动机那 样，具有预lj DC励磁机的同步电动机需要不同的起动策略用以将电动机拉入同步。在本文所述的方法中，VFD可以通过以异步方式旋转电动机转子来开始 其运行。 一旦转子旋转，驱动可将电动机拉入同步并过渡到正常的同步电动机 控制。在一实施例中，通过施加磁化电流以建立经由定子的 可以使电 动机作为感应电动机起动，其中励磁电流设在最大允许励磁机定子电流(即， 以过渡速度在主磁场中引起额定空载电流的电流)。电动机定子电流将保持在允 许电动机产生足够的起步转矩以克服任何静摩擦的值。以特定的过渡速度或在 一段时间之后，通过去除初始磁化电流，驱动将开始从感应电动机控制到同步 电动机控制的过渡，励磁电流(field current)随后通过DC励磁机施加给电动机。 一旦完成这个过渡，驱动可以升至期望的速度需求。附图说明图1是控制异步电动机的VFD的框图。 图2是电动机控制方法的框图。图3是控制具有鄉U DC励磁机的同步电动机的VED运行的时序图。图4是描述可以如何确定磁化电流(k)参考和励磁电流(Ifield)参 考值的框图。图5显示了根据时问的初始磁化电流和同步电动机前馈(FF)电流 的例子。图6歸出示例性可变频率驱动的组件的框图。 具体实施例方式在描述本方法之前，应该理解的是本专利技术不限于所述的特定系统、 方法或协议，因为它们是可以变化的。还应该理解的是在此采用的术语的目的 仅是为了描述特定实施例，而不是为了限制本公开的范围。除非上下文明确地另外规定，在此和在所附的权利要求中所采用的 单数形式的"一"和"该"包括复数参考。除非另有定义，在此采用的所有技 术和科学术语均具有与本领域普通技术人员通常所理解的相同的含义。这里使 用的术语"包含"的意思是"包括，但不限于"。图1示出了可变频率驱动(VFD (variable frequency drive)) 100、 喧流(DC)励磁机120和同步电动机110的示例性配置。如图l中所示，5VFD IOO可被连接用以将功率输送到电动机IIO的定子。尤其是，WD 100给 电动机110提供初始磁化电流(initial magnetizing current) (D、初始励磁电流 (Ifidd)和初始转矩电流(IqS)。下面关于图2和图3更详细地论述这三个电流。 电动机110可以包括用于保护电动机的(多个)励磁绕组114的保护电路112， 其包含晶闸管、齐纳二极管、电阻器和/或其他器件。电动机110还可以包括整 流器116，其电连接到DC预,磁机120的输出侦lj。基于晶闸管的功率调节器 140可从功率源150将DC功率供应给励磁机120的输入侧。调节器140可接收 来自VFD 100控制器的控制命令。图2以框图的形式示出了一种用于控制起动具有^IJDC励磁机的 同步电动机的方法。图3以时序图的形式示出了该方法，下面的讨论可以参考 图2和图3。该方法可以用于起动具有5^IJDC励磁机的同步电动机。下面描述 该起动方法的实施例的WD驱动运行的时序图。参见图3，当发出利用VFD起动电动机的命令时，同步电动机可能处于静止或空转状态310。可以不考虑 需求来执行随后的一些^^有步骤。在初始磁化状态320期间，VFD施加特定的初始磁化电流(Icb) 351来粒经由定子的磁通350，而输出频率保持在零。在这个时间段，ffiilVFD将励磁电流(Ifield) 352施加给DC励磁机，并且在磁化状态320期间，IMd352保持为恒 。/古 甘"^:+工^坐工县+^;^:eii琉士n ^^&由减化胆,^C'l、乂^J i^寸J取乂、乂Uk I 〃J/Jm^/LAC; J -CM乂IUo在磁化状态之后(例如，当MM参考停止增长的时刻)，开始运行状 态330。运行状态330可被分为包含高起动總巨状态331和用于到同步电动机控 制332的状态改变的过渡时间的特定时间段。在高起动,状态331中，驱动 使输出频率倾斜(ramp)，使得电动机速度353达到额定滑差速度(rated slip speed),同时将电流的,分量(IqS) 353增加至在高起动车转E模式菜单中的允 许电动机产生足够的起动转矩以克服任何静摩擦的设置。随着初始磁化电流 (Ids)施加到电动机定子，这使得电动机看起来像感应电动机。在高起动转矩状态331中，对于等于磁通滞留时间(flux dwell time) 321的持续时间，驱动维持该转矩电流353和频率353。在该时段期间，电动机 应产生足够的转矩，其将迫使转子运动(或在负载状态下振动)。在磁通滞留时 间321之后，控制使电动机速度354从额定滑差速度增加至最小速度，同时维持定子电流。然后，驱动M启动锁相环路(PLL)和等待一段时间来结束高起 动转矩状态331，这可由PLL获取时间(Acq. time) 323参数来确定。在这个时 段期间PLL获得电动机M和频率。在PLL获取时间323过去之后，驱动控制移到用于到同步电动机控 制的状态改变的过渡时期333。在这个时段期间，驱动稍微地斷氐转矩353电流 (例如，到菜单设置的90%)并且闭^g度环路。速度环路现在可以接收电动 m^354反馈并可以力图调节电动机电流的转矩分量(IqS)。在一时间段(例如一秒)之后，可以启动磁通环路。Mil环路现在 a娥TO磁通350的反馈并将试图调节磁化电流(Ids) 351和励磁电流(Ifidd) 352。当磁化电流(Ids)降低到零时，会有空载主励磁电流(Ifidd) 352并 且控制将被同步。从这点看，驱动可以运行在正常的同步电动机控制模式334。 驱动粉隹备升至由定货明细表^^f施加的负载确定的期望的鹏需求。在上面所列的任一时间段(例如，磁化状态320、 倾斜时间(flux ramp time) 321、 PLL获取时间本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于控制具有无刷直流励磁机的同步电动机的起动的方法，包括： 采用可变频率驱动控制器来向电动机定子施加磁化电流和向励磁机施加预定的励磁电流，使得电动机在第一时间段期间作为感应电动机运行； 采用可变频率驱动控制器向电动机定子施加 转矩电流来旋转转子；和 在确定的过渡速度之后，减小施加给电动机定子的磁化电流并调节施加给励磁机的励磁电流，使得电动机在第二时间段期间作为同步电动机运行。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：RH奥斯曼，K帕特尔，M拉斯托吉，
申请(专利权)人：西门子能量及自动化公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。