本发明专利技术公开了一种感应电动机的控制装置，包括：三相整流桥堆，功率模块，感应电动机，电流互感器，编码器，ＰＷＭ驱动器；驱动运算系统采用矢量控制方式，其包括一滤波电路，连接在驱动运算系统的速度环ＰＩ控制器及励磁电流指令运算单元之间，对力矩电流指令值进行滤波后输入至励磁电流指令运算单元；励磁电流指令运算单元依据滤波后的力矩电流指令值对感应电动机的励磁电流指令值Ｉｄｓ进行修正，使感应电动机在同样负载条件下总电流最小。本发明专利技术还公开了一种感应电动机控制装置的应用。本发明专利技术使自动扶梯和自动人行道在不减弱重载驱动能力的情况下，使电动机在中、轻负载条件下均能以最小电流稳定运行，实现节能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于自动扶梯和自动人行道系统的驱动控制系统；特别是涉及一 种能实现节能的感应电动机节能控制装置。本专利技术还涉及所述感应电动机控制装置的应用。
技术介绍
自动扶梯和自动人行道的运行可能处于多种状态，如无人条件下的空载状态，或 满载状态。同时自动扶梯上行时，电动机克服扶梯摩擦力及行人势能做功，处于电动状态； 而扶梯下行时，行人势能拖动电动机运行，使电动机处于再生状态。因此用于自动扶梯和自 动人行道的感应电动机驱动系统，加在感应电动机上的负载有很宽的变化范围。一般情况 下自动扶梯和自动人行道的驱动系统需要首要考虑的问题是能够驱动满载行人的负载。然 而经过统计，自动扶梯和自动人行道在整个运行周期内大部分时间是处于轻载运行状态， 此时将能够驱动满载负载的驱动参数加在感应电动机上，感应电动机的效率是很低的。因 此考虑自动扶梯和自动人行道在轻载条件下的节能具有现实的重要意义。作为公知技术的感应电动机的矢量控制变频变压调速系统，其通常的做法是将感 应电动机的励磁电流Id固定，则感应电动机的力矩电流Iq将与感应电动机的输出力矩T成 正比，这样就可以利用线性控制理论对感应电动机实现解耦控制了。这种固定励磁电流Id 的方法因为要兼顾到满载负载的驱动能力，Id的选取一般为感应电动机空载电流Io(在感 应电动机上施加额定电压Un以额定频率Fn运行时的感应电动机电流)。因此即使感应电 动机正在驱动一个极轻的负载电流仍然较大，造成了自动扶梯在轻载条件下感应电动机侧 电流偏大、功率因数低及感应电动机仍然发热等缺点。如果将励磁电流^减小，在感应电 动机负载忽然变大的情况下，有可能导致停车或运行不稳定，这在自动扶梯和自动人行道 的运行过程中是不允许的。中国专利技术专利说明书CN1032724C(专利号ZL92111351. X，授权公告日:1996年9 月4日)提供了一种控制感应电动机在一个较宽的电动机负载量范围内高效率运转控制装 置及控制方法。通过按电动机的被测功率因数与相对电动机负载为最佳的功率因数之间的 比较结果来控制电动机的电源电压，使电动机工作在轻负载状态时也能达到稳定的运行与 最小的功耗。但是它首先需要确定电动机的最佳功率因数曲线；其次要确定电动机运行的 负载条件才能实现控制。另外它未涉及到当电动机处于再生状态时的运行情况。因此现有 的控制方法并没有很好地解决自动扶梯和自动人行道轻载节能的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种感应电动机控制装置，使自动扶梯和自动人 行道在不减弱重载驱动能力的情况下，使感应电动机在中等负载或轻负载条件下均能以最 小电流稳定运行，实现节能；为此，本专利技术还要提供一种所述感应电动机控制装置的应用。为解决上述技术问题，本专利技术的感应电动机控制装置包括三相整流桥堆，实现AC-DC的变换；IGBT或IPM功率模块，与所述三相整流桥堆连接，实现DC-AC变换，为感应电动机提供驱动电源电压；感应电动机，与所述功率模块相连接，驱动负载运行；两路电流互感器，分别测量所述感应电动机的U相和V相相电流，并输入至驱动运 算系统；编码器，与所述感应电动机同轴连接，用于测量感应电动机的转速，并将测量值输 入至所述驱动运算系统；PWM驱动器，连接在所述驱动运算系统和功率模块之间，在驱动运算系统输出的 U、V、W三相电压输出值的控制下，产生频率和电压可变的电源电压，控制功率模块的触发；所述驱动运算系统由微处理器构成，采用矢量控制方式，实现对所述感应电动机 的控制，其中该驱动运算系统包括一滤波电路，连接在驱动运算系统的速度环PI控制器 及励磁电流指令运算单元之间，对速度环PI控制器输出的力矩电流指令值进行滤波后输 入至励磁电流指令运算单元；所述励磁电流指令运算单元，依据滤波后的力矩电流指令值实时调节最终输出的 励磁电流指令值Ids，使所述感应电动机的总电流最小。上面所述的感应电动机控制装置用于驱动控制自动扶梯或自动人行道。由于采用本专利技术的控制装置，保证了感应电动机在中低负载情况下的总电流最 小，实现节约能源的目的。同时，由于电流的减小，相应的逆变器的散热功率也可减小，改善 了逆变器的工作条件。本专利技术能使感应电动机在电动模式和发电模式下的宽范围内运行，特别适合于负 载量变化大的自动扶梯实现节能控制。附图说明下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1是感应电动机控制装置的一实施例结构图；图2是感应电动机电流分解矢量图。具体实施例方式参见图1所示，所述的感应电动机的节能控制装置包括三相整流桥堆3，与市电三相电源相连，实现AC (交流)-DC (直流)的变换。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极晶体管)或 IPMdntelligent Power Module，智能功率模块)功率模块2，通过直流母线4与三相整流 桥堆3连接，实现实现DC-AC变换，为感应电动机1提供驱动电源电压。感应电动机1，与功率模块2相连，用于驱动自动扶梯和/或自动人行道。两路电流互感器7、8，分别测量感应电动机1的U相和V相相电流，并输入至由微 处理器构成的驱动运算系统6。编码器9，与感应电动机1同轴连接，用于测量感应电动机1的转速，并将测量值输 入至驱动运算系统6。PWM驱动器5，连接在驱动运算系统6和功率模块2之间，在驱动运算系统输出的 U、V、W三相电压输出值的控制下，产生频率和电压可变的电源电压，控制功率模块的触发。所述驱动运算系统6是感应电动机控制装置的核心部分，采用矢量控制方式，实 现对感应电动机1的控制。所述驱动运算系统6包括反馈转速运算单元18，其输入端与编码器9连接，用于计算感应电动机1的反馈转 速。3相/2相及旋转变换单元16，根据两路电流互感器7、8的输入进行3相至2相的 变换，再根据转差率及磁场角度运算单元17的相位角度运算结果进行旋转变换，最终将感 应电动机1电流分解为励磁电流分量Id及力矩电流分量、。转差率及磁场角度运算单元17，根据编码器9的输入、3相/2相及旋转变换单元 16输出的励磁电流分量Id及力矩电流分量Iq，计算转差率及相位角度。速度指令运算单元11，用于产生感应电动机1的速度控制指令值。速度环PI控制器12，与速度指令运算单元11及反馈转速运算单元18相连接，对 感应电动机1的转速进行PI (比例积分)调节。力矩电流PI控制器13，与速度环PI控制器12及3相/2相及旋转变换单元16相 连接，对感应电动机1的力矩电流进行PI调节。励磁电流指令运算单元19，用于产生感应电动机1的励磁电流控制指令值。励磁电流PI控制器14，与励磁电流指令运算单元19及及3相/2相及旋转变换单 元16相连接，对感应电动机1的励磁电流进行PI调节。2相/3相及旋转变换单元15，与力矩电流PI控制器13及励磁电流PI控制器14 相连接，用于产生U、V、W三相电压输出值并将其输入至PWM驱动器5。由图1可以看出，所述驱动运算系统6所包括的上述控制单元与现有的矢量控制 变频变压调速系统所包括的控制单元在功能和结构上完全一致。所不同的是所述驱动运算 系统6还包括一由软件实现的滤波电路20，连接在速度环PI控制器12及励磁电流指令运 算单元19之间，对速度环本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种感应电动机的控制装置，包括：三相整流桥堆，实现ＡＣ－ＤＣ的变换；ＩＧＢＴ或ＩＰＭ功率模块，与所述三相整流桥堆连接，实现ＤＣ－ＡＣ变换，为感应电动机提供驱动电源电压；感应电动机，与所述功率模块相连接，驱动负载运行；两路电流互感器，分别测量所述感应电动机的Ｕ相和Ｖ相相电流，并输入至驱动运算系统；编码器，与所述感应电动机同轴连接，用于测量感应电动机的转速，并将测量值输入至所述驱动运算系统；ＰＷＭ驱动器，连接在所述驱动运算系统和功率模块之间，在驱动运算系统输出的Ｕ、Ｖ、Ｗ三相电压输出值的控制下，产生频率和电压可变的电源电压，控制功率模块的触发；所述驱动运算系统由微处理器构成，采用矢量控制方式，实现对所述感应电动机的控制，其特征在于：该驱动运算系统包括一滤波电路，连接在驱动运算系统的速度环ＰＩ控制器及励磁电流指令运算单元之间，对速度环ＰＩ控制器输出的力矩电流指令值进行滤波后输入至励磁电流指令运算单元；所述励磁电流指令运算单元，依据滤波后的力矩电流指令值实时调节最终输出的励磁电流指令值Ｉ↓［ｄｓ］，使所述感应电动机的总电流最小。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄维纲，徐卫玉，顾海强，倪凯，
申请(专利权)人：上海三菱电梯有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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