一种控制低运行速度时的电机的方法、设备及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种控制低运行速度时的电机的方法、设备及系统。一种控制低运行速度时的电机的方法，其中该电机包括磁性转子和定子，所述定子用来产生对所施加的电流进行响应的磁场，从而控制磁性转子的旋转，其中，所述方法包括：在第一时间段内，将施加到所述定子的电流从初始电流水平增加到同步电流水平。所述初始电流水平小于定子所需要的、能够产生具有充足磁通量的磁场以使所述磁性转子位置与所述磁场同步的最小电流。所述同步电流水平大于或等于所需要的、能够产生具有充足磁通量的磁场以使所述磁性转子位置与所述磁场同步的最小电流。本发明专利技术不需要复杂的用户配置，可方便地减少计算和信号处理，从而可提高机器效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种控制低运行速度时的电机的方法、设备及系统。一种控制低运行速度时的电机的方法，其中该电机包括磁性转子和定子，所述定子用来产生对所施加的电流进行响应的磁场，从而控制磁性转子的旋转，其中，所述方法包括：在第一时间段内，将施加到所述定子的电流从初始电流水平增加到同步电流水平。所述初始电流水平小于定子所需要的、能够产生具有充足磁通量的磁场以使所述磁性转子位置与所述磁场同步的最小电流。所述同步电流水平大于或等于所需要的、能够产生具有充足磁通量的磁场以使所述磁性转子位置与所述磁场同步的最小电流。本专利技术不需要复杂的用户配置，可方便地减少计算和信号处理，从而可提高机器效率。【专利说明】一种控制低运行速度时的电机的方法、设备及系统
本专利技术涉及一种控制转子的方法、设备及系统。特别地(但不局限于)，本专利技术涉及一种控制低运行速度时的电机转子旋转的方法、设备及系统。
技术介绍
电机通常可为范围广泛的各种设备提供运转动力，这些设备包括从极小型的机器至更大型的组装件，例如电梯(也被称为“升降机”)。在一些应用中，尤其是需要稳速电机的工业应用中，同步电机是最常用的一种电机。同步电机使电机转子的旋转与为电机供电的交流电源的频率同步。通常，同步电机包含定子和转子。其中，定子内有多个线圈或绕组，通过这些线圈或绕组即可馈送电流；而转子则包含至少一对永久磁铁。当通过定子的绕组馈送交流电时，该绕组会产生一个变化的磁场。由此可知，在一个三相电机中，当通过三个相应的绕组馈送三相交流电的三相组件时，该定子中将产生一个旋转磁场。该旋转磁场使转子开始旋转，且转子的转速与三相交流电的频率同步。转子和定子之间的夹角产生一个净转矩，该转矩指示了转子的净旋转运动。为保证转子在任意给定时间以所需的速度在所需的方向进行净旋转运动，则必须控制转子的净转矩。通过定子(与转子中的永久磁铁相关)中的绕组馈送的电流的位置和相，可确定定子产生的磁通量的配置。这将影响转子中的绕组产生的旋转运动，而反过来又可决定转子的净转矩。当启动同步电机时，为使定子控制转子并使转矩最大化，确保转子和定子正确地同步是至关重要的。为此，有必要确定定子绕组和转子永磁铁之间的相对位置。虽然目前有很多为人熟知的方法可用来跟踪转子位置，比如闭环位置无传感器矢量方法，但这些方法在低速/低转矩时，由于测量的电流信号小以及型号/参数不精确而无法准确地发挥作用。解决该问题的一种方法是给定子施加一个高的直流电压，目的是产生一个大的磁场从而使转子和定子同步，然后施加一个高的交流电压来拖动转子旋转。然而，该解决方案效率不高，因为其需要采用大电流，且可能引起诸如转子振荡的其他问题。在某些应用中，这些问题会损坏电机的一个或多个组件的结构，甚至会破坏采用该电机的应用系统中的一个或多个组件的结构。
技术实现思路
本专利技术提供的实施例旨在对上述的至少部分问题加以改善。根据本专利技术的一个方面，提供了一种控制低运行速度时的电机的方法。所述电机包括磁性转子和定子，所述定子用于产生对施加电流做出响应的磁场，从而控制所述磁性转子的旋转。该方法包括在第一时间段内，将施加到所述定子的电流从初始电流水平增加到同步电流水平。所述初始电流水平小于所述定子所需要的、能够产生具有充足磁通量的磁场以使所述磁性转子位置与所述磁场同步的最小电流，并且所述同步电流水平大于或等于所需要的、能够产生具有充足磁通量的磁场以使所述磁性转子位置与所述磁场同步的最小电流。可为上述第一时间段设置时间长度，以防止或最大程度地减少当所述磁性转子与所述磁场同步时所述磁性转子的不必要运动。上述增加施加到所述定子的电流包括在所述第一时间段内逐渐增加所述电流。在上述第一时间段内，所述电流从所述初始电流水平线性地增加到所述同步电流水平。即上述增加可以是线性增加或非线性增加。此外，可以在足够长的一段时间内增加电流，这样所述磁性转子可以缓慢地与所述定子进行磁配合，从而减少由于所述定子产生的磁场增加而对所述磁性转子造成的不必要运动。为了防止或最大程度地减少当所述磁性转子和所述磁场同步时所述磁性转子的不必要运动，为所述第一时间段设置时间的长度。这有助于减少对电机本身及采用该电机的应用系统的损坏。上述初始电流水平为O或接近O。若该电流为O或接近0，则所述磁性转子停止旋转的几率更高，这将改善启动性能并降低所述磁性转子在启动过程中发生损坏的风险。上述施加电流是直流电流。因此，在所述磁性转子开始旋转前，可以相对于所述定子将所述磁性转子移动到位。在初始时间段的至少一个时段内，所述电流以一系列脉冲的形式施加。若所述磁性转子由于先前的励磁已经开始旋转，这样有助于通过停止所述磁性转子旋转来改善启动过程中所述磁性转子的控制。在上述初始电流水平增加到处于所述初始电流水平与所述同步电流水平之间的中间电流水平的时间段内，所述电流以一系列脉冲的形式施加。上述每个脉冲的持续时间少于每两个脉冲之间的间隔时段的一半。上述方法还包括将所述施加电流在第二时间段内保持在一定的电流水平，该电流水平大于或等于所述定子所需要的、能够产生具有充足磁通量的磁场以使磁性所述转子位置与所述磁场同步的最小电流。所述施加电流在所述第二时间段内为交流电流。这个过程有助于使所述磁性转子克服静摩擦力的影响。上述大于或等于所述定子所需要的、能够产生具有充足磁通量的磁场以使所述磁性转子位置与所述磁场同步的最小电流的电流水平在所述第二时间段内为所述同步电流水平。可为上述第二时间段设置时间的长度，以使所述磁性转子能够克服静摩擦力的影响。可在上述第二时间段内增加所述施加电流的频率。上述方法还包括，在所述施加电流保持在大于或等于所述定子所需要的、能够产生具有充足磁通量的磁场以使所述磁性转子位置与所述磁场同步的最小电流的电流水平之后，在第三时间段内将所述施加到所述定子的电流从所述同步电流水平减少到降低电流水平。所述降低电流水平可能低于所述同步电流水平。并且在第四时间段内将所述施加电流从所述降低电流水平增加到工作电流水平。所述工作电流水平高于所述降低电流水平。将上述施加电流的频率在所述第四时间段内增加到工作频率。在上述第四时间段内增加所述施加电流的电流值和频率，以便同时达到工作电流水平和工作频率。在上述第三时间段内增加所述施加电流的频率。在上述第三时间段和第四时间段内线性地增加所述施加电流的频率。上述以同步电流水平施加到所述定子的电流为直流电流。上述降低电流水平等于或接近于保持所述磁性转子和所述定子同步所需要的最小电流水平。这提高了系统的效率。根据上述定子和磁性转子的特性设定所述同步电流水平、所述降低电流水平、所述工作电流水平、所述第一时间段、所述第二时间段、所述第三时间段和所述第四时间段中的一个或多个。具体参数可由该系统的用户设定。可选地，这些参数也可以在工厂制造过程中完成设定。上述方法还包括:一旦达到所述工作电流和工作频率，使用标准的电机控制过程控制所述施加电流。根据本专利技术的第二方面，提供了一种控制低运行速度时的电机的方法。所述电机包括磁性转子和定子，所述定子用于产生对施加电流进行响应的磁场，从而所述控制磁性转子的旋转。该方法包括向所述定子施加同步电流水平的电流，其中，所述同步电流水平大于或等于所述定子所需要的、能够产生具有充本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制低运行速度时的电机的方法，其中所述电机包括磁性转子和定子，所述定子用于产生对施加的电流进行响应的磁场，从而控制所述磁性转子的旋转，其特征在于，该方法包括:在第一时间段内，将施加到所述定子的电流从初始电流水平增加到同步电流水平，其中所述初始电流水平小于所述定子所需要的、能够产生具有充足磁通量的磁场以使所述磁性转子位置与所述磁场同步的最小电流，并且所述同步电流水平大于或等于所需要的、能够产生具有充足磁通量的磁场以使所述磁性转子位置与所述磁场同步的最小电流。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙·大卫·哈特，
申请(专利权)人：控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB