[其他]感應電動機反饋制動控制的裝置及方法

無效

• 申請號: 86101083
• 申請日: 1986-01-30
• 公開（公告）號: CN86101083A
• 公開（公告）日: 1986-08-20
• 發明（設計）人: 哈比布·達德彼;保羅·詹姆斯·莫利諾;戴維德·約翰·舍羅
• 申請（專利權）人: 西屋電氣公司
• 主分類號: H02P3/18
• 分類號: H02P3/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王棟令

本申請涉及到下述相關專利申請，即D.J雪羅（D.J.Shero）等人提交的序號為696814并題名為“感應電動機合成控制裝置和方法”（W.E.Case????50932）的申請，以及D.J雪羅（D.J.Shero）等人提交的序號為696833并題名為“感應電動機控制裝置和方法”（W.E.Case????52232）的申請，這些申請都已轉讓給同一受讓人并在這里一并作為參考。

本發明涉及到為交流電動機驅動設備設置一套閉環控制系統，其中電動機驅動設備包括有一臺三相交流電動機，該電動機利用將逆變器提供的電壓通過柵截止可控硅（GTO）的控制供電，而逆變器則直接從一直流電源供電。在逆變器中的該GTO開關需在電動機的每相和二極電源（即高壓和低壓）中的任一級之間具有一定的導通時間，每相與另外兩相間的相互關系構成所需要的交流波形，以便適合于激勵該電動機。

對于一個運輸車來說，眾所周知從一臺或多臺驅動電動機輸出的轉矩應使車輛的加速或減速能夠維持在一定速率水平。眾所周知，由于各種不同的擾動和未予料的變化因素，需要設置一套閉環控制裝置，用它來確定電動機應具的輸出轉矩和控制加到電動機上的交流波形以便使電動機保持所期望的輸出轉矩。

交流電動機的輸出轉矩能夠用改變滑差頻率及/或電動機端電壓的方法進行控制，對于以直流為輸入電源的電動機驅動系統，可以用可變電壓和可變頻率的電壓源逆變器來改變這些電動機的各參數值。

在先有技術中，已經知道有一種感應電動機的控制系統，該系統包括有用一臺逆變器供電給電動機以反饋制動方式運行來給出需要的制動轉矩，如科里門蒂（Clemente）等人所提供的美國專利3815002號即是。它包括有一個不同的變壓器繞組與三相交流電動機的每相串聯相接，并設有一個旁路可控硅，用于在電動機運行期間將每個變壓器繞組短路，通過可控硅的相角調制而控制制動轉矩。

對于交流感應電動機驅動系統提供一套可變電壓和可變頻率的逆變器驅動電動機控制裝置和方法，采用一套可編程的微處理機，根據需要來確定電動機電流的接通和斷開。對該逆變器裝置連接一個附加的電動機電壓源，它被附加在由該逆變器裝置供電的電動機電壓上，以便為感應電動機驅動系統在需要提供一個所期望的反饋制動的電動機運行中達到所期望的制動轉矩時提供出所必需的總的電動機電壓。

對于本發明的較佳實施例將結合下述附圖加以說明。

圖1表示先有技術中的交流感應電動機的控制裝置;

圖2表示先有技術中典型的在軌道上運行并具有一臺驅動電動機設備的運輸車的運行。

圖3表示先有技術中一臺運輸車上交流感應驅動電動機的轉矩，電壓與速度的關系曲線;

圖4表示本發明交流感應電動機控制裝置的方框圖;

圖5表示本發明交流感應電動機控制裝置的電動機控制器的功能;

圖6表示本發明交流感應電動機控制裝置的控制狀態;

圖7表示本發明交流電動機控制裝置的制動TX控制準狀態;

圖8說明本發明中電動機轉矩與電動機速度在每種驅動運行方式和制動運行方式下的相互關系;

圖9為在本發明的感應電動機驅動系統中為制動運行方式提供所期望的電動機電壓的制動裝置的接線圖;

圖10表示所提供的制動運行控制電路;

圖11表示本發明中的逆變器輸出電壓和制動裝置的關系;

圖12表示輸入電動機的電壓關系;

圖13表示圖10所示的制動運行控制電路內的信號電壓關系。

圖14表示為圖10所示的制動運行控制電路提供控制信號的程序流程。

圖1中示出了先有技術中的交流電動機控制裝置，其中包括有一個直流電源10，它與逆變器11耦接，用以確定三相交流感應電動機12的運行，該電動機12連接在代表運輸車的負荷13上。轉矩敏感器14與電動機12耦接，用于將轉矩反饋到電動機控制器16上。功率控制器17在從運輸車操縱器輸入一個加速度請求18時接受運輸車重量19及運輸車輪直徑20的輸入。功率控制器17在加速度請求18所限定的速率下根據負荷13所提的要求產生一個轉矩作用力請求21，該請求21代表交流電動機12為將運輸車加速而需達到的轉矩，沖擊限制器22接受此轉矩作用力請求21并立即限制它而給出一個受過沖擊限制后的轉矩作用力請求23到電動機控制器16。電動機控制器16產生一個為起動逆變器11用的GTO的起動脈沖24，以便使轉矩反饋15與沖擊限制的轉矩作用力請求23匹配。