本發(fā)明屬于于電機啟動控制技術領域，尤其涉及一種簡單易用的電機飛車啟動實現(xiàn)方法和系統(tǒng)。

技術背景

在工業(yè)生產(chǎn)中，有很多的電機應用環(huán)境和生產(chǎn)工藝決定了電機需要在旋轉的狀態(tài)下直接啟動。對于轉動慣量比較大的電機，從運行到停止有可能需要幾個小時的時間，在石油化工、電廠等生產(chǎn)工藝要求非常嚴格的環(huán)境下，不允許出現(xiàn)長時間停機，因此在電機出現(xiàn)停機時需要在很短的時間內將電機重新啟動，確保生產(chǎn)的正常運行。如果長時間等待電機停止后在重新啟動，有可能導致整個生產(chǎn)線的停止，造成生產(chǎn)的重大損失。

在水泥等行業(yè)，特殊的工藝環(huán)境決定了風機只能旋轉啟動。比如一些工藝管道內相通的多個風機不是完全靜止的，和管道連接的風機經(jīng)常處于低速旋轉狀態(tài)，在這種工藝情況下，啟動電機只能采用飛車啟動的方式。

因此在工業(yè)生產(chǎn)中，飛車啟動對于電機是必不可少的功能，目前市場上大多電機調速設備均實現(xiàn)了飛車啟動功能，但飛車啟動的實現(xiàn)原理和飛車啟動的效果各有不同，有的采用了復雜的電機矢量分解進行控制，有的加裝了電機的轉子檢測器來獲取電機的轉速，有的采用了雙DSP等進行大量復雜的運算來實現(xiàn)電機的飛車啟動。對于大多數(shù)的電機調速制造商來說均需要投入大量的人力研發(fā)成本和設備制造成本來實現(xiàn)電機的飛車啟動功能，限制了產(chǎn)品的市場推廣和實際應用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對以上技術問題，提供一種簡單易用的電機飛車啟動實現(xiàn)方法和系統(tǒng)，通過簡單的采樣可實現(xiàn)電機的飛車啟動，方法可靠，有效降低產(chǎn)品的研發(fā)周期、人力投入成本和產(chǎn)品制造成本。

本發(fā)明采用的技術方案如下，一種簡單易用的電機飛車啟動實現(xiàn)方法，包括如下步驟：

S01、對裝置啟動飛車命令；

S02、檢測當前電機的機端頻率，通過電機端的電壓互感器檢測當前轉子感應到定子側的端電壓頻率；

S03、裝置按照當前檢測的機端頻率，測量的機端電壓作為裝置的起始輸出電壓和起始輸出頻率；

S04、過零檢測電路對裝置的輸出發(fā)出觸發(fā)信號，并通過過零檢測電路確保裝置輸出與檢測的端電壓波形相位一致的電壓波形；

S05、按照用戶給定的頻率、電壓來調整裝置的輸出電壓；

S06、旋轉狀態(tài)下的飛車啟動完成。

優(yōu)選地，如果當前電壓互感器檢測不到旋轉電機在定子側感應出來的端電壓頻率，則采用輸出高頻電源的方式拖動電機加速旋轉，以使旋轉電機在電機定子側感應出機端電壓。

優(yōu)選地，采用輸出高頻電源的方式拖動電機加速旋轉方式感應機端電壓的具體操作步驟為：

S11、調整裝置的起始頻率和起始電壓，輸出一個高頻電源給當前旋轉的電機；

S12、裝置開通輸出，并保持頻率不變，逐步提高裝置的輸出電壓至目標電壓；

S13、裝置封鎖輸出，旋轉電機在電機定子側感應出機端電壓，繼續(xù)步驟S04。

優(yōu)選地，所述起始頻率為50HZ，所述起始電壓30V。

優(yōu)選地，所述目標電壓為電機額定電壓的一半。

優(yōu)選地，所述輸出電壓高于檢測的端電壓。

一種簡單易用的電機飛車啟動實現(xiàn)系統(tǒng)，包括：

采樣電路，包括電機側電壓互感器和電流互感器，用于獲取當前旋轉電機感應到定子側電壓的頻率和幅值；

機端電壓過零檢測電路，用于對電機端電壓波形的檢測，計算出當前機端電壓波形的相位，作為裝置輸出波形相位的觸發(fā)信號；

電壓波形控制輸出模塊，用于控制裝置的電壓輸出。

優(yōu)選地，所述機端電壓過零檢測電路包括低通濾波電路和過零信號放大電路。

本發(fā)明通過測量旋轉狀態(tài)下電機轉子對定子側的感應電壓來判斷當前電機的轉速，并計算出當前端電壓的相位，同時通過過零點來控制裝置的波形輸出，通過輸出和機端電壓同頻率、同相位、同幅值的方式來達到旋轉狀態(tài)下電機飛車啟動的目的，具有方法簡單、易實現(xiàn)的特點，可以降低產(chǎn)品的研發(fā)周期、人力投入成本和產(chǎn)品制造成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構框圖。

圖2為本發(fā)明的方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖說明，對本發(fā)明進行詳細地介紹，應當理解，以下只是介紹本發(fā)明的具體實施方式，并不在于限定本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明包括采樣電路、機端電壓過零檢測電路、電壓波形控制輸出模塊，如圖1所示，本發(fā)明主要是通過測量旋轉狀態(tài)下電機轉子對定子側的感應電壓來判斷當前電機的轉速，同時通過檢測電壓的過零點來控制裝置的波形輸出，通過輸出和機端電壓同頻率、同相位、同幅值的方式來達到旋轉狀態(tài)下電機飛車啟動的目的。

采樣電路包括電機端電壓采樣互感器、電流采樣互感器，通過對電機端電壓和電流采樣，來作為飛車啟動過程中裝置輸出電壓和頻率的設定，同時該采樣值也作為系統(tǒng)保護動作的條件。

機端電壓過零檢測電路包括低通濾波電路和過零信號放大電路，經(jīng)過低通濾波電路的濾波作用和過零信號放大電路的信號放大作用，對電機端電壓波形的檢測，計算出當前機端電壓波形的相位，作為裝置輸出波形相位的觸發(fā)信號。

電壓波形控制輸出模塊主要用以控制裝置的電壓輸出。

為了保證飛車啟動的成功，同時為了保證在飛車啟動過程中線路中的電流能最小，只有在電壓一致，轉差最小的情況下，才能避免拖動旋轉狀態(tài)下電機的沖擊電流最小，通過檢測旋轉電機對定子側的感應電壓，計算出當前電機轉速，同時通過過零檢測電路計算出當前端電壓的相位，裝置直接按照當前檢測的頻率和電壓輸出三相交流電壓，電機飛車可順利啟動。

具體按照以下步驟來實現(xiàn)，參見圖2，其為一種簡單易用的電機飛車啟動流程。

S01、開始時，對裝置啟動飛車命令；

S02、裝置接收到“飛車啟動”命令后，開始檢測當前電機的機端頻率，通過電機端的電壓互感器檢測當前轉子感應到定子側的端電壓頻率；

S03、通過電機端電壓互感器檢測出當前的端電壓頻率后，裝置即可按照當前檢測的機端頻率，測量的機端電壓作為裝置的起始輸出電壓和起始輸出頻率；

S04、通過過零檢測電路對裝置的輸出發(fā)出觸發(fā)信號，為了保證在開通輸出的瞬間沖擊電流最小，需通過過零檢測電路確保裝置輸出與檢測的端電壓波形相位一致的電壓波形，需要確保同頻率、同相位、同幅值的電壓輸出；

S05、裝置輸出和端電壓同頻率、同相位、同幅值的電壓后，按照用戶給定的頻率、電壓來調整裝置的輸出電壓；

S06、實現(xiàn)旋轉狀態(tài)下的飛車啟動。

上述的輸出電壓一般情況下設定高于檢測的端電壓，可保證在輸出的一瞬間能量不會發(fā)送。

在上述檢測當前電機的機端頻率步驟中，也許當前電壓互感器檢測不到旋轉電機在定子側感應出來的端電壓頻率，如果前電壓互感器檢測不到旋轉電機在定子側感應出來的端電壓頻率，那么可以采用輸出高頻電源的方式拖動電機加速旋轉以使旋轉電機在電機定子側感應出機端電壓。

具體的操作步驟如下：

S11、調整裝置的起始頻率和起始電壓，輸出一個高頻電源給當前旋轉的電機；

由于電機的轉速一般在50HZ以下，為了避免電機能量反送給裝置，導致裝置器件損壞，一般情況下選擇按照起始頻率50HZ，起始電壓30V的方式輸出一個高頻電源給當前旋轉的電機。

S12、裝置開通輸出，并保持頻率不變，逐步提高裝置的輸出電壓至目標電壓；

逐步提高裝置的輸出電壓，能夠為電機提供足夠的轉動力矩，保證能拖動電機高速旋轉，隨著輸出電壓的提升，輸出轉矩也會提高，電機會隨著輸出電壓的提高而加速旋轉，在這個過程中電機側的電流也會出現(xiàn)急劇變大，通過調整升壓時間可以控制線路中電流緩慢增加。

一般情況下設置輸出目標電壓為額定電壓的一半，通過這種方式來提高電機的轉速，設置輸出目標電壓為額定電壓的一半可確保電機能被拖動高速旋轉，同時也可減小升壓時間，減少感應時間，也可避免電流劇增。

S13、當裝置輸出設定的電壓后，電機此時會在高頻電源的拖動下轉速加快，對裝置封鎖輸出，旋轉電機在電機定子側感應出機端電壓，繼續(xù)步驟S04，即通過過零檢測電路對裝置的輸出發(fā)出觸發(fā)信號，通過過零檢測電路確保裝置輸出與檢測的端電壓波形相位一致的電壓波形。

本發(fā)明的實施例只是介紹其具體實施方式，不在于限制其保護范圍。本行業(yè)的技術人員在本實施例的啟發(fā)下可以作出某些修改，故凡依照本發(fā)明專利范圍所做的等效變化或修飾，均屬于本發(fā)明專利權利要求范圍內。