專利名稱：旋轉電機控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及用于旋轉電機的速度調整的裝置和方法。本發(fā)明特別涉及異步旋轉電機的軟啟動器/制動器。
背景技術：
異步電機現(xiàn)今廣泛使用在各種應用之中。異步電機具有許多優(yōu)點。通常其構造簡單，工作非常安全，壽命較長。但異步電機的啟動和制動需要考慮其他一些因素。立即加上全電壓會引起非常大的電流峰值，繼而導致電壓降落。對于大電動機，特別是與弱電網連用時，這種電壓降落會在電網中造成很大的干擾。因此常要求電機慢啟動，至少對于較大的電動機應如此。在大型和復雜的應用中，異步電機有時配備有調速器，用以檢測實際的轉差率并采取措施從而獲得所需的工作狀態(tài)。但對于簡單的應用，基于檢測實際轉差率的解決方案過于昂貴。解決啟動和制動問題的一種常用途徑就是加軟啟動器/制動器-它根據預定的時間表使輸送到異步電動機的電壓上下傾斜。


圖1a示出用于驅動泵的異步電動機的典型轉矩與轉速的關系曲線。虛線對應于電動機，實線對應于負載。正常工作時，工作點位于曲線交叉處，即A點。制動電動機時，最常用的先有技術的軟啟動器/制動器使用線性斜坡下降電壓。在此過程中可以從電動機得到的轉矩以相同的比例減小。圖1b示出這樣的情況電動機電壓已降到給出一個新的工作點B。但這個工作點B是不穩(wěn)定的，一個小小的干擾就會導致轉矩的小小下降，繼而導致工作點突然變成點C，在點C，電機的轉矩顯著降低。
在電動機的負載具有高慣性動量的系統(tǒng)中，這沒有任何問題。由于負載的慣性，電動機的轉速總會緩慢下降，直到電動機停轉。但在許多應用中，例如對于離心泵，負載的慣性低，電動機工作點的突然改變會導致電動機速度的急劇改變。在圖1a和1b的實例中，轉速會迅速降低約50％。這通常會在泵所連接的系統(tǒng)中產生大的瞬變。在例如輸送較高密度液體的系統(tǒng)中，會形成較大的壓力波，以致破壞泵設備以及系統(tǒng)的其他部件。這包括破壞性的振動和撞擊。
另一個有問題的領域是異步電動機應用于攪拌器。許多液體的粘度與速度有關。這意味著靜止的液體可以具有比流動中的同樣液體高得多的粘度。在液體開始流動時，粘度顯著降低。在這種系統(tǒng)中的負載曲線可類似于例如圖2的曲線。此曲線示出零速度時的相當高的起始負載，以實心圓表示，但當速度超過零時負載突然減小，如虛線所示。在這種具有先有技術的軟啟動器的系統(tǒng)中，啟動泵時電壓斜坡上升，直至達到靜態(tài)負載的轉矩。在達到這一點之前電動機不會轉動。當終于開始轉動時，負載轉矩顯著降低，電動機速度突然增加。這種轉速的突然改變會由于振動和/或機械損壞而破壞系統(tǒng)。
在Unsworth等人的專利US 5008608中公開了一種啟動和制動電動機的控制器。所述控制器包括每一相的可控硅控制裝置。所述控制器測量電動機的一相零交叉時的電壓和電流之間的時間間隔。根據此數值和參考數值來控制可控硅的觸發(fā)時間。為了啟動和制動電動機，可逐漸增加或減小參考數值。所述裝置杜絕了在制動電動機時轉矩的突然改變。所述解決方案是基于對電壓和電流的零交叉的檢測。但這種裝置使用在簡單的應用中仍然過于昂貴。
在專利EP 0621680B1中，公開了用于限制三相異步電動機軟啟動時的轉矩的方法。根據對電機的有效功率的測量、通過可控硅控制來完成調整。通過對有效功率的調整來控制轉矩。為了測量有效功率，必須測量電流、電壓和相對相角。這個解決方案也是基于昂貴的元件，不適用于許多應用。而且，所述公開的內容也沒有提到制動電機時的任何問題。
概述本發(fā)明總的目的是提供旋轉電機的控制轉速的軟啟動和制動的廉價的裝置和方法。本發(fā)明的另一個目的是提供能容易地適合于與現(xiàn)有的軟啟動器共同工作的這類裝置和方法。
上述目的是通過根據所附權利要求書的裝置和方法來實現(xiàn)的。一般來說，使用電流測量結果作為對旋轉電機的供電電壓進行反饋調整時的輸入信號。更詳細地說，由電壓源向旋轉電機提供電壓。測量相電流。利用相電流、電壓和轉差率之間的關系，將測量的電流值與對在特定的所加電壓下預定的目標轉差率所預期的值進行比較。在一個實施例中，根據此關系將所述測量的電流轉換成“測量的”或實際轉差率，將所述實際轉差率與目標轉差率進行比較，給出偏差值。在另一個實施例中，根據此關系將目標轉差率轉換成目標電流，將所述目標電流與測量電流進行比較，給出偏差值。這兩個不同的實施例也可加以組合。利用所述偏差值從電壓源產生校正電壓。要啟動和制動電機，可分別增加或減小所述目標轉差率。
根據本發(fā)明的另一方面，根據以上說明而得到的偏差值用于監(jiān)控旋轉電機的連續(xù)工作。
附圖簡要說明參閱結合附圖所作的以下說明就可更好地理解本發(fā)明以及本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點，附圖中圖1a是示出典型的異步電動機和與所述電動機相連接的泵負載在正常工作時的轉矩曲線的簡圖；圖1b是示出圖1a的異步電動機和泵負載在降低電壓工作時的轉矩曲線的簡圖；
圖2是示出攪拌裝置的可能的轉矩曲線的簡圖；圖3是根據本發(fā)明的旋轉電機系統(tǒng)的實施例的方框圖；圖4a是可用于本發(fā)明的比較器的實施例的方框圖；圖4b是可用于本發(fā)明的比較器的另一個實施例的方框圖；圖4c是可用于本發(fā)明的比較器的又一個實施例的方框圖；圖5是基于傳統(tǒng)的軟啟動單元的根據本發(fā)明的旋轉電機系統(tǒng)的另一個實施例的方框圖；圖6是根據本發(fā)明的控制方法的流程圖；圖7是示出根據本發(fā)明的泵電動機制動過程中隨時間而變的電壓和轉速的可能的狀態(tài)的簡圖；圖8是示出根據本發(fā)明的攪拌機啟動過程中隨時間而變的電壓和轉速的可能的狀態(tài)的簡圖；圖9是示出對于加到異步電動機上的恒定電源電壓其電流和轉差率之間的典型關系的簡圖；以及圖10是根據本發(fā)明的監(jiān)控方法的流程圖。
詳細說明以下要討論許多參數以及代表這些參數的信號。一般情況下，不區(qū)分這些參數和代表這些參數的信號，因為本專業(yè)的技術人員很容易在它們之間進行轉換。因此，參數的實際值和代表它的信號用同樣的符號來表示。
整個本文件中，主要根據轉差率來討論關于速度和有關參數的所有關系。但本專業(yè)的任何技術人員都理解，對于可從轉差率直接推導出的參數，例如異步電動機的轉速，這些關系也同樣有效。由于電網頻率已知，在轉差率和轉速之間就具有獨特的關系，所有涉及轉差率的關系都可改變?yōu)樯婕稗D速的關系。這種改變應理解為包含在本發(fā)明的內容中。
圖3示出旋轉電機系統(tǒng)1，它包括速度控制裝置2和旋轉電機3。在所述實施例中，速度控制裝置2通過三相接線4與電網(未示出)相連。速度控制裝置2調整來自電網的電壓，并通過電動機相接線5向旋轉電機3提供適當的相電壓。
旋轉電機3一般情況下是三相工作的鼠籠式異步電動機。正如本專業(yè)的任何技術人員都理解的，電動機3也可是其他類型，例如磁阻電機等。
在所述實施例中速度控制裝置2包括電壓源單元10，后者連接在三相接線4和轉子相接線5之間。電壓源單元10設置成能夠調整其輸入電壓以便提供合適的轉子相電壓。這樣就可知道提供給轉子的電壓U。電流計12用來測量通過電動機相接線5饋入電動機的電流。所述電流值通常是RMS(均方根)值，對應于流入電動機的平均電流，但也可以是其他電流參數的量度?；蛘?，也可以測量多于一相的電流，例如對三相的每一相都進行測量。代表所述測量電流值的信號IM和代表所加電壓的信號U都送到比較裝置15。比較裝置15將測量電流值與根據目標轉差值ST預期的值進行比較。所述結果是調整信號ΔU，它代表所要求的輸入電壓U的變化。換句話說，ΔU就是對電壓源的反饋信號。比較裝置15的輸入信號是代表所加電壓U、測量的相電流IM和目標轉差值ST的信號。代表目標轉差值ST的信號在本實施例中由斜坡(ramping)單元16提供。
比較裝置15包括用于利用電流、電壓和轉差率之間的預定關系獲得代表偏差值的信號的裝置。如何實現(xiàn)這一點，將在后面討論。所述偏差值送到也包括在比較裝置15中的調整裝置18。調整裝置18的輸出信號就是比較裝置的輸出信號，如前所述，所述信號由代表準備供給旋轉電機的附加電壓的信號ΔU所構成。信號ΔU最好是使電壓源單元10能夠按要求量增加其輸出電壓的信號，或者，信號ΔU可以就是附加電壓本身。根據所述偏差值、通過例如適當的濾波器或調整電路來獲得信號ΔU。這樣，信號ΔU通過控制接線送到電壓源單元10。
讓目標轉差率ST隨時間而變化，就可實現(xiàn)轉差率的平滑的斜坡上升或斜坡下降。由于調整是相對于轉差率而不是相對于任何電參數進行的，所以電動機的性能將是平穩(wěn)的，不會有導致轉矩、速度或過大電流等突然非受控變化的任何與目標轉差率的大偏差。實際的測量是針對電參數進行的，但是，由于電動機電流和轉差率之間的關系是具有已知其一般形狀的單一函數，所以可以進行可靠的轉換。正如本專業(yè)的技術人員所理解，這種關系需根據所使用的電動機或電動機類型而定。這將在后面討論。
圖4a示出比較裝置15的實施例。比較裝置15接收來自電流計12(圖3)的代表測量電流值IM的信號、代表所加電壓U的信號和來自斜坡單元16的代表目標轉差率ST的信號(圖3)。在所述實施例中，測量電流值輸入到轉換單元24中，轉換單元24將所述測量電流值轉換成相應的轉差值。如果關系可靠，那么該數值就是實際轉差值SM，并構成轉換單元24的輸出信號。用于獲得實際轉差值SM的手段就是轉差率，電壓和相電流之間的關系。這一關系存儲在存儲單元22中。存儲的形式以及此關系的實際形式可以大不相同，將在下面討論。但是，存儲單元22要向轉換單元24提供足夠的信息，以便進行轉換。
將實際轉差值SM和目標轉差值ST在比較器20中進行比較。比較器20的輸出是偏差值ΔS，在所述實施例中，ΔS設為SM和ST之差。再將偏差值ΔS送入調整單元18。
在圖4b中，示出了比較裝置15的另一個實施例。比較裝置15的所述實施例也接收來自電流計12(圖3)的代表測量電流值IM的信號、代表所加電壓U的信號和來自斜坡單元16的代表目標轉差率ST的信號(圖3)。但在所述實施例中，目標轉差值ST輸入到轉換單元26中，它將目標轉差值ST轉換成相應的目標電流值IT。此數值構成轉換單元26的輸出。獲得目標電流值IT的手段就是轉差率、電壓和相電流之間的關系。這一關系，如上述，存儲在存儲單元22中。存儲單元22要向轉換單元26提供足夠的信息，以便進行轉換。
將測量的電流值IM和目標電流值IT在比較器20中進行比較。比較器20的輸出是偏差值ΔI，在所述實施例中，ΔI設為IM和IT之差。再將偏差值ΔS送入調整單元18。
在圖4c中，示出了比較裝置15的第三個實施例。所述實施例基本上是圖4a和4b的實施例的組合。比較裝置14的所述實施例也接收來自電流計12(圖3)的代表測量電流值IM的信號、代表所加電壓U的信號和來自斜坡單元1的代表目標轉差率ST的信號(圖3)。在所述實施例中，有兩個轉換單元24和26，分別具有前兩個實施例中轉換單元的相應功能。此外，選擇裝置28連接到轉換單元24和26，以便一次激勵所述兩個單元中的一個?？梢允姑總€轉換單元24和26在最適合于所述特定調整的(例如)某一轉差率范圍內工作。不工作時，轉換單元24和26保留加到比較單元20的信號不變。然后對二轉換單元進行所述關系存儲，但方式相反。
當轉換單元26工作時，將測量電流值IM和目標電流值IT在比較器20中進行比較。當轉換單元24工作時，將實際轉差值SM和目標轉差值ST在比較器20中進行比較。比較器20的輸出是偏差值，在所述實施例中，設為或者IM和IT之差或者SM和ST之差。再將偏差值ΔS/ΔI送入調整單元18。
從偏差值ΔS/ΔI求得代表要求的電壓變化ΔU的信號。最好像傳統(tǒng)的電壓調整那樣進行所述電壓調整。如果電壓源10包括類似于例如US 5008608中所示的可控硅控制電路，那么，ΔU最好能控制所述電路的定時。這樣，電壓變化信號ΔU就由對應于所需電壓變化ΔU并饋入到可控硅控制電路中的激發(fā)時間延遲構成。
對于加到異步電動機的恒定的供電電壓，電流和轉差率之間的典型關系示于圖9。此關系是單調的，就是說，對于特定電壓，轉差率和電流的每個數值之間具有一一對應的關系。對于每個所加的電壓值，都存在這樣一種關系。此關系可以用來作任一方向的轉換。如果測量電流，那么可以獲得相應的轉差值。同理，如果選擇目標轉差率，那么所述數值可以容易地轉換成相應的目標電流值。每個供電電壓值都有其自己的電流—速度的關系，基本上類似于所示曲線。因此需要代表供給電動機的實際電壓的信號來獲得所述適當的關系。所述關系最好以查閱表的方式存儲到與(例如)比較器15相連接的存儲器裝置中，諸如只讀存儲器(ROM)，PROMH或EPROM。存儲器裝置也可以選擇為不設在近處，而位于遠處的計算機或服務器中。在圖4a的實施例中，電壓信號U和測量的電流信號IM用作尋址輸入，得到相應的實際轉差值。在圖4b的實施例中，電壓信號U和目標轉差率ST用作尋址輸入，得到相應的目標電流值。此關系也可以參數化的函數的形式存儲，其中電壓和電流/速度用作參數。
可以用不同的方法獲得電動機電流、電動機電壓和轉差率之間的關系。一種明顯的可能方法就是結合電動機的制造或在安裝時測量此關系。這樣求得的關系顯然很可靠，但工作量很大。另一種可能的方法就是只測量曲線上的少數幾個臨界點，并根據這幾個數值來估算其余的關系。這些數值最好是制造商提供的標準數據。一個電動機到另一電動機或一種類型到另一類型的性能應是相當類似的，且變化是平滑的，這樣就能得出相當可靠的關系。
斜坡單元16提供目標轉差率。所述電壓調整用來朝著所述目標轉差率進行調整。為了實現(xiàn)增加的或減小的轉差率，目標轉差率需隨時間而改變。這樣，目標轉差率ST根據預定的時間表而改變。在大多數啟動或制動應用中，理想的特性通常是具有平滑改變的斜坡上升或斜坡下降的轉差率。目標轉差率的啟動序列的實例示于圖8。速度最初是零，然后線性地傾斜地上升到連續(xù)工作所要求的轉差率。目標轉差率的制動序列的典型實例示于圖7。速度最初是連續(xù)工作的速度，然后線性地或以其它預定方式斜坡下降到零。如果迫使電動機遵循這種速度變化，那么突然的破壞性事件就不會發(fā)生。因此斜坡單元16配置成能提供目標轉差率的平滑的傾斜變化。斜坡下降還可以任選地包括根據需要規(guī)定目標轉差率逐步變化的部分。斜坡變化可以是線性的，如圖7和圖8所示，但也可以是任何其他類型，對于電動機設備、泵或其它負載以及供電電網而言，所述斜坡變化要求并不嚴格。
本發(fā)明具有的特性使本發(fā)明對于啟動和制動旋轉電機非常有用。
在旋轉電機連續(xù)工作期間，通常希望監(jiān)控其工作狀態(tài)并能檢測出偏離正常性能的情況。本發(fā)明為此也提供了一個解決方案。如果電動機的實際調整由其他裝置完成，則本發(fā)明調整裝置的部件可用于監(jiān)控目的?？梢赃B續(xù)測量電流IM，而供給電機的電壓通常就是電網電壓。通過保持目標轉差率恒定不變，可以很容易地得到或者ΔS或者ΔI的偏差值。所述數值是偏離理想工作的很好的量度，也是例如向操作人員顯示的用于監(jiān)控目的很好的參數。
圖5中示出了本發(fā)明的另一個實施例。所述實施例基于異步電動機3的傳統(tǒng)軟啟動器單元6。所述軟啟動器單元6包括向電動機提供實際電壓的電壓源單元10。電壓源單元10通常也包括基于電流計12的測量結果的過流保護裝置(未單獨示出)。電流計12向電壓源單元10提供代表供給電動機的相電流的信號。按照本發(fā)明，所述信號可以很容易地用作加到調整單元7的輸入信號。電壓源單元10還提供代表輸出電壓的信號。
這樣，對應于測量的電流和所加電壓的信號作為輸入信號提供給調整單元7。調整單元7具有包括調整裝置18和斜坡單元16的比較裝置15。這些部件基本上如以上所述。調整裝置18的輸出信號是對應于所要求的電壓變化的信號，這也是整個調整單元7的輸出信號。將調整單元7的輸出信號提供給軟啟動器單元6。所述連接配置成使電壓源單元10按所要求的量來改變輸出電壓。
所述實施例示明了本發(fā)明的一個優(yōu)點。傳統(tǒng)的軟啟動器可以按所述實施例由單獨的調整單元7來提供，調整單元7進行根據本發(fā)明的大部分操作。軟啟動單元6只需提供電流和電壓值，而此數值通常在軟啟動單元6中是已存在的。另外，軟啟動單元6還必須對外來的關于電壓變化的要求作出響應。這些功能由傳統(tǒng)的軟啟動器也很易獲得。這意味著，為了在現(xiàn)有設備上使用本發(fā)明，只需要一個附加單元，而不需要完全新的軟啟動器單元。
圖6示出根據本發(fā)明的調整方法中代表基本步驟的流程圖。流程從步驟100開始。在步驟102，將電壓加到旋轉電機上。在步驟104，測量加到電動機上的實際電流，例如RMS值或峰值。在步驟106，得到目標轉差值，在步驟108，將目標值和測量的電流值進行比較。通過或者將測量電流轉換成實際轉差值、或者將目標轉差率轉換成目標電流值來完成這種比較。所述差值調整差值電壓信號。在步驟110，根據此差值電壓信號來調整供給電動機的電壓。在步驟112，流程結束。
圖10示出根據本發(fā)明的監(jiān)控方法中代表基本步驟的流程圖。流程從步驟100開始。在步驟103，測量供給旋轉電機的電壓。在步驟104，測量加到電動機上的實際電流，例如RMS值或峰值。在步驟107，得到預期的工作轉差值，在步驟109，所述預期的工作值與測量的電流值進行比較。進行比較時或者將測量電流轉換成實際轉差值，或者將目標轉差率轉換成目標電流值。在步驟111顯示所述差值。在步驟112，流程結束。
圖7是本發(fā)明的控制方法和裝置如何工作的典型的圖解說明。圖7示出在制動過程中目標轉差率和加到電動機上的電壓隨時間的變化。假定電動機正在驅動具有小慣量的泵單元。在傳統(tǒng)的制動過程中，制動時會發(fā)生突然的轉矩改變。有了本發(fā)明的裝置和方法，就會有另一種事件過程。目標轉差率最初設定為對應于連續(xù)工作的速度的數值，在此實例中對應于稍低于3000rpm。此數值通常是1-3％。當需要制動時，發(fā)生目標轉差率的線性斜坡上升，如實曲線所示。(注意，轉差率的比例是顛倒的)。當轉差率增加時，根據本發(fā)明的調整開始了。電壓最初迅速下降。當電壓大量下降致使轉矩曲線(見圖1b)的最大點成為工作點時，電壓的降落變慢。當工作點達到圖1b的不穩(wěn)定狀態(tài)時，電壓再上升、以避免任何突然的速度變化。最終，當通過臨界階段(通道)之后，電壓再次下降到零。典型的電壓曲線在圖7中以虛線表示。
圖8示出在啟動過程中目標轉差率和加到電動機上的電壓隨時間的變化。假定電動機正在驅動具有類似于圖2所示的負載曲線的攪拌器。為了克服初始負載，需加較高的電壓。此時，目標轉差率增加，但實際轉差率仍停留在零。當攪拌器開始轉動時，由于負載在靜態(tài)和動態(tài)條件下的差異，負載減小很多，為了保持轉差率的預期線性增加，電壓會急劇降低。實際轉差率會很快等于目標轉差率。這就形成了圖中虛線的電壓曲線上的電壓“尖峰”。然后電壓會按照“正?！眴忧闆r緩慢增加。于是啟動電壓曲線具有與制動曲線類似的特性，但順序相反。
本發(fā)明的方法可以用軟件、硬件或二者的組合來實現(xiàn)。實現(xiàn)所述方法或所述方法的一部分的計算機程序產品包括運行在通用的或專配的計算機、處理器或微處理器上的軟件或計算機程序。軟件包括使計算機能利用圖6或圖10所述各步驟中至少一個步驟而實現(xiàn)所述方法的計算機程序碼元或軟件代碼部分。所述程序可全部或部分存儲在一個或多個合適的計算機可讀介質或數據存儲裝置中，諸如磁盤、CD-ROM或DVD盤、硬盤、磁光存儲器存儲裝置、RAM或易失性存儲器、ROM或快速存儲器、如固件，或存儲在數據服務器上。這種計算機程序也可通過網絡(例如因特網)來提供。
很明顯，按照本發(fā)明的價廉而可靠的裝置和方法將會改善旋轉電機的啟動和制動性能。
本專業(yè)的技術人員會理解，在不背離由所附權利要求書所定義的本發(fā)明的范圍的條件下，對本發(fā)明可以作各種修改和變化。
權利要求
1.一種用于旋轉電動機(3)的轉速控制方法，所述方法包括以下步驟向所述旋轉電動機(3)加電壓(U)；測量加到所述旋轉電動機(3)的電流；將所述測量電流值(IM)和所述電壓(U)與目標轉差率(ST)相組合，利用電流、電壓和轉差率的預定關系，給出調整信號(ΔU)；以及根據所述調整信號(ΔU)，向所述旋轉電動機(3)加電壓。
2.如權利要求1所述的轉速控制方法，其特征在于所述組合步驟又包括以下步驟利用所述關系，將所述目標轉差率(ST)轉換成目標電流值(IT)；將所述測量電流值(IM)和所述目標電流值(IT)相比較，給出所述差值形式的偏差值(ΔI)；以及通過對所述偏差值(ΔI)進行調整而得到所述調整信號(ΔU)。
3.如權利要求1所述的轉速控制方法，其特征在于所述組合步驟又包括以下步驟利用所述關系，將所述測量電流(IM)轉換成實際轉差值(SM)；將所述實際轉差值(SM)和所述目標轉差值(ST相比較)，給出所述差值形式的偏差值(ΔS)；以及通過對所述偏差值(ΔS)進行調整而得到所述調整信號(ΔU)。
4.如權利要求1所述的轉速控制方法，其特征在于所述組合步驟在所述電動機工作的不同階段根據權利要求2或按照權利要求3進行。
5.如權利要求1-4中任一項所述的轉速控制方法，其特征在于所述目標轉差率(ST)按照預定時間表變化。
6.如權利要求1-5中任一項所述的轉速控制方法，其特征在于所述關系是所述旋轉電動機(3)的轉差率、電壓和電流之間的實際測量的關系。
7.如權利要求1-5中任一項所述的轉速控制方法，其特征在于所述關系是所述旋轉電動機(3)的轉差率、電壓和電流之間的預定的模型化的關系。
8.一種用于旋轉電動機(3)的速度控制裝置(2)，它包括連接到所述旋轉電動機(3)的電壓源(10)；用于測量供給所述旋轉電動機(3)的電流(IM)的裝置(12)；連接到所述測量裝置(12)和所述電壓源(10)的比較裝置(15)，用于將所述測量電流值(IM)和所述電壓(U)與目標轉差率(ST)相組合，利用電流、電壓和轉差率的預定關系，給出調整信號(ΔU)；其中所述電壓源(10)配置成按照所述調整信號(ΔU)向所述旋轉電動機(3)加電壓。
9.如權利要求8所述的速度控制裝置，其特征在于所述比較裝置(15)又包括利用所述關系，將所述目標轉差率(ST)轉換成目標電流值(IT)的裝置(26)；比較器(20)，用于將所述測量電流值(IM)和所述目標電流值(IT)相比較，給出所述差值形式的偏差值(ΔI)；以及用于通過對所述偏差值(ΔI)進行調整而得到所述調整信號(ΔU)的調整裝置(18)。
10.如權利要求8所述的速度控制裝置，其特征在于所述比較裝置(15)又包括利用所述關系，將所述測量電流(IM)轉換成實際轉差值(SM)的裝置(26)；比較器(20)，用于比較所述實際轉差值(SM)和所述目標轉差值(ST)，給出所述差異的差值(ΔS)；以及調整裝置(18)，用于通過對所述偏差值(ΔS)進行調整而得到所述調整信號(ΔU)。
11.如權利要求8所述的速度控制裝置，其特征在于所述比較裝置(15)又包括根據權利要求9的所述轉換裝置的第一轉換裝置、根據權利要求10的所述轉換裝置的第二轉換裝置和用于在所述電動機工作的不同階段選擇所述第一和第二轉換裝置之一的裝置(28)。
12.如權利要求8-11中任一項所述的速度控制裝置，其特征在于用于根據預定的時間表改變所述目標轉差率(ST)的裝置(16)。
13.如權利要求8-12中任一項所述的速度控制裝置，其特征在于所述比較裝置(15)還包括用于存儲所述旋轉電動機(3)的轉差率、電流和電壓之間的實際測量的關系的裝置(22)。
14.如權利要求8-12中任一項所述的速度控制裝置，其特征在于所述比較裝置(15)還包括用于存儲所述旋轉電動機(3)的轉差率、電流和電壓之間的所述關系的預定模型的裝置(22)。
15.把如權利要求8-14中任一項所述的速度控制裝置用于啟動和/或制動旋轉電動機。
16.一種用于異步旋轉電動機(3)的軟啟動器/制動器裝置(6)的調整單元(7)，它包括用于接收供給所述旋轉電動機(3)的電流(IM)和電壓(U)值的裝置；連接到所述接收裝置的比較裝置(15)，用于將所述測量電流值(IM)和所述電壓(U)與目標轉差率(ST)相組合，利用電流、電壓和轉差率的預定關系，給出調整信號(ΔU)；以及用于向所述旋轉電動機(3)提供所述調整信號(ΔU)的裝置。
17.如權利要求16所述的調整單元，其特征在于所述比較裝置(15)又包括利用所述關系，將所述目標轉差值(ST)轉換成目標電流值(IT)的裝置(26)；比較器(20)，用于將所述測量電流值(IM)和所述目標電流值(IT)相比較，給出所述差值形式的偏差值(ΔI)；以及用于通過對所述偏差值(ΔI)進行調整而得到所述調整信號(ΔU)的調整裝置(18)。
18.如權利要求16所述的調整單元，其特征在于所述比較裝置(15)又包括利用所述關系，將所述測量電流(IM)轉換成實際轉差值(SM)的裝置(26)；比較器(20)，用于將所述實際轉差值(SM)和所述目標轉差值(ST)相比較，給出所述差值形式的偏差值(ΔS)；以及用于通過對所述偏差值(ΔS)進行調整而得到所述調整信號(ΔU)的調整裝置(18)。
19.如權利要求16所述的調整單元，其特征在于所述比較裝置(15)又包括根據權利要求17的所述轉換裝置的第一轉換裝置、根據權利要求18的所述轉換裝置的第二轉換裝置和用于在不同情況下選擇所述第一和第二轉換裝置之一的裝置(28)。
20.如權利要求16-19中任一項所述的調整單元，其特征在于用于根據預定的時間表改變所述目標轉差率(ST)的裝置(16)。
21.如權利要求16-20中任一項所述的調整單元，其特征在于所述比較裝置(15)還包括用于存儲所述異步旋轉電動機的轉差率、電流和電壓之間的實際測量關系的裝置(22)。
22.如權利要求16-19中任一項所述的調整單元，其特征在于所述比較裝置(15)還包括用于存儲所述異步旋轉電動機的轉差率、電流和電壓之間的所述關系的預定模型的裝置(22)。
23.一種旋轉電動機系統(tǒng)(1)，它包括旋轉電動機(3)和速度控制裝置(2)，所述速度控制裝置(2)包括連接到所述旋轉電動機(3)的電壓源(10)；用于測量供給所述旋轉電動機(3)的電流(IM)的裝置(12)；連接到所述測量裝置(12)和所述電壓源(10)的比較裝置(15)，用于將所述測量電流值(IM)和所述電壓(U)與目標轉差率(ST)相組合，利用電流、電壓和轉差率的預定關系，給出調整信號(ΔU)；其中所述電壓源配置成根據所述調整信號(ΔU)向所述旋轉電動機(3)加電壓。
24.如權利要求23所述的旋轉電動機系統(tǒng)，其特征在于所述比較裝置(15)又包括利用所述關系，將所述目標轉差值(ST)轉換成目標電流值(IT)的裝置(26)；比較器(20)，用于將所述測量電流值(IM)和所述目標電流值(IT)相比較，給出所述差值形式的偏差值(ΔI)；以及用于通過對所述偏差值(ΔI)進行調整而得到所述調整信號(ΔU)的調整裝置(18)。
25.如權利要求23所述的旋轉電動機系統(tǒng)，其特征在于所述比較裝置(15)又包括利用所述關系，將所述測量電流(1M)轉換成實際轉差值(SM)的裝置(26)；比較器(20)，用于將所述實際轉差值(SM)和所述目標轉差值(ST)相比較，給出所述差值形式的偏差值(ΔS)；以及用于通過對所述偏差值(ΔS)進行調整而得到所述調整信號(ΔU)的調整裝置(18)。
26.如權利要求23所述的旋轉電動機系統(tǒng)，其特征在于所述比較裝置(15)又包括根據權利要求24的所述轉換裝置的第一轉換裝置、根據權利要求25的所述轉換裝置的第二轉換裝置和用于在所述電動機工作的不同階段選擇所述第一和第二轉換裝置之一的裝置(28)。
27.如權利要求23-26中任一項所述的旋轉電動機系統(tǒng)，其特征在于用于根據預定的時間表改變所述目標轉差率(ST)的裝置(16)。
28.如權利要求23-27中任一項所述的旋轉電動機系統(tǒng)，其特征在于所述比較裝置(15)還包括用于存儲所述旋轉電動機(3)的轉差率、電流和電壓之間的實際測量關系的裝置(22)。
29.如權利要求23-27中任一項所述的旋轉電動機系統(tǒng)，其特征在于所述比較裝置(15)還包括用于存儲所述旋轉電動機的轉差率、電壓和電流之間的所述關系的預定模型的裝置(22)。
30.將如權利要求23-29中任一項的旋轉電動機系統(tǒng)用于啟動和/或制動所述旋轉電動機系統(tǒng)中的旋轉電動機。
31.一種用于監(jiān)控旋轉電動機(3)的工作狀態(tài)的方法，所述方法包括以下步驟測量加到所述旋轉電動機(3)上的電壓(U)；測量加到所述旋轉電動機(3)上的電流；將所述測量的電流值(IM)和所述電壓(U)與預期的工作轉差率(ST)相組合，利用電流、電壓和轉差率的預定關系，給出與任何現(xiàn)有的對預期的工作狀態(tài)的偏差相關聯(lián)的偏差值；以及顯示所述偏差值。
32.如權利要求31所述的工作狀態(tài)監(jiān)控方法，其特征在于所述組合步驟又包括以下步驟利用所述關系，將所述預期的工作轉差率(ST)轉換成預期的工作電流值(IT)；將所述測量電流值(IM)和所述目標電流值(IT)相比較，給出所述差值形式的偏差值(ΔI)。
33.如權利要求31所述的工作狀態(tài)監(jiān)控方法，其特征在于所述組合步驟又包括以下步驟利用所述關系，將所述測量電流(IM)轉換成實際轉差值(SM)；將所述實際轉差值(SM)和所述預期工作轉差率(ST)相比較，給出所述差值形式的偏差值(ΔS)。
34.一種計算機程序產品，它包括計算機代碼裝置和/或軟件代碼部分，所述計算機代碼裝置和/或軟件代碼部分當運行在計算機或處理器上時使所述處理器執(zhí)行如權利要求1-7和31-33中任一項所述的方法的各步驟。
35.如權利要求34所述的計算機程序產品，其特征在于所述計算機程序產品是通過諸如因特網的網絡提供的。
36.一種計算機可讀媒體，它包括根據權利要求34或35的計算機程序產品。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于改進旋轉電機的啟動/制動的裝置和方法。旋轉電機由電壓源(10)提供電壓。測量相電流的幅度。利用相電流、所加電壓和轉差率之間的關系，把測量電流值(I
文檔編號H02P1/26GK1486530SQ0182207
公開日2004年3月31日 申請日期2001年10月3日 優(yōu)先權日2000年11月20日
發(fā)明者B·奧爾松, S·扎賴, B 奧爾松 申請人:Abb股份有限公司