專利名稱：變頻器系統的速度追蹤方法及速度追蹤裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種變頻器系統的速度追蹤方法及速度追蹤裝置，特別是，涉及一種在負載較大的情況下的速度追蹤功能。
背景技術：
速度追蹤功能是在使用變頻器來驅動電機的系統中，在變頻器的電源斷電(接通變頻器的控制電源的狀態)的情況下，電機借助慣性繼續運轉，電源恢復之后，使其恢復至斷電前的電機轉速的一種功能。此功能特別應用于離心分離器等高慣性負載儀器上，可有效防止電源恢復時，變頻器中過流故障的發生，來保障系統正常、穩定運轉。下面，對現有的速度追蹤方法進行說明。速度追蹤功能應用場合如下:(I)變頻器電源瞬時斷電后恢復時。S卩，在變頻器的供電電源瞬時斷電的情況下，變頻器顯示欠壓故障，此時，在供電電源恢復的情況下，變頻器以速度追蹤方式控制電機恢復至斷電前的轉速。(2)變頻器中發生故障，再復位時。S卩，變頻器在正常運行過程中發生故障時，如果故障排除后將變頻器復位，變頻器則以速度追蹤方式控制電機恢復至故障發生前的轉速。(3)向變頻器系統施加電源而啟動時。在變頻器中施加電源之后，變頻器以速度追蹤方式運行至目標頻率。(4)變頻器系統正常加速時。在加速時，變頻器不以設定的加速時間加速至目標頻率，而以速度追蹤方式加速至目標頻率。下面，對速度追蹤期間變頻器的輸出頻率和輸出電壓的計算方法進行說明。速度追蹤期間，變頻器輸出頻率和輸出電壓不再以預定的恒壓頻比(constantratio of voltage and frequency)的方式輸出。圖1是用于說明通過現有的速度追蹤方法來計算變頻器在速度追蹤期間的輸出頻率值的方法的圖。如圖1所示，變頻器通過對實際輸出電流和預先存儲在軟件的參考電流的差值進行PI調節之后，在目標頻率中減去上述PI調節值來得到輸出頻率的數值。并且，圖2是用于說明通過現有的速度追蹤方法來計算變頻器在速度追蹤期間的輸出電壓值的方法的圖。速度追蹤期間電流會比較大，因此如果不對電流值加以限制就會發生過流故障。根據變頻器參數設定變頻器速度追蹤裝置的電流限制數值。如果輸出電流大于限制電流，則可通過減小輸出電壓來限制輸出電流。在通過如上所述的現有的方法計算輸出頻率時，采用PI算法(proportional-1ntegral algorism), P參數和I參數都由使用者自己設定。但往往因使用者經驗不足，而不能設定較準的數值。并且，P參數和I參數一旦設定，在速度追蹤期間就不能修改，且不能隨著輸出頻率和電流的大小而自動改變。因此，負載較大時，上述計算方法容易失效，由此出現不能啟動電機的問題。S卩，現有的一般變頻器的速度追蹤功能，在參數的設定復雜并負載大的情況下，如果參數的設定不適合，則發生電機的過流，從而導致電機轉速恢復至斷電前的轉速時所需時間過長的現象。

發明內容
因此，本發明是為了解除如讓所述的現有的問題點而提出的，本發明的目的在于，提供一種參數的設定簡單，在負載較大的情況下，能夠有效控制電機恢復至原來轉速的速度追蹤方法。用于達成上述目的的本發明的變頻器系統的速度追蹤方法，其特征在于，包括如下步驟:第一步驟，通過目標頻率F、目標速度追蹤時間T及輸出周期AT計算輸出頻率的變化量AF=F-AIVT ;第二步驟，以目標頻率為基準，按照每輸出周期減小預定的變化量AF，來設定為該輸出周期的輸出頻率值；第三步驟，輸出電壓從零開始增加，如果輸出電流超過限制電流，輸出電壓則瞬間停止增加；以及第四步驟，在遞減的輸出頻率和遞增的輸出電壓相互匹配時，變頻器再次利用匹配時的恒壓頻比方式，并根據現有的V/F方式來使電機加速至目標頻率。
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如上所述，本發明變頻器系統的速度追蹤方法，在速度追蹤運行時，相比現有的方式，參數的設定簡單，頻率的變化量△ F按照電機的現狀更新，在負載較大的情況下，仍能實現速度追蹤功能。本發明還提供一種變頻器系統的速度追蹤裝置，其特征在于，包括如下單元:第一單元，通過目標頻率F、目標速度追蹤時間T及輸出周期AT計算輸出頻率的變化量AF=F*AT/T ;第二單元，以目標頻率為基準，按照每輸出周期減小預定的變化量Λ F，來設定為該輸出周期的輸出頻率值；第三單元，輸出電壓從零開始增加，如果輸出電流超過限制電流，輸出電壓則瞬間停止增加；第四單元，在遞減的輸出頻率和遞增的輸出電壓相互匹配時，變頻器再次利用匹配時的恒壓頻比方式，并根據現有的V/F方式來使電機加速至目標頻率。


圖1是用于說明通過現有的速度追蹤方法來計算變頻器在速度追蹤期間的輸出頻率值的方法的圖。圖2是用于說明通過現有的速度追蹤方法來計算變頻器在速度追蹤期間的輸出電壓值的方法的圖。圖3是用于說明通過本發明速度追蹤方法來計算變頻器在速度追蹤期間的輸出頻率值的方法的圖。圖4是用于說明通過本發明的速度追蹤方法來計算變頻器在速度追蹤期間的輸出電壓值的方法的圖。圖5是表示本發明的速度追蹤方法的流程圖。圖6是用于說明本發明的速度追蹤方法的運行方式的圖。
圖7是表示本發明的速度追蹤裝置的結構的功能框圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發明的實施例進行詳細說明如下。與以往技術相同，本發明的速度追蹤功能可適用于如下情況。(I)變頻器的電源瞬時斷電后，再恢復時。S卩，在變頻器的供電電源瞬間掉電瞬時斷電時，變頻器顯示欠壓故障，此時，在供電電源恢復時，變頻器以速度追蹤方式控制電機恢復至斷電前轉速。(2)變頻器發生故障，再復位時。即變頻器在正常運行過程中發生故障時，如果故障排除后將變頻器復位，變頻器則以速度追蹤方式控制電機恢復至故障發生前轉速。(3)在變頻器系統中上電運行時。向變頻器施加電源之后，變頻器以速度追蹤方式運行至目標頻率。(4)變頻器系統正常加速時。在加速時，變頻器以速度追蹤方式加速至目標頻率，而不以設定的加速時間加速至目標頻率。下面，對本發明的速度追蹤期間變頻器的輸出頻率和輸出電壓的計算方法進行說明。在本發明的速度追蹤期間，變頻器的輸出頻率和輸出電壓不再以預定的恒壓頻比方式輸出。并且輸出頻率以目標頻率為基準按照每個減小量AF遞減。輸出電壓從零開始增力口，如果輸出電流超過限制電流，輸出電壓則瞬間停止增加工作。當遞減的輸出頻率和遞增的輸出電壓達到匹配時，變頻器再次利用匹配時的恒壓頻比方式并根據現有的V/F方式使電機加速至目標頻率。對此過程進行具體說明如下。圖3是用于說明通過本發明的速度追蹤方法來計算變頻器在速度追蹤期間的輸出頻率值的方法的圖。如圖3所示，在速度追蹤期間，變頻器通過目標頻率F、目標速度追蹤時間T及輸出周期AT計算輸出頻率的變化量AF=F*AT/T。此后，以目標頻率為準，將在每個輸出周期內減小變化量AF來得到的頻率值設定為該輸出周期的輸出頻率。并且，圖4是用于說明通過本發明的速度追蹤方法來計算變頻器在速度追蹤期間的輸出電壓值的方法的圖。如圖4所示，速度追蹤期間輸出電壓仍然受到限制電流的影響。當輸出電流大于限制電流時，將停止增加輸出電壓。并且，圖5是表示本發明的速度追蹤方法的流程圖。如圖5所示，變頻器系統的速度追蹤方法，首先，在第一步驟SI中，根據目標頻率和目標速度追蹤時間計算輸出頻率的變化量AF。然后，在第二步驟S2中，按照每個輸出周期目標頻率遞減(修改為目標頻率每個輸出周期減小)Λ F，變(修改為由此)得到輸出頻率。下面，對在瞬間斷電后恢復時應用本發明的變頻器系統的速度追蹤方法的情況進行舉例說明如下。圖6是用于說明本發明速度追蹤方法的運行方式的圖。如圖6所示，在時刻I時，電源恢復，變頻器輸出頻率為目標頻率，輸出電壓為零。此時，電機轉速在下降，在時刻I和時刻2之間的期間，變頻器輸出頻率下降，每個軟件循環周期減小AF。此時輸出電流小于限制電流數值，輸出電壓開始上升，隨著輸出電壓上升，輸出電流增大，在達到電流限制時，即時刻2，輸出電壓停止上升，輸出電流維持在電流限制值。并且，輸出頻率繼續減小，在時刻3時，輸出頻率與電機的實際轉速匹配時，電機的轉速差減小，電流也減小，此時輸出電壓再次增加。在時刻4時，上升的輸出電壓和下降的輸出頻率按照V/F關系相互匹配后，速度追蹤結束，變頻器系統此后按照V/F方式加速至目標頻率。并且，本發明提供一種變頻器系統的速度追蹤裝置，其特征在于，上述變頻器系統的速度追蹤裝置包括如下單元:第一單元，通過目標頻率F、目標速度追蹤時間T及輸出周期AT計算輸出頻率的變化量Λ F=F* Λ T/T ;第二單元，以目標頻率為基準，按照每輸出周期減小預定的變化量AF，設定為該輸出周期的輸出頻率值；第三單元，輸出電壓從零開始增加，如果輸出電流超過限制電流，輸出電壓則瞬間停止增加；以及第四單元，在遞減的輸出頻率和遞增的輸出電壓相互匹配時，變頻器再次利用匹配時的恒壓頻比方式，并根據現有的V/F方式來使電機加速至目標頻率。如圖7所示，變頻器系統的速度追蹤裝置，其特征在于，包括如下單元:通過目標頻率F、目標速度追蹤時間T及輸出周期AT計算輸出頻率的變化量AF=F*AT/T ;第二單元，以目標頻率為基準，按照每輸出周期減小預定的變化量AF，設定為該輸出周期的輸出頻率值；第三單元，輸出電壓從零開始增加，如果輸出電流超過限制電流，輸出電壓則瞬間停止增加；以及第四單元，在遞減的輸出頻率和遞增的輸出電壓相互匹配時，變頻器再次利用匹配時的恒壓頻比方式,并根據現有的V/F方式來使電機加速至目標頻率。
權利要求
1.一種變頻器系統的速度追蹤方法，其特征在于， 包括如下步驟: 第一步驟，通過目標頻率(F)、目標速度追蹤時間(T)及輸出周期(AT)計算輸出頻率的變化量(AF=F*AT/T)； 第二步驟，以目標頻率為基準，按照每輸出周期減小預定的變化量(AF)，來設定為該輸出周期的輸出頻率值； 第三步驟，輸出電壓從零開始增加，如果輸出電流超過限制電流，輸出電壓則瞬間停止增加； 第四步驟，在遞減的輸出頻率和遞增的輸出電壓相互匹配時，變頻器再次利用匹配時的恒壓頻比方式,并根據(V/F)方式來使電機加速至目標頻率。
2.根據權利要求1所述的變頻器系統的速度追蹤方法，其特征在于，上述方法在變頻器電源瞬間斷電后恢復時應用。
3.根據權利要求1所述的變頻器系統的速度追蹤方法，其特征在于，上述方法在變頻器中發生故障而變頻器復位時應用。
4.根據權利要求1所述的變頻器系統的速度追蹤方法，其特征在于，上述方法在變頻器系統進行動力運轉時應用。
5.根據權利要求1所述的變頻器系統的速度追蹤方法，其特征在于，上述方法在變頻器系統進行正常加速時應用。
6.一種變頻器系統的速度追蹤裝置，其特征在于， 包括如下單元: 第一單元，通過目標頻率(F)、目標速度追蹤時間(T)及輸出周期(AT)計算輸出頻率的變化量(AF=F*AT/T)； 第二單元，以目標頻率為基準，按照每輸出周期減小預定的變化量(AF)，來設定為該輸出周期的輸出頻率值； 第三單元，輸出電壓從零開始增加，如果輸出電流超過限制電流，輸出電壓則瞬間停止增加； 第四單元，在遞減的輸出頻率和遞增的輸出電壓相互匹配時，變頻器再次利用匹配時的恒壓頻比方式,并根據(V/F)方式來使電機加速至目標頻率。
全文摘要
本發明涉及一種變頻器系統的速度追蹤方法及速度追蹤裝置，本發明的變頻器系統的速度追蹤方法，其特征在于，包括如下步驟第一步驟，通過目標頻率(F)、目標速度追蹤時間(T)及輸出周期(ΔT)計算輸出頻率的變化量(ΔF=F*ΔT/T)；第二步驟，以目標頻率為基準，按照每輸出周期遞減預定的變化量(ΔF)，來設定為該輸出周期的輸出頻率值；第三步驟，輸出電壓從零開始增加，如果輸出電流超過限制電流，輸出電壓則瞬間停止增加；以及第四步驟，在遞減的輸出頻率和遞增的輸出電壓相互匹配時，變頻器再次利用匹配時的恒壓頻比方式，并根據(V/F)方式來使電機加速至目標頻率。
文檔編號H02P27/04GK103078588SQ20121040809
公開日2013年5月1日 申請日期2012年10月23日 優先權日2011年10月26日
發明者李可喜 申請人:樂星產電(無錫)有限公司