[发明专利]一种能实现绕线转子异步电机转子串电阻与定子调压同步控制的方法

说明书

本发明公开了一种能实现绕线转子异步电机转子串电阻与定子调压同步控制的方法，包括主控器，所述主控器内设有电压输出斜率控制单元、转子串电阻时间控制单元、转子串电阻频率控制单元；其中，电压输出斜率控制单元预设有电机启动电压、电机各运行档位所对应的目标定子电压及不同载荷比所对应的电压输出斜率推荐值及电压输出斜率的计算公式，转子串电阻时间控制单元预设有延时计数变量C和各级电阻切除所对应的延时值，转子串电阻频率控制单元预设有各级电阻切除所对应的转子频率值；主控器通过获取电机运行档位和载荷比的输入信息及转子串电阻控制模式的选择，可同步输出电压输出控制信号和转子串电阻控制信号，能用于传统起重电机的功能改造。

技术领域

本发明是涉及一种能实现绕线转子异步电机转子串电阻与定子调压同步控制的方法，属于绕线转子异步电机控制技术领域。

背景技术

绕线转子型三相异步电机(简称为绕线转子异步电机)由于转子绕组有三相引出线，可以通过在转子回路中串接电阻以改善电机的机械特性，能增大启动转矩，从而被广泛应用于冶金、港口等行业的起升设备(如：起重机系统)中。一般情况下，起重机系统中的金属结构件的使用寿命较长，对起重机的改造升级均是对起重电机(即：绕线转子异步电机)及其控制系统进行改造。

目前，在冶金行业中对起重电机的控制大部分是采用传统的转子串电阻控制方式，该种控制方式是采用接触器通断电机三相电压，并改变电机转子串电阻的方法进行控制，此方法的优点是结构简单，工作可靠，缺点是不能调压，电机定子电压为全压定值，不能实现软启动，运行过程中频繁的全压启动和制动，均会产生较大电流冲击，容易导致接触器和电机被烧坏，以致对起重机机械结构的冲击非常大，致使整套起重机系统的使用寿命受到很大影响，并且此方式不能实现动态调节电机转速。虽然现有的变频调速器可实现动态调压调速，但成本高，关键是，若将传统转子串电阻控制方式升级为变频调速控制方式，需要将现有的整套电阻器系统都替换掉，以致造成资源浪费、升级改造成本高昂且周期长，以致该类控制技术仅适用于一些高端应用场合，不适于对大量传统起重机系统进行升级改造。而我国冶金行业中现存的起重机大部分都是采用传统转子串电阻控制方式，随着产业发展，对起重电机的控制特性、使用寿命的要求越来越高，因此本领域急需研发一种能够兼顾这类电机的控制效果与经济性的最优改造升级方法。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种能实现绕线转子异步电机转子串电阻与定子调压同步控制的方法，以实现转子串电阻控制方式与定子调压控制方式的有机结合，使传统起重电机在具有转子串电阻控制功能的基础上，能同时具有软启动和定子调压调速控制功能，致使转子电阻的切除、接入时机更为精准，能实现以最小改动、最低成本对传统起重电机的控制系统进行升级改造，从而使传统起重电机的控制性能和机械特性得到最大优化和最佳发挥。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种能实现绕线转子异步电机转子串电阻与定子调压同步控制的方法，包括主控器，所述主控器内设有电压输出斜率控制单元、转子串电阻时间控制单元、转子串电阻频率控制单元；所述的电压输出斜率控制单元预设有电机启动电压、电机各运行档位所对应的目标定子电压及不同载荷比(即：实际载荷与额定载荷的比值)所对应的电压输出斜率推荐值及电压输出斜率的计算公式：K＝(目标定子电压－电机启动电压)/Δt，其中的K表示电压输出斜率值，Δt表示由电机启动电压上升或下降到目标定子电压所花的时长；所述的转子串电阻时间控制单元预设有延时计数变量C和各级电阻切除所对应的延时值；所述的转子串电阻频率控制单元预设有各级电阻切除所对应的转子频率值；且所述方法包括如下步骤：

S1、主控器获取电机运行档位输入信息和载荷比输入信息及转子串电阻的控制模式；

S2、电压输出斜率控制单元根据获知的电机运行档位确定所对应的目标定子电压，并根据获知的载荷比确定所对应的电压输出斜率推荐值，然后按电压输出斜率的计算公式计算的电压升/降的时长Δt控制电压输出，以实现定子调压及电机的软启动；