專利名稱：一種電動機振動抑制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動抑制方法，尤其涉及一種電動機振動抑制方法。
背景技術(shù)：
發(fā)電廠、煉油廠等場合需要大量使用風(fēng)機和水泵(引風(fēng)機、送風(fēng)機、泥漿泵、冷卻泵等)。在這些系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速裝置作為電源拖動風(fēng)機和水泵變速運行，從而滿足調(diào)速以及節(jié)能的工藝要求。目前這類變頻調(diào)速系統(tǒng)的典型拓撲結(jié)構(gòu)如

圖1所示。它主要由變頻器、電動機、膜片聯(lián)軸器、傳動軸、風(fēng)機(或水泵)及其負載，以及系統(tǒng)控制器這幾部分組成。電動機定子側(cè)通過變頻器連接至電網(wǎng)，電動機轉(zhuǎn)子側(cè)經(jīng)膜片聯(lián)軸器和傳動軸連接至風(fēng)機水泵類負載，系統(tǒng)控制器實時監(jiān)控風(fēng)機(或水泵)出力情況從而控制變頻器輸出。變頻調(diào)速是一種通過改變電源頻率來調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速的控制方法。在變頻調(diào)速風(fēng)機(或水泵)系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)控制變頻器輸出電壓的頻率改變電機轉(zhuǎn)速，從而改變經(jīng)膜片聯(lián)軸器和傳動軸連接到電動機上的風(fēng)機(或水泵)的轉(zhuǎn)速。由于現(xiàn)場安裝位置的限制，系統(tǒng)的傳動軸一般較長。因此從動力學(xué)的角度出發(fā)，圖1中的電動機轉(zhuǎn)子、風(fēng)機(或水泵)旋轉(zhuǎn)部分和傳動軸構(gòu)成一個多質(zhì)量塊系統(tǒng)。其中最為典型的是雙質(zhì)量塊系統(tǒng)，如圖2所示，圖中Tm是電動機的電磁轉(zhuǎn)矩，Tl是風(fēng)機水泵類負載，wM是電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，是風(fēng)機(或水泵)轉(zhuǎn)速，Jm是電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量，Jl是風(fēng)機(或水泵)旋轉(zhuǎn)部分轉(zhuǎn)動慣量，ks是傳動軸的彈性系數(shù)。雙質(zhì)量塊系統(tǒng)屬于典型的二階系統(tǒng)，具有多階確定的諧振頻率。在圖1的變頻器輸出是理想電壓的情況下，即電壓不包含諧波時，電動機的穩(wěn)態(tài)電磁轉(zhuǎn)矩應(yīng)該是平穩(wěn)無振蕩的。但實際情況中，變頻器的輸出電壓中會或多或少含有諧波，這些諧波會造成電動機電磁轉(zhuǎn)矩中包含非直流分量，即電磁轉(zhuǎn)矩振蕩。當(dāng)電機的電磁轉(zhuǎn)矩振蕩頻率接近機械傳動系統(tǒng)的共振頻率時，會引起機械傳動系統(tǒng)中扭轉(zhuǎn)矩不為零或增大的共振，即軸系扭振問題。如果軸系的扭振轉(zhuǎn)矩過大并持續(xù)一段時間，會造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電動機振動抑制方法，可以在不改變現(xiàn)有系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)的情況下，有效減小電動機電磁轉(zhuǎn)矩振蕩的幅值，從而緩解軸系扭振問題。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn):一種電動機振動抑制方法，其特征在于，該控制方法包括如下步驟:( I)啟動階段:電動機的額定電壓是U0 (V)，額定頻率是& (Hz)，系統(tǒng)空載啟動，計算控制器的電壓給定值:控制系統(tǒng)采用恒壓頻比的方式，電壓給定信號的頻率經(jīng)時間h從
0線性增加到fi，期間電壓給定信號的幅值從0線性增加到M = In)，其中k > 1，
和的選取由現(xiàn)場需求決定；(2)根據(jù)步驟(I)中計算得到的電壓給定值，控制系統(tǒng)控制變頻器進行隨機PWM調(diào)制，得到變頻器輸出電壓；(3)啟動完成后,系統(tǒng)接入風(fēng)機或水栗負載；(4)在帶載運行過程中，控制系統(tǒng)檢測到風(fēng)機或水泵出力不足或過剩時，向變頻器發(fā)出控制指令，增加或降低電壓給定信號的頻率和幅值。其中電壓給定信號的頻率U和幅
值f應(yīng)保持
權(quán)利要求
1.一種電動機振動抑制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: (1)啟動階段:電動機的額定電壓是Utl(V)，額定頻率是& (Hz)，系統(tǒng)空載啟動，計算控制器的電壓給定值:控制系統(tǒng)采用恒壓頻比的方式，電壓給定信號的頻率經(jīng)時間h從O線性增加到，期間電壓給定信號的幅值從O線性增加到
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變頻控制的抑制系統(tǒng)軸系扭振的控制方法，其特征在于，在步驟(I)中，k的取值是1.1-1.9。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于變頻控制的抑制系統(tǒng)軸系扭振的控制方法，其特征在于，在步驟(4)中，k的取值是1.1-1.9。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電動機振動抑制方法，包括如下步驟(1)啟動階段系統(tǒng)空載啟動，計算控制器的電壓給定值；(2)進行隨機PWM調(diào)制，得到變頻器輸出電壓；(3)系統(tǒng)接入風(fēng)機或水泵負載；(4)控制系統(tǒng)檢測到風(fēng)機或水泵出力不足或過剩時增加或降低電壓給定信號的頻率和幅值；(5)根據(jù)電壓給定值，控制系統(tǒng)控制變頻器進行隨機PWM調(diào)制，得到輸出電壓；(6)增加或降低電壓給定信號的頻率和幅值過程，持續(xù)到控制系統(tǒng)檢測到風(fēng)機或水泵出力滿足實際需求。本發(fā)明具備的有益技術(shù)效果是控制方法通用性強，不涉及電機內(nèi)部參數(shù)；控制方法實施簡便，可直接用于現(xiàn)有的風(fēng)機系統(tǒng)，不需要改變機械結(jié)構(gòu)或在電機軸上加裝速度傳感器以構(gòu)成速度反饋。
文檔編號H02P23/04GK103219940SQ20121042978
公開日2013年7月24日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者楊耕, 賴成毅, 潘淼, 梁之龍 申請人:東方日立(成都)電控設(shè)備有限公司