[发明专利]针对软启动器电流测量的依赖操作的滤波

说明书

技术领域

本发明总地涉及交流（AC）电机，以及尤其涉及用于优化电机软启动器中的电流滤波的系统和方法。

背景技术

电机软启动器是控制电压和电流从AC电源至感应电机的传输的装置。软启动器被配置为在启动期间限制至感应电机40的瞬态电压和电流，引起“软的”电机启动。在操作中，来自AC电源的电力被传递通过软启动器中的开关装置，诸如可控硅整流器（SCR）形式的一对反并联的固态开关，以控制感应电机的电流以及因而控制其终端电压。

可以理解，电流测量是软启动器控制和操作的关键，是许多控制和保护算法的基础。还可以理解，对电流测量进行滤波，作为衰减噪声以及更准确地表示真实的系统电流特性的方式。然而，所进行的滤波的水平必须与软启动器的动力需求及其快速并适当地响应的能力平衡。

在软启动器电流测量上存在的噪声的频率通常高于实际电流信号本身的频率。这样，进行低通滤波以衰减高频成分。然而，高频成分降低得越多，电流测量反映实际变化越慢。由此，软启动器工作根据电流被期望多久变化一次和这些变化需要通过内部控制多快看到来表征。软启动器电流特性根据软启动器所处的工作模式来改变。针对上升/启动情形，电流随着系统响应于电机启动动力而快速变化，并且软启动器使用SCR作为开关装置而在启动模式下工作。在电机启动之后，电流的变化不太频繁，并且软启动器在旁路模式下工作以使得AC电力经由绕过SCR的接触器传送至感应电机。

现有的技术没有在用于电流滤波的软启动器工作模式之间区分，也没有对滤波器参数使用相关联的调整。由此，电流滤波在每个工作模式中是不变的。

因此，期望设计用于软启动器的电流滤波，其可以考虑这些不同的期望条件，并相应地优化电流滤波。还可以期望针对这种电流滤波来优化噪声去除并更快速地将电流测量关联于实际变化。

发明内容

本发明提供一种用于优化电机软启动器中的电流滤波的系统和方法。

根据本发明的一个方面，电机软启动器包括具有可连接至AC电源的输入端和可连接至AC电机的输入端子的输出端的电路，电路包括至少一个接触器和至少一个开关，它们提供用于软启动器在斜坡（ramping）模式和旁路模式之一下的工作，以控制AC电机中的电流流动和端子电压。软启动器还包括连接至该电路以控制其工作的控制器，控制器包括可配置的电流滤波器。控制器被配置为确定从软启动器提供至AC电机的输入端子的AC电力的电流，识别软启动器的当前工作模式，并基于软启动器的当前工作模式来对所确定的电流进行滤波，当前工作模式是斜坡模式和旁路模式之一。

根据本发明的另一方面，提供用于对电机软启动器电流测量进行依赖操作的滤波的方法。该方法包括提供串联在AC电源和多相AC电机之间的软启动器的步骤，软启动器包括多个开关装置和多个接触器以调节至多相AC电机的电压和电流。该方法还包括以下步骤：确定从软启动器提供至多相AC电机的电流，基于软启动器的工作模式来对所确定的电流进行依赖操作的滤波以生成滤波后的输出电流值，以及至少部分基于滤波后的输出电流值来控制软启动器的工作。进行依赖操作的滤波还包括确定软启动器的工作模式为至少第一工作模式和第二工作模式之一，如果软启动器处于第一工作模式则根据第一滤波器设置来对所测量的电流进行滤波，或者相反，如果软启动器处于第二工作模式则根据第二滤波器设置来对所测量的电流进行滤波。

根据本发明的又一方面，控制从AC电源至AC电机的电压和电流的传输的软启动器包括：对应于感应电机中的相的多个电源线，以及至少一个固态开关和接触器，至少一个固态开关和接触器位于多个电源线中的每一个上以调节至AC电机的电机线电压和相电流。软启动器还包括控制器，其被编程为测量从软启动器提供至感应电机的输入端子的AC电力的电流，确定软启动器当前在斜坡模式还是旁路模式下工作，如果软启动器在斜坡模式下工作，则使得以第一滤波器设置对所测量的电流进行滤波，以及如果软启动器在旁路模式下工作，则使得以第二滤波器设置对所测量的电流进行滤波，其中与第一滤波器设置相比，第二滤波器设置被配置为提供增加的高频滤波。

根据以下详细描述和附图，本发明的各种其他特征和优点将变得显而易见。

附图说明

附图示出目前为了实施本发明而设计的优选实施例。

在图中：

图1是用于与本发明的实施例一起使用的软启动器的立体图。

图2是根据本发明实施例的包括软启动器的AC电机系统的示意图。

图3是示出根据本发明实施例的用于优化软启动器中的电流滤波的技术的流程图。