[发明专利]一种自启动永磁同步电动机电压控制方法及系统

说明书

本发明提供一种自启动永磁同步电动机电压控制方法及系统，均能够每间隔预先设定的时长ΔT，均执行一次如下步骤：在线采集永磁同步电动机的空载反电动势E；基于所述空载反电动势E，获取电压区间范围0.95E～1.05E，并在未来时长ΔT内：实时监测永磁同步电动机的输入电压U，并通过电子调压装置或电感调压装置自动调节所述输入电压U，使所述输入电压U在上述未来时长ΔT内实时满足上述电压区间范围0.95E～1.05E。本发明用于提高自启动永磁同步电动机的高效节能效果。

技术领域

本发明涉及永磁同步电动机领域，具体涉及一种自启动永磁同步电动机电压控制方法及系统，主要适于轻载运行的自启动永磁同步电动机使用。

背景技术

永磁同步电动机具有空载损耗小，启动转矩高、功率因数高、效率高、体积小等优点，自2007年起连续十余年被列入“高效节能电机推荐目录”，在各行各业得到了广泛的应用。

永磁同步电动机按启动方式划分为自启动永磁电动机和变频永磁电动机。其中，自启动永磁电动机常用于风机/粉碎机/水泵/抽油机/纺织机等各类直接启动的行业设备。据统计，仅油田领域，当前已有80-100万台抽油机配套使用自启动永磁同步电动机。

以抽油机配套的自启动永磁同步电动机为例，经过大量的长期跟踪测试发现，半数以上的抽油机配套的自启动永磁同步电动机运行功率因数较低。经过研究发现，永磁同步电动机在负载率低于0.4时，对电压非常敏感。以空载反电势E为基准，电压波动大于4％E，则功率因数会急剧降低，运行性能会显著变差。

自启动永磁同步电动机采用的是直接启动方式。而永磁同步电动机空载反电势的值不能实时测量，运行中供电电压与空载反电势不能匹配，这是造成自启动永磁同步电动机轻载运行时功率因数低、运行性能差的根本原因。且伴随使用时间的延长，自启动永磁同步电动机也会因振动、故障、温升等原因造成各种程度的退磁现象的发生，其功率因数会越来越低，其性能可能会与异步电动机接近，甚至比异步电动机更低。以上是造成自启动永磁同步电动机作为高效节能电机推广却不能高效节能运行的尴尬态势的主要原因，不利于自启动永磁同步电动机节能事业的发展。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种自启动永磁同步电动机电压控制方法及系统，用于提高自启动永磁同步电动机高效节能效果。

第一方面，本发明提供一种自启动永磁同步电动机电压控制方法，包括步骤：每间隔预先设定的时长ΔT，均执行一次如下步骤：

在线采集永磁同步电动机的空载反电动势E；

基于所述空载反电动势E，获取电压区间范围0.95E～1.05E，并在未来时长ΔT内：实时监测永磁同步电动机的输入电压U，并通过电子调压装置或电感调压装置自动调节所述输入电压U，使所述输入电压U在上述未来时长ΔT内实时满足上述电压区间范围0.95E～1.05E。

进一步地，所述电压区间范围0.95E～1.05E替换为电压区间范围0.975E-1.0125E。

进一步地，在线采集永磁同步电动机的空载反电动势E的方法为：

通过所述的电子调压装置或电感调压装置，停止对永磁同步电动机供电，之后实时测量永磁同步电动机定子绕组侧的信号频率F_sh及其对应的输出电压U_sh，直至测得的信号频率F_sh＜0.98×f；记最后一次测量到的信号频率F_sh及其对应的输出电压U_sh依次为F_sh0和U_sh0；所述f为永磁同步电动机的额定频率；

在每一次测量信号频率F_sh及其对应的输出电压U_sh时,均同步采集永磁同步电动机的温度t；