ZHCUBZ4 April 2024
快速启动 (FS) 功能使驱动器能够确定旋转电机的转速和方向,并以该转速和方向开始输出电压和频率。如果没有快速启动功能,那么驱动器将以零伏和零转速开始输出,并尝试增加至命令的速度。如果负载的惯性或旋转方向要求电机产生很大的扭矩,则可能会导致过大的电流,并且可能会在驱动器上发生过流跳闸。这些问题可以通过快速启动加以解决。
快速启动是指以除零以外的任何速度启动控制能力,这是空调应用中用于风扇驱动的重要功能。
当电机以正常模式启动时,控制器最初应用 0Hz 的频率并增加至所需的频率。如果驱动器在该模式下启动,并且电机已经以非零频率旋转,则会产生大电流。如果电流限制器反应不够快,则可能会导致过流跳闸。即使电流限制器足够快,可以防止过流跳闸,发生同步和电机达到所需频率也可能需要不可接受的时长。此外,会在应用上施加更大的机械应力。
在快速启动模式下,驱动器对启动命令的响应是与电机的转速(频率和相位)和电压同步。然后电机加速至命令的频率。该过程可防止过流跳闸并显著减少电机达到命令的频率所需的时间。由于驱动器以旋转速度与电机同步并增加至适当的转速,因此几乎不存在机械应力或不存在机械应力。
快速启动功能实现了一种搜索转子转速的算法。该算法搜索与施加到电机上的励磁电流相对应的电机电压。
当电机旋转时,可以通过 BEMF 电压估算转速和位置信息。由于测量定子电压,因此通过开关逆变器可以轻松获得转速和位置。向电机施加零扭矩电流并测量产生的电流和定子电压,然后 FOC 模块使用这些信号来估算转子位置和转速。
图 3-17 显示了具有快速启动功能的 FOC 的方框图,快速启动模块输出一个标志来启用或禁用转速闭环控制。设置了零基准扭矩电流,在快速启动功能运行时速度 PI 控制器输出被禁用。
图 3-18 展示了该参考设计中 PMSM 的无传感器 FOC(使用 eSMO 并具有快速启动功能)的整体方框图。
如图 3-19 所示,模块例程禁用转速闭环控制,将基准 Iq 设置为零,并在启动期间启用 FOC 模块运行电机。在测量相电流和电压后,该例程运行 FOC 并且可以估算实际的电机转速。程序重新启用速度闭环控制,并在快速启动完成后设置转速基准值。