变频与工频切换

1、变频与工频切换技术随着电力电子技术的不断开展,变频器的技术已日趋成熟,在 工控企业的应用也如雨后春笋般的蓬勃崛起,正日益渗透到各个领 域.,已业已成为各个生产环节不可或缺的重要工具,为企业改良生 产工艺、提升劳动生产率、节约能源、减轻工人的劳动强度发挥着越 来越积极的作用.在变频器提供这些优越性的情况下,变频器的应用也越来越广 泛,大到大型的工矿企业,小到家庭作坊,变频器可以说随处可见. 但是在某些场合,在工艺技术根本相同、负载类别一致的情况下,如 水泵、风机等,单开一台泵无法到达工艺要求,需要同时开几台泵或 风机,这样为了节省投资,大多数厂家都选择一拖多的形式,如一拖 二、一拖三、一拖四等形

2、式,变频先带一套系统工作,当到达全速, 工艺条件仍达不到要求时,将运行的这套系统转到工频运行,变频器 再去带另一套系统运行,一次类推,再去带第二套、第三套等,直到 到达现场的工艺要求.这就是所说的一拖多的情况.但是在应用中却遇到一个问题,这就是在变频到达满频而向工频 切换的过程中,有时切换顺利,电流很小就切换成功,但有时切换电 流就大,到达额定电流的几倍以上,以至于使电网跳闸,不能正常工 作,这究竟是什么原因呢？经过大量的检测与研究,发现在变频与工频切换的过程中, 不但 是频率要一致,还有一个重要的因素,变频与工频的相位也要一致, 即只有在频率与相位都一致额情况下转换, 转换电流才小,到达可以

3、 限制的范围内,而当相位不一致时,转换电流就相当大,以至于使电 网跳闸.山东新风光电子科技开展经过大量的实践与工程研究, 研发了带有变频与工频相位检测的变-工频切换的技术,并成功应用 于工程实践,得到了很好的效果.转换电流根本限制在额定电流的 1.5倍以内,到达了用户的要求,并且实现了无扰切换.1、变工频转换的技术原理本转换板采用同时检测变频输入侧与输出侧的相位的方法,首先检测频率到达信号,在到达频率设定值后,进行相位检测.通过工频 与变频相位相减法,找出彼此相位的最小值,通过运算,与一基准电 压相比拟,找出二者适宜的交汇点,此即转换的最正确位置,然后驱动 继电器动作,从而完成变工频的切换.如

4、图 1框图所示.取样电套一整流器|运算电路H施密特触 发器f大器I|限制开关图1、转换板原理框图2、技术特点：本实用新型的变工频软切换限制装置,是由取样电路、整流器、 反向比例电路、滤波器、施密特触发器、放大器与限制开关依次串接 而成.其特点为：取样电路由两个变压器TC1、TC2组成.两变压器的初级分别接 变频器的输入端即电网端与输出端,通过变压器变成较小的电压, 而次级采用反串联的方式,实际就是两电压相减,取其最小值作为本 限制电路的限制对象,进行相应的处理,通过整流变成直流信号,对 外围电路进行限制.该技术采用电压直接向量比拟的方法, 当工、变频电压的向量差 值小于设定值时输出限制信号实现

5、变频到工频的无扰切换, 也可实现 存在差频时较小冲击的切换.3、应用范围：本实用新型的软切换装置,主要应用在大功率电机由变频到工 频的无冲击软启动切换限制过程中,主要用在使用变频器作为电机调 速、软启动装置电气传动系统中,并在变频器输出频率到达工频时切 换到工频电网的限制场合；由工频转换变频同样适用.该装置应用范 围广,对于采用通用型高中低压变频器作为电气传动系统中,需要工频-变频软切换的都可以适用该装置.4、现场调试需要注意的问题该切换装置已大量应用于工程实践中, 并收到了良好的效果,但 调试中也应该遵循一定的规那么,否那么切换是不成功的,主要有以下几 个方面.4.1 相序的查找该切换装置首

6、要的一点是查找工频与变频的相序. 只有在二者一 致的情况下才能正常切换.对于大功率电机,如果没有工频软启动装 置,可以先用一个小电机试验,保证工频与变频的相位一致,再接上原大功率电机调整相序,由于原来已调整好工频与变频一致,那么大功 率电机具相序也是一致的.注意在大功率变频器的限制柜中,由于变频与工频的接触器线路 中,原来的走线都是确定的,在找相序的过程中,一般不要动柜内的 走线,预防动线后与原来的走线不一致,造成切换时相序不一致而电 流大,所以一般只可动柜子外部的电机线与电源线,柜内的线一般不要动.4.2 频率到达信号的调整由于大功率电动机,在变频断电向工频切换的过程中,总有一个 自由旋转的

7、瞬间,电机的转速会有小范围的降速.因此我们总是采用 提前切换的思路,即切换时的频率比工频稍高出一些,经过试验,我 们大局部都选择50.05Hz,即电机从50.05Hz开始断电,到切换到工 频,根本正好到达工频的50Hz的交流电网的频率,从而保证正常的 切换.该频率信号从变频器上设置,将其最大输出频率及上限频率设定 为50.05,对于电位器调整的及外加 PID限制的,还要将电位器及PID 输出对应的最大频率设为 50.05,不然就达不到该值.信号输出可以 采用变频器的限制输出端子,通过设置相应的参数输出到转换板.现在做的一拖二、一拖三、一拖四的限制柜,一般采用 PLC及 人机界面限制,又人机界面

8、通过通讯采集变频器的频率信号, 所以在 人机界面上直接检测变频器的输出频率信号,这样就不用在变频器上 设置频率输出限制端子.但要注意变频器与人机界面要保持通讯正常,不然假设通讯不正常,人机界面检测不到变频器的频率,频率到达 信号传不到转换板,就无法实现转换.4.3 转换电流的限制前面限制原理中讲到的基准电位, 这是限制转换电流的关键,假设 限制不好,仍会出现转换电流较大,冲击较大的情况.可以用示波器的双通道检测转换板的运放集成块的12脚与13脚的波形,如图2所示存图像格式/-I关于 存图像 选择 文件夹 储存 TEKOO033MP图2、关键点波形SAVE REC动作其中蓝色为12脚波形,红色为13脚波形,即基准电压,当二者 相切时转换电流最小,基准电位越往下,即切的蓝色波形越多,转换 时间越小,但转换电流越大；基准电位越往上,即切的蓝色波形越少, 转换电流越小,但转换时间越长,所以要综合考虑.一般红色波形与 蓝色波形相正切为最好根据现场经验,基准电压一般调到一 0.95到一0.8V之间比拟好, 假设高于一1.2V,转换时电流就比拟大总结该软切换技术的成功应用,为大功率电机实现