高压变频器瞬时停电再起动的方法与流程

本发明涉及高压变频器的控制领域，具体涉及一种高压变频器瞬时停电再起动的方法。

背景技术：

随着现代工业技术的迅速发展，大功率的高压电机被越来越多的应用于各种电力传动系统，特别是冶金、化工、石油等行业的风机、水泵等大型负载，因此对这些大功率电机的起动、调速都有了更高的要求。

目前高压变频器已经能够满足大功率高压电机的起动和调速要求。但是像大型风机之类的大转动惯量的负载，自由停机模式下的停机时间相当长。当运行过程中出现电网故障短时停电，随后又恢复供电等情况时，电机转子还处于旋转状态，此时若变频器直接投入运行，会产生较大的冲击电流，对变频器和电机造成一定的损害，因此需等待电机完全静止才能再次起动。

但是较长的重新起动等待时间不仅影响生产效率，也无法满足某些对生产工艺要求较高的生产过程，这就要求高压变频器具备电网瞬时停电再起动的功能。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种保证电机瞬时停电再起动过程稳定无冲击，避免对电机及负载设备造成损害的高压变频器瞬时停电再起动的方法。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种高压变频器瞬时停电再起动的方法，用于控制高压电机的启动和调速，其特征在于，该方法包括以下步骤：

当高压电网瞬时停电时，高压变频器停机后，保持高压变频器的控制器继续正常工作；

高压电网恢复供电后，判断高压电机是否处于静止状态，若是，则所述控制器由再起动状态切换至正常启动状态并启动高压电机，若否，所述控制器采用V/F电压频率控制方式，以高压变频器停机时的频率为初始搜索频率扫描高压电机的运行频率；以及

确定高压电机的实时频率，所述实时频率确定后，所述控制器由再起动状态切换至正常启动状态，并以所述实时频率作为高压变频器的再启动初始输出频率启动高压电机。

在上述技术方案的基础上，所述扫描高压电机的运行频率的过程中还包括减小电压频率控制方式的电压频率曲线斜率的步骤。

在上述技术方案的基础上，通过保持高压变频器输出频率F不变，降低高压变频器输出电压V的方式来减小电压频率曲线斜率。

在上述技术方案的基础上，所述确定高压电机的实时频率的步骤包括：

计算初始搜索频率下定子的定子电流计算值；

控制器比较所述定子电流计算值和定子电流实际值的大小，若所述定子电流实际值大于定子电流计算值，则从高频向低频扫描的方式扫描高压电机的运行频率，若所述定子电流实际值小于定子电流计算值，延时一定时间后，从低频向高频向上扫描的方式扫描；

向上扫描后，控制器再次比较所述定子电流计算值和定子电流实际值的大小，若所述定子电流实际值小于定子电流计算值，则继续采用低频向高频向上扫描的方式扫描，直到所述定子电流实际值大于定子电流计算值，则以此时所对应的频率作为高压电机的实时频率。

在上述技术方案的基础上，所述实时频率确定后，还包括增加电压频率曲线斜率使其恢复到正常模式的步骤。

在上述技术方案的基础上，所述高压变频器的控制器采用低压380V单独供电。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明在整个高压电机停电再起动过程不需要增加额外的硬件检测电路及速度传感器，系统简单。同时又能准确判断高压电机的运行状态及运行频率，实现高压恢复供电时的无冲击起动，起动安全稳定。

附图说明

图1为本发明中电压频率调整示意图；

图2为本发明中确定高压电机的实时频率的扫描流程图；

图3为本发明中瞬时停电再启动过程示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种高压变频器瞬时停电再起动的方法，该方法包括以下步骤：

当高压电网瞬时停电时，高压变频器停机后，保持高压变频器的控制器继续正常工作；

高压电网恢复供电后，判断高压电机是否处于静止状态，若是，则控制器由再起动状态切换至正常启动状态并启动高压电机，若否，控制器采用V/F电压频率控制方式，以高压变频器停机时的频率为初始搜索频率扫描高压电机的运行频率；以及

确定高压电机的实时频率，所述实时频率确定后，控制器由再起动状态切换至正常启动状态，并以实时频率作为高压变频器的再启动初始输出频率启动高压电机。

本发明中，当电网高压停电造成高压变频器停机后，高压变频器的控制器由于采用低压380V单独供电而继续正常工作，其瞬时停电再起动功能仍然保持但不动作。当高压变频器主控系统检测到电网高压恢复供电信号，控制器的再起动功能随即开始工作。首先判断高压电机是否已经处于静止状态，若高压电机已经完全停止转动，则自动切换至正常启动状态正常起动电机，高压变频器频率按照设定好的曲线由0增加至50Hz。若高压电机依然在转动，则设置好高压变频器的初始搜索频率，以便控制器根据检测到的定子电流值和定子电流转矩分量来确定高压电机的实时频率，并以此频率作为高压变频器再起动过程的输出频率，使电机从该频率开始升速至工况要求的转速进行工作。

电网高压瞬时停电后，高压变频器不再输出，控制电依然保持，此时其瞬时停电再起动功能处于就绪等待状态，当检测到高压供电恢复信号时，经过一定的延时处理后高压变频器的瞬时停电再起动功能进入使能状态。若高压电机已完全停机，则高压变频器由瞬时停电再起动状态转入正常启动状态起动高压电机。若电机仍处于自由停机状态，则开始扫描高压电机的运行频率。

在频率扫描过程中需要对V/F电压频率控制方式的电压频率曲线斜率相应的减小，避免在扫描高压电机频率时出现较大的冲击电流，其电压频率曲线如图1所示。电压频率曲线中的电压和频率指的是高压变频器输出的电压和频率，正常模式下的曲线对应关系为频率0-50HZ对应电压0-10KV，频率扫描时该曲线斜率减小，指的是0-50HZ频率对应的输出电压降低，防止扫描过程中输出电压过大造成危险。本发明中通过保持高压变频器输出频率F不变，降低高压变频器输出电压V的方式来减小电压频率曲线斜率。

参见图2和图3所示，本发明中确定高压电机的实时频率的步骤包括：

S1.采用从高频向低频向下扫描的方式扫描高压电机的运行频率；

S2.计算初始搜索频率下定子的定子电流计算值；

计算定子电流的方法是现有技术，故本发明不在详细描述。

S3.在向下扫描的过程中，控制器检测定子的定子电流实际值；

S4.控制器比较所述定子电流计算值和定子电流实际值的大小，若所述定子电流实际值大于定子电流计算值，则继续执行步骤S3，直到定子电流实际值小于定子电流计算值；若所述定子电流实际值小于定子电流计算值，此时逻辑电平发生反转，执行步骤S5；

S5.延时一定时间后，采用从低频向高频向上扫描的方式扫描，控制器继续检测定子的定子电流实际值；

S6.控制器再次比较定子电流计算值和定子电流实际值的大小，若所述定子电流实际值小于定子电流计算值，则继续执行步骤S5，直到定子电流实际值大于定子电流计算值；若定子电流实际值大于定子电流计算值，此时逻辑电平再次发生反转，执行步骤S7；

S7.当步骤S6中定子电流实际值大于定子电流计算值后，以此时所对应的频率作为高压电机的实时频率，频率扫描结束。

若在在频率扫描过程中对电压频率曲线的斜率进行了减小，则在高压电机的实时频率确定后，频率扫描结束时，将电压频率曲线的斜率调整为正常模式下的斜率。

本发明在整个高压电机停电再起动过程不需要增加额外的硬件检测电路及速度传感器，系统简单。同时又能准确判断高压电机的运行状态及运行频率，实现高压恢复供电时的无冲击起动，起动安全稳定。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。