一种高压变频器变频切换工频的控制系统及控制方法与流程

本发明涉及高压变频器变频切换工频技术领域，尤其涉及一种高压变频器变频切换工频的控制系统及控制方法。

背景技术：

目前，高压变频器在变频切换工频的过程中，有两种实现方式，如附图2所示：一种是先断开变频器接触器km3，再吸合工频接触器km4；另一种是变频器输出增加电抗器，在变频转工频时，先吸合工频接触器km4，在分断变频接触器km3；上述的第一种方式控制方式称为离线切换方式，在转换过程中，电机端电源是不连续的，这使得电机转速会产生下降，电机端电压幅值、频率也会产生下降，导致在吸合工频接触器时，工频电网电压与电机端电压不一致，产生很大的冲击电流；上述的第二种控制方式称为在线切换方式，通过变频器输出增加电抗器，来抑制工频接触器km4吸合后，因电网电压与变频器电压不同而产生的环流，这种控制方式，增加了电抗器来限流，造成来变频器的成本和体积的增加。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种高压变频器变频切换工频的控制系统及控制方法，提供一种在不使用电抗器的条件下，实现变频切换工频过程中电机电源不间断运行的控制系统及控制方法。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高压变频器变频切换工频的控制系统，包括高压变频器、输入接触器km1、变频接触器km3、工频接触器km4和工频采样模块，所述高压变频器通过输入接触器km1与电网相连接，高压变频器通过变频接触器km3与电机相连接，电机通过工频接触器km4与电网相连接，高压变频器通过工频采样模块采集工频电网电压的幅值、频率、相位和工频接触器km4的电流。

进一步地，工频采样模块包括三相电压采样电路和三相电流采样电路。

一种高压变频器变频切换工频的控制方法，包括以下步骤：

（1）高压变频器通过工频采样模块采集电网电压的幅值、频率和相位信号及工频接触器km4的电流大小信号；

（2）调整高压变频器的输出电压与电网电压一致；

（3）吸合工频接触器km4；

（4）判断工频接触器km4电流大小，若工频接触器km4电流大于预设值，封锁高压变频器输出；

（5）断开变频接触器km3。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在不增加高压变频器输出电抗器的条件下，实现了电机变频切换工频电源不间断的控制过程；解决了变频转工频离线切换方式下对电机的冲击电流的问题，解决了变频转工频在线切换方式下需要增加电抗器的问题。

附图说明

以下结合附图对本发明做进一步详细描述。

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是高压变频器的主回路拓扑结构示意图；

附图3是工频采样模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图1、附图3及具体实施例对本发明作进一步的说明。

如附图1所示，一种高压变频器变频切换工频的控制系统，包括高压变频器、输入接触器km1、变频接触器km3、工频接触器km4和工频采样模块，所述高压变频器通过输入接触器km1与电网相连接，高压变频器通过变频接触器km3与电机相连接，电机通过工频接触器km4与电网相连接，高压变频器通过工频采样模块采集工频电网电压的幅值、频率、相位和工频接触器km4的电流。

进一步地，工频采样模块包括三相电压采样电路和三相电流采样电路。

所述高压变频器可以控制输入接触器km1、变频接触器km3和工频接触器km4的合分，以实现变频切换工频的切换。

一种高压变频器变频切换工频的控制方法，包括以下步骤：

（1）高压变频器通过工频采样模块采集电网电压的幅值、频率和相位信号及工频接触器km4的电流大小信号；

（2）调整高压变频器的输出电压与电网电压一致；

（3）吸合工频接触器km4；

（4）判断工频接触器km4电流大小，若工频接触器km4电流大于预设值，封锁高压变频器输出；

（5）断开变频接触器km3。

本发明的工作原理和工作过程如下：如附图3所示，工频采样模块包括电压采样电路和电流采样电路：电压采样电路信号通过单片机信号，分解成电网电压的幅值、频率和相位信号，通过光纤通讯电路1，发送给高压变频器的主控系统，用于主控系统调节高压变频器的输出电压幅值、频率和相位，与电网一致；电流采样电路信号，经过整流滤波成直流信号，与电路中的三角波进行比较，生产pwm信号，通过光纤通讯电路2发送给高压变频器的主控系统，以便高压变频器的主控系统根据pwm信号的脉宽进行电流大小的判断；光纤通讯电路1与光纤通讯电路2的区别在于，光纤通讯电路1为串口通讯，周期性发送数据；光纤通讯电路2是将pwm信号转换为光信号，实时发送，以保证高压变频器的主控系统能够及时的响应电流变化。

高压变频器在接收到转工频信号时，高压变频器的主控系统调整高压变频器的输出电压与工频采样模块上传的工频电网电压一致；然后吸合工频接触器km4，同时判断工频接触器km4的电流；当检测到工频接触器km4上的电流大于预设值时，主控系统判断km4已吸合，然后封锁高压变频器的输出、停机；防止高压变频器与电网之间形成环流；高压变频器停机后断开变频接触器km3，变频切换工频过程完成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：在不增加高压变频器输出电抗器的条件下，实现了电机变频切换工频电源不间断的控制过程；解决了变频转工频离线切换方式下对电机的冲击电流的问题，解决了变频转工频在线切换方式下需要增加电抗器的问题。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。