本实用新型属于电力电子变流技术领域，涉及一种工频变频自动切换的变频调速装置，尤其适用于石油行业潜油电泵等负载的调速应用。
背景技术：
潜油电泵作为采油行业的重要设备已经广泛的应用于各大油田。根据采油工艺要求，潜油电泵投入运行初期，需要在30Hz左右的低频运行，之后根据油井产液情况，逐步提高运行频率，直到50Hz（相当于工频市电）后稳定运行，通常运行到50Hz后就不再需要调整频率了。这时如仍保持变频电源供电，其产生的谐波将会对负载电机、电缆绝缘产生影响。常规变频调速装置不具备工频供电回路，在频率运行到50Hz后不能够切换至工频电源供电。部分带有工频供电回路的变频调速装置，只能在负载停止运转的前提下，切换至工频电源供电。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种工频变频自动切换的变频调速装置，采用相位同步检测技术，可在50Hz变频电源拖带负载运行且不停机的前提下，根据用户指令找到相位同步点后自动控制相应接触器动作，实现由变频50Hz电源切换至工频50Hz电源。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
依据本实用新型提供的一种工频变频自动切换的变频调速装置，包括隔离开关、熔断器、变频模块、电泵保护中心、工频接触器、变频接触器、相位同步检测装置和控制器，所述的熔断器RD的一端连接到隔离开关QS的下口，熔断器RD的另一端分别连接变频模块INV的输入端和工频接触器K1的上口；变频模块INV的输出端连接至变频接触器K2的上口，变频接触器K2的下口与工频接触器K1的下口并联，并且连接至电机M；相位同步检测装置TB的输入端分别连接变频模块INV的输出端和工频接触器K1的上口，相位同步检测装置TB的输出端连接控制器PLC的输入端，控制器PLC的输出端分别连接变频接触器K2和电泵保护中心PCC的输入端，电泵保护中心PCC的输出端连接工频接触器K1。
本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果：
由于本实用新型采用了相位同步检测技术，除具有变频电源输出功能外，还配有独立的工频电源供电回路，其中工频回路加装电泵保护中心实现工频电源供电条件下对负载的保护。在此基础上，通过增加相位同步检测装置，自动寻找变频输出电源与工频电源的相位同步点，从而可以减少工变频切换过程中，因为电源相位不同步而造成的电流冲击，并最终由PLC控制接触器动作，从而在不影响负载运行的前提下实现工变频切换，减少50Hz变频电源拖带负载造成的绝缘损耗以及变频模块本身的器件损耗，同时工频电源谐波含量低，对负载绝缘影响小，且不需要整流、逆变过程，能量损耗小，延长了负载电泵及变频模块的使用寿命。本实用新型集成了工频供电回路以及工变频自动切换控制回路。可以实现负载运行过程中的工变频电源自动切换，解决变频器50Hz运行对负载带来的不良影响。
总之，本实用新型是一种具有工频变频自动切换功能的变频调速装置，既具有变频电源输出功能，又具有工频输出功能，同时能够在不停止负载运行的前提下，实现工变频切换。特别适合油田潜油电泵及有类似需求的负载应用。可以减少变频电源中的谐波对负载绝缘的影响，以及变频模块内部的损耗，同时可以提高负载及变频模块自身的使用寿命。
本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1所示的一种工频变频自动切换的变频调速装置，包括隔离开关QS、熔断器RD、变频模块INV、工频接触器K1、变频接触器K2、相位同步检测装置TB、控制器PLC、电泵保护中心PCC，所述的隔离开关QS作为整个装置的电源隔离断开点，确保使用安全；所述的熔断器RD的一端连接到隔离开关QS的下口，熔断器RD的另一端分别连接变频模块INV的输入端和工频接触器K1的上口，在装置工作过程中为装置提供短路保护；变频模块INV的输出端连接变频接触器K2的上口,工频接触器K1的下口与变频接触器K2的下口并联，并且连接至电机M，为负载提供工频电源输出；相位同步检测装置TB的输入端分别连接变频模块INV的输出端和工频接触器K1的上口，检测工频电源与变频电源是否同步，相位同步检测装置TB的输出端连接控制器PLC的输入端，将同步信号输出给控制器PLC的输入端；控制器PLC的输出端分别连接变频接触器K2和电泵保护中心PCC的输入端，电泵保护中心PCC的输出端连接工频接触器K1。
相位同步检测装置TB检测变频模块INV输出电压以及工频接触器K1上口电压，同时输出同步信号到控制器PLC，确保工变频切换动作发生在相位同步点上，最大幅度的减少切换过程中的电流冲击；控制PLC接受相位同步检测装置TB输出的同步信号，并根据内置的控制逻辑，控制电泵保护中心PCC启停以及变频接触器K2吸合或断开，实现工变频切换；电泵保护中心PCC接受控制器PLC启停命令，同时控制工频接触器K1吸合或断开。此外，在装置切换至工频运行后，电泵保护中心PCC根据内部控制逻辑，控制工频接触器K1断开，对负载电泵提供保护。
工作原理：本实用新型是根据潜油电泵负载应用特点设计的，潜油电泵启动初期，根据采油工艺需要，电泵运行频率由30Hz逐步提升至50Hz，此过程中，变频模块INV输出变频电源，并通过变频接触器K2输出至电机M。当负载运行至50Hz后，根据用户指令，相位同步装置检测到变频输出电源与工频电源相位同步点后，给控制器PLC发送相位同步信号，PLC控制变频接触器K2断开后，启动电泵保护中心PCC，并由PCC控制工频接触器K1吸合，从而实现工变频电源自动切换。同时变频接触器K2与工频接触器K1由控制器PLC控制实现互锁，即工频接触器K2与变频接触器K1不能同时吸合。