用于自动复位变频器的再启动装置及其控制方法
【专利摘要】本发明公开一种用于自动复位变频器的再启动装置及其控制方法，再启动装置包括控制电压及母线电压采集电路、电源变换电路和储能及其状态检测电路、开关量状态采集电路、继电器输出控制电路和中央控制电路，控制电压及母线电压采集电路与电源变换电路和储能及其状态检测电路连接，储能及其状态检测电路与开关量状态采集电路连接。本发明超级电容储能电路能储存电能；控制电压及母线电压采集电路能实时采集变频器的控制电压及母线电压并传送至中央控制单元；开关量状态采集电路能实时采集变频的启动状态、故障状态和运行状态信息并传送至中央控制单元；中央控制单元输出控制信号至继电器输出控制电路，使其控制重新启动变频器和复位变频器。
【专利说明】
用于自动复位变频器的再启动装置及其控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于自动复位变频器的再启动装置。
【背景技术】
[0002]变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，其具有控制电压和母线电压，控制电压采用市电，母线电压采用三相交流电，在变频器使用的过程中，时常会因为电网电压扰动而造成市电或三相交流电不稳定，导致变频器意外停机，对生产带来巨大损失。因此，有必要提供一种方案来解决上述问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种能够在发生电网电压扰动后实时检测电网电压，且能够在电网电压恢复正常后自动启动变频器工作的用于自动复位变频器的再启动装置。
[0004]为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下:
[0005]—种用于自动复位变频器的再启动装置，包括控制电压及母线电压采集电路、电源变换电路和储能及其状态检测电路、开关量状态采集电路、继电器输出控制电路和中央控制电路，所述控制电压及母线电压采集电路、电源变换电路和储能及其状态检测电路、开关量状态采集电路和继电器输出控制电路分别与所述中央控制电路电性连接，所述控制电压及母线电压采集电路进一步与所述电源变换电路和储能及其状态检测电路电性连接，所述电源变换电路和储能及其状态检测电路进一步与所述开关量状态采集电路电性连接。
[0006]优选的，所述控制电压及母线电压采集电路包括低通滤波及运算放大电路、第一变压器、第二变压器和第三变压器，所述第一变压器包括第一主线圈和第一副线圈，第一主线线圈的第一端连接火线，第一主线线圈的第二端连接零线，第一副线圈的第一端与低通滤波及运算放大电路的第一输入端电性连接，第一副线圈的第二端接地线，所述第二变压器包括第二主线圈和第二副线圈，第二主线圈的第一端连接三相电源的第一输入端，第二主线圈的第二端连接三相电源的第二输入端，第二副线圈的第一端与低通滤波及运算放大电路的第二输入端电性连接，第二副线圈的第二端接地线，所述第三变压器包括第三主线圈和第三副线圈，第三主线圈的第一端连接三相电源的第二输入端，第三主线圈的第二端连接三相电源的第三输入端，第三副线圈的第一端与低通滤波及运算放大电路的第三输入端电性连接，第三副线圈的第二端接地线，所述低通滤波及运算放大电路的三个输出端分别与所述中央控制电路电性连接。
[0007]优选的，所述电源变换电路和储能及其状态检测电路包括AC/DC宽输入电源电路、DC/DC宽输入电源电路、超级电容储能电路和储能状态检测电路；
[0008]AC/DC宽输入电源电路的第一输入端与火线连接，AC/DC宽输入电源电路的第二输入端与零线连接，AC/DC宽输入电源电路的第一输出端与第一二极管的阳极连接，AC/DC宽输入电源电路的第二输出端接地线，第一二极管的阴极与D C / D C宽输入电源电路的第一输入端连接，DC/DC宽输入电源电路的第二输入端接地线，DC/DC宽输入电源电路的第一输出端与线性稳压电源的输入端连接，DC/DC宽输入电源电路的第二输出端与线性稳压电源分别进一步接地线；
[0009]所述超级电容储能电路包括若干个首尾相连的超级电容，所述超级电容包括正极和负极，其中首位超级电容的负极与次位超级电容的正极连接，末尾超级电容的负极接地线，每一个超级电容上并联连接有一个均压电路，首位超级电容的正极与所述第一二极管的阴极之间连接有用于限流的第一电阻，所述第一电阻上并联有第二二极管，其中第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接，第二二极管的阳极与首位超级电容的正极连接；
[0010]所述储能状态检测电路包括第二电阻、第三电阻和运算放大器，所述第二电阻连接在运算放大器的正相输入端与第二二极管的阳极之间，第三电阻连接在运算放大器的正相输入端与地线之间，运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端连接，运算放大器的输出端进一步与中央控制电路连接。
[0011]优选的，所述开关量状态采集电路包括DC/DC电源电路和第一至第四光耦电路，每一个光親电路包括光电親合器、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述光电親合器包括发光二极管和光敏三极管，所述DC/DC宽输入电源电路的第一输出端与所述光敏三极管的集电极之间连接所述第四电阻，所述光敏三极管的发射极接地，所述发光二极管的阳极与所述发光二极管的阴极之间连接所述第五电阻，所述发光二极管的阴极进一步接地线，所述发光二极管的阳极进一步连接所述第六电阻的第一端。
[0012]优选的，第一光耦电路中的所述第六电阻的第二端与变频器的启动状态检测开入量连接，第二光耦电路中的所述第六电阻的第二端与变频器的故障状态检测开入量连接，第三光耦电路中的所述第六电阻的第二端与变频器的运行状态检测开入量连接，第四光耦电路中的所述第六电阻的第二端与预留状态检测开入量连接;所述DC/DC电源电路的第一输入端连接DC/DC宽输入电源电路的第一输出端，DC/DC电源电路的第二输入端接地，DC/DC电源电路的输出端与第三二极管的阳极连接，第三二极管的阴极连接变频器，为变频器上的启动状态检测开入量、故障状态检测开入量、运行状态检测开入量及预留状态检测开入量所在的电路提供电能。
[0013]优选的，所述继电器输出控制电路包括光电隔离及输出控制电路、第一至第三继电器，每一个所述继电器均包括线圈和开关，所述线圈分别与所述光电隔离及输出控制电路电性连接，其中第一继电器的开关串联连接在变频器的再启动电路中，第二继电器的开关串联连接在变频器的复位电路中。
[0014]本发明还提供一种所述再启动装置的控制方法，包括以下步骤:
[0015]a)进行系统初始化；
[0016]b)所述中央控制电路通过所述控制电压及母线电压采集电路采集到的数据，计算出控制电压值和母线电压值；
[0017]c)所述中央控制电路通过所述开关量状态采集电路传输的信号判断变频器的启动状态、故障状态和运行状态；
[0018]d)计算电源变换电路和储能及其状态检测电路中已储存的电量，并计算已储存电量占可储存上限电量的百分比；
[0019]e)进入准备逻辑；
[0020]f)进入电压扰动逻辑；
[0021]g)进入监视逻辑；
[0022]h)返回步骤b)。
[0023]优选的，步骤e)中所述准备逻辑包括以下步骤:
[0024]al)检测准备标志Ready是否为真，若为真则准备计数器PC清零，准备逻辑结束;若为假进入下一步；
[0025]bl)判断电源变换电路和储能及其状态检测电路中已储存的电量占可储存上限电量的百分比是否大于预先设定的比值，若不大于预先设定的比值，则准备计数器PC清零，准备逻辑结束;若大于预先设定的比值，则进入下一步；
[0026]Cl)判断控制电压值与母线电压值是否在预先设定的正常范围内，若控制电压值或者母线电压值不在正常范围内，则准备计数器PC清零，准备逻辑结束;若控制电压值和母线电压值均在正常范围内则进入下一步；
[0027]dl)根据变频器的启动状态和故障状态信息，判断变频器是否启动，并判断变频器是否发生故障，若变频器处于启动状态且未发生故障，则准备计数器PC加I，进入下一步;若变频器未启动或者发生故障，则准备计数器PC清零，准备逻辑结束；
[0028]el)判断准备计数器PC的计数值是否超过预先设定的准备次数值，若超过则将准备标志Ready设为真，准备逻辑结束;若没有超过则准备逻辑结束。
[0029]优选的，步骤f)中所述电压扰动逻辑包括以下步骤:
[0030]a2)检测准备标志Ready是否为真，若为假则电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束;若为真，则进入下一步；
[0031]b2)检测电压扰动标志Sunder是否为真，若为真则电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束;若为假，则进入下一步；
[0032]c2)检测控制电压值与母线电压值是否超过预先设定的正常范围，若控制电压值和母线电压值没有超过正常范围，则电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束;若控制电压值或者母线电压值超过正常范围，则电压扰动计数器PC加I，进入下一步；
[0033]d2)判断电压扰动计数器PC的计数值是否超过预先设定的扰动次数值，若没有超过则电压扰动逻辑结束;若超过则将电压扰动标志Sunder设为真，电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束。
[0034]优选的，步骤g)中所述监视逻辑包括以下步骤:
[0035]a3)检测准备标志Ready是否为真，若为假则监视逻辑结束；若为真，则进入下一步；
[0036]b3)检测电压扰动标志Sunder是否为真，若为假则监视逻辑结束;若为真，则进入下一步；
[0037]c3)判断控制电压值与母线电压值是否在预先设定的正常范围内，若控制电压值或者母线电压值不在正常范围内，则电压扰动计数器PC加1，进入步骤d3);若控制电压值和母线电压值均在正常范围内，则将电压扰动标志Sunder设为假，电压扰动计数器PC的计数值清零，进入步骤e3)；
[0038]d3)判断电压扰动计数器PC的计数值是否超过预先设定的扰动次数值，若超过则将电压扰动标志Sunder设为假，将准备标志Ready设为假，监视逻辑结束;若没有超过则监视逻辑结束；
[0039]e3)根据变频器的启动状态和故障状态信息，判断变频器是否未启动，若未启动进入下一步;若启动则监视逻辑结束；
[0040]f3)根据变频器的故障状态信息，判断变频器是否发生故障，若发生故障则复位变频器，进入下一步;若未发生故障进入步骤h3;
[0041]g3)判断变频器是否继续发生故障，若未发生故障入下一步;若仍然发生故障则将准备标志Ready设为假，监视逻辑结束；
[0042]h3)重新启动变频器；
[0043]i3)判断变频器是否重启成功，若成功监视逻辑结束；若未成功则将准备标志Ready设为假，监视逻辑结束。
[0044]与现有技术相比，本发明用于自动复位变频器的再启动装置的有益效果在于:所述超级电容储能电路能够储存电能，给所述中央控制单元、所述继电器输出控制电路和所述开关量状态采集电路提供电能;所述控制电压及母线电压采集电路能够实时采集变频器的控制电压及母线电压并传送至中央控制单元;所述开关量状态采集电路能够实时采集变频的启动状态、故障状态和运行状态信息并传送至中央控制单元;所述中央控制单元输出控制信号至继电器输出控制电路，使其控制重新启动变频器和复位变频器。
【附图说明】
[0045]图1为本发明用于自动复位变频器的再启动装置的电路原理图；
[0046]图2为本发明所述再启动装置的控制方法的主循环程序逻辑图；
[0047]图3为本发明所述准备逻辑的程序逻辑图；
[0048]图4为本发明所述电压扰动逻辑的程序逻辑图；
[0049]图5为本发明所述监视逻辑的程序逻辑图。
[0050]图中各标记如下:1、再启动装置;2、控制电压及母线电压采集电路;3、电源变换电路和储能及其状态检测电路;4、开关量状态采集电路;5、继电器输出控制电路;TWl、第一变压器;TW2、第二变压器;TW3、第三变压器;L、火线;N、零线；L1、三相电源的第一输入端;L2、三相电源的第二输入端;L3、三相电源的第三输入端;Rl、第一电阻;R2、第二电阻;R3、第三电阻;R4、第四电阻;R5、第五电阻;R6、第六电阻;D1、第一二极管;D2、第二二极管;D3、第三二极管;Relayl、第一继电器;Relay2、第二继电器;Relay3、第三继电器;C、超级电容;Y、均压电路;0C、光电耦合器;Al、运算放大器;LD0、线性稳压电源。
【具体实施方式】
[0051 ]下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
[0052]请参阅图1至图5所示，本发明提供一种用于自动复位变频器的再启动装置I，包括控制电压及母线电压采集电路2、电源变换电路和储能及其状态检测电路3、开关量状态采集电路4、继电器输出控制电路5和中央控制电路，所述中央控制电路包括微处理器和外围电路，所述控制电压及母线电压采集电路2、电源变换电路和储能及其状态检测电路3、开关量状态采集电路4和继电器输出控制电路5分别与所述中央控制电路电性连接，所述控制电压及母线电压采集电路2进一步与所述电源变换电路和储能及其状态检测电路3电性连接，所述电源变换电路和储能及其状态检测电路3进一步与所述开关量状态采集电路4电性连接。
[0053]在本发明中，所述控制电压及母线电压采集电路2包括低通滤波及运算放大电路、第一变压器TWl、第二变压器TW2和第三变压器TW3，具体连接方式为:所述第一变压器TWl包括第一主线圈和第一副线圈，第一主线线圈的第一端连接火线L，第一主线线圈的第二端连接零线N，第一副线圈的第一端与低通滤波及运算放大电路的第一输入端电性连接，第一副线圈的第二端接地线，所述第二变压器TW2包括第二主线圈和第二副线圈，第二主线圈的第一端连接三相电源的第一输入端LI，第二主线圈的第二端连接三相电源的第二输入端L2，第二副线圈的第一端与低通滤波及运算放大电路的第二输入端电性连接，第二副线圈的第二端接地线，所述第三变压器TW3包括第三主线圈和第三副线圈，第三主线圈的第一端连接三相电源的第二输入端L2，第三主线圈的第二端连接三相电源的第三输入端L3，第三副线圈的第一端与低通滤波及运算放大电路的第三输入端电性连接，第三副线圈的第二端接地线，所述低通滤波及运算放大电路的三个输出端分别与所述中央控制电路电性连接。
[0054]这种连接方式能够通过第一至第三变压器将强电压信号转换成低电压信号，低电压信号经过低通滤波及运算放大电路处理后转换成适合中央控制电路进行模数转换的模拟信号，该模拟信号经过模数转换电路转换成数字信号，数字信号再传输至微处理器进行处理，微处理器采用傅立叶算法计算出控制电压值UIn和母线电压值UI12及UI23，判断控制电压和母线电压是否在正常范围内，即判断控制电压和母线电压是否发生扰动。在本实施例中，设定控制电压值1]111的正常范围为80%1^〈1]111〈110%1^，设定母线电压值1]112及1]123的正常范围为80%1^〈1]112〈110%1^，80%1^〈1]123〈110%1^，其中仳和1^均为设定的已知定值。
[0055]此外，所述电源变换电路和储能及其状态检测电路3包括AC/DC宽输入电源电路、DC/DC宽输入电源电路、超级电容储能电路和储能状态检测电路。在本实施例中，AC/DC宽输入电源电路支持输入的电压范围为AC86?265V，DC/DC宽输入电源电路支持输入的电压范围为9?18V，
[0056]AC/DC宽输入电源电路的第一输入端与火线L连接，AC/DC宽输入电源电路的第二输入端与零线N连接，AC/DC宽输入电源电路的第一输出端输出15V直流电，即图1中节点A处的电压值为15V，AC/DC宽输入电源电路的第一输出端与第一二极管DI的阳极连接，AC/DC宽输入电源电路的第二输出端接地线，第一二极管Dl的阴极与DC/DC宽输入电源电路的第一输入端连接，DC/DC宽输入电源电路的第二输入端接地线，DC/DC宽输入电源电路的第一输出端输出5V直流电，即图1中连接点B处的电压值为5V，DC/DC宽输入电源电路的第一输出端与线性稳压电源LDO的输入端连接，DC/DC宽输入电源电路的第二输出端与线性稳压电源LDO进一步接地线，线性稳压电源LDO的输出端输出3.3V直流电，即图1中连接点D处的电压值为3.3V。其中，第一二极管DI能够在控制电压消失时，防止超级电容储能电路中储存的电能反送到AC/DC宽输入电源电路。
[0057]当控制电压正常时，所述超级电容储能电路利用所述AC/DC宽输入电源电路进行充电；当控制电压消失或者低于DC/DC宽输入电源电路的最小输入电压值9V时，所述超级电容储能电路能够给DC/DC宽输入电源电路提供电能，使本发明所述再启动装置I在控制电压消失后仍然可以继续稳定工作，当超级电容储能电路输出端电压值小于DC/DC宽输入电源电路的最小输入电压值9V时，DC/DC宽输入电源电路停止工作，不输出5V电压。
[0058]所述超级电容储能电路包括若干个首尾相连的超级电容C，所述超级电容C包括正极和负极，其中首位超级电容C的负极与次位超级电容C的正极连接，末尾超级电容C的负极接地线，每一个超级电容C上并联连接有一个均压电路Y，首位超级电容C的正极与所述第一二极管Dl的阴极之间连接有用于限流的第一电阻Rl，所述第一电阻Rl上并联有第二二极管D2，其中第二二极管D2的阴极与所述第一二极管Dl的阴极连接，第二二极管D2的阳极与首位超级电容C的正极连接。在本实施例中，所述超级电容C和所述均压电路Y均设有7个。所述第二二极管D2能够使超级电容C储存的电能不通过第一电阻Rl直接输出到DC/DC宽输入电源电路。因此本发明既能够使超级电容C充电时限流保护超级电容C，又能够使超级电容C放电时不浪费电能。
[0059]所述储能状态检测电路包括第二电阻R2、第三电阻R3和运算放大器Al，所述第二电阻R2连接在运算放大器Al的正相输入端与第二二极管D2的阳极之间，第三电阻R3连接在运算放大器Al的正相输入端与地线之间，运算放大器Al的反相输入端与运算放大器Al的输出端连接，运算放大器Al的输出端输出电压值Ucap至中央控制电路连接，便于中央控制电路计算超级电容储能电路已经储存的电量，只有超级电容储能电路储存的电量足够多时，才会在控制电压降低时提供足够的电能使再启动装置I继续工作。
[0060]优选的，所述开关量状态采集电路4包括DC/DC电源电路和第一至第四光耦电路，DC/DC宽输入电源电路给每一个光耦电路提供电能，每一个光耦电路包括光电耦合器OC、第四电阻R4、第五电阻R5和第六电阻R6，所述光电耦合器OC包括发光二极管和光敏三极管，所述DC/DC宽输入电源电路的第一输出端与所述光敏三极管的集电极之间连接所述第四电阻R4，所述光敏三极管的发射极接地，所述发光二极管的阳极与所述发光二极管的阴极之间连接所述第五电阻R5，所述发光二极管的阴极进一步接地线，所述发光二极管的阳极进一步连接所述第六电阻R6的第一端。
[0061]优选的，第一光耦电路中的所述第六电阻R6的第二端与变频器的启动状态检测开入量(即连接点BP_Start)连接;第二光耦电路中的所述第六电阻R6的第二端与变频器的故障状态检测开入量(即连接点BP_Err)连接，第三光耦电路中的所述第六电阻R6的第二端与变频器的运行状态检测开入量(即连接点BP_Run)连接，第四光耦电路中的所述第六电阻R6的第二端与预留状态检测开入量(即连接点BP_FG)连接。
[0062]当启动状态检测开入量闭合时，变频器处于启动状态；当启动状态检测开入量断开时，变频器处于停止状态；当故障状态检测开入量闭合时，变频器处于发生故障状态；当故障状态检测开入量断开时，变频器处于未发生故障状态；当运行状态检测开入量闭合时，变频器处于运行状态；当运行状态检测开入量断开时，变频器处于停止状态。所述预留状态检测开入量为所述再启动装置I后续拓展功能时使用。
[0063 ]所述DC/DC电源电路的第一输入端连接DC/DC宽输入电源电路的第一输出端，DC/DC电源电路的第二输入端接地，DC/DC电源电路的输出端输出24V直流电，即节点C处的电压值为24V，DC/DC电源电路的输出端与第三二极管D3的阳极连接，第三二极管D3的阴极连接变频器，为变频器上的启动状态检测开入量、故障状态检测开入量、运行状态检测开入量及预留状态检测开入量所在的电路提供电能。
[0064]使用时，若某个开入量闭合，DC/DC电源电路的输出的24V电压经过第六电阻R6分压后进入到光电耦合器0C，使发光二极管发光，导致光敏三极管的集电极处的电压值发生变化，从而便于中央控制单元根据该处电压值的变化来判断各个开入量的闭合与断开状
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[0065]优选的，所述继电器输出控制电路5包括光电隔离及输出控制电路、第一至第三继电器，每一个所述继电器均包括线圈和开关，所述线圈分别与所述光电隔离及输出控制电路电性连接，其中第一继电器Relayl的开关串联连接在变频器的再启动电路中，第二继电器Relay2的开关串联连接在变频器的复位电路中，第三继电器Relay3为所述再启动装置I后续拓展功能时使用。
[0066]本发明还提供一种所述再启动装置I的控制方法，包括以下步骤:
[0067]a)进行系统初始化；
[0068]b)所述中央控制电路通过所述控制电压及母线电压采集电路2采集到的数据，计算出控制电压值和母线电压值；
[0069]c)所述中央控制电路通过所述开关量状态采集电路4传输的信号判断变频器的启动状态、故障状态和运行状态；
[0070]d)计算电源变换电路和储能及其状态检测电路3中已储存的电量，并计算已储存电量占可储存上限电量的百分比；
[0071]e)进入准备逻辑；
[0072]f)进入电压扰动逻辑；
[0073]g)进入监视逻辑；
[0074]h)返回步骤b)。
[0075]优选的，步骤e)中所述准备逻辑包括以下步骤:
[0076]al)检测准备标志Ready是否为真(S卩Ready = I)，若为真则准备计数器PC清零，准备逻辑结束;若为假(即Ready = 0)进入下一步；
[0077]bl)判断电源变换电路和储能及其状态检测电路3中已储存的电量占可储存上限电量的百分比是否大于预先设定的比值，若不大于预先设定的比值，则准备计数器PC清零，准备逻辑结束;若大于预先设定的比值，则进入下一步；
[0078]Cl)判断控制电压值与母线电压值是否在预先设定的正常范围内，若控制电压值或者母线电压值不在正常范围内，则准备计数器PC清零，准备逻辑结束;若控制电压值和母线电压值均在正常范围内则进入下一步；
[0079]dl)根据变频器的启动状态和故障状态信息，判断变频器是否启动，并判断变频器是否发生故障，若变频器处于启动状态且未发生故障，则准备计数器PC加I，进入下一步;若变频器未启动或者发生故障，则准备计数器PC清零，准备逻辑结束；
[0080]el)判断准备计数器PC的计数值是否超过预先设定的准备次数值(记为XI)，若超过则将准备标志Ready设为真，准备逻辑结束;若没有超过则准备逻辑结束。
[0081 ]优选的，步骤f)中所述电压扰动逻辑包括以下步骤:
[0082]a2)检测准备标志Ready是否为真(SPSunder = I)，若为假则电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束;若为真，则进入下一步；
[0083]b2)检测电压扰动标志Sunder是否为真，若为真则电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束;若为假(即Sunder = 0)，则进入下一步；
[0084]c2)检测控制电压值与母线电压值是否超过预先设定的正常范围，若控制电压值和母线电压值没有超过正常范围，则电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束;若控制电压值或者母线电压值超过正常范围，则电压扰动计数器PC加I，进入下一步；
[0085]d2)判断电压扰动计数器PC的计数值是否超过预先设定的扰动次数值(记为X2)，若没有超过则电压扰动逻辑结束;若超过则将电压扰动标志Sunder设为真，电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束。
[0086]优选的，步骤g)中所述监视逻辑包括以下步骤:
[0087]a3)检测准备标志Ready是否为真，若为假则监视逻辑结束;若为真，则进入下一步；
[0088]b3)检测电压扰动标志Sunder是否为真，若为假则监视逻辑结束;若为真，则进入下一步；
[0089]c3)判断控制电压值与母线电压值是否在预先设定的正常范围内，若控制电压值或者母线电压值不在正常范围内，则电压扰动计数器PC加1，进入步骤d3);若控制电压值和母线电压值均在正常范围内，则将电压扰动标志Sunder设为假，电压扰动计数器PC的计数值清零，进入步骤e3)；
[0090]d3)判断电压扰动计数器PC的计数值是否超过预先设定的扰动次数值，若超过则将电压扰动标志Sunder设为假，将准备标志Ready设为假，监视逻辑结束;若没有超过则监视逻辑结束；
[0091]e3)根据变频器的启动状态和故障状态信息，判断变频器是否未启动，若未启动进入下一步;若启动则监视逻辑结束；
[0092]f3)根据变频器的故障状态信息，判断变频器是否发生故障，若发生故障则复位变频器，进入下一步;若未发生故障进入步骤h3;
[0093]g3)判断变频器是否继续发生故障，若未发生故障入下一步;若仍然发生故障则将准备标志Ready设为假，监视逻辑结束；
[0094]h3)重新启动变频器；
[0095]i3)判断变频器是否重启成功，若成功监视逻辑结束；若未成功则将准备标志Ready设为假，监视逻辑结束。
[0096]综上所述:本发明所述再启动装置I能够同时采集变频器的控制电压及母线电压，同时采集变频器的启动状态和故障状态信息，能够在需要启动变频器前先判断变频器是否发生故障，若无故障直接重新启动变频器，若发生故障先复位变频器再重新启动，避免由于变频器故障，即使输出启动信号也无法启动变频器的问题。所述超级电容储能电路储存满电量后，能够保证在控制电压消失后再启动装置I连续运行60s以上，此外，AC/DC宽输入电源电路具有隔离作用，使超级电容C避免了控制电压的过电压侵扰，防止超级电容C因充电电压过高而被击穿失效。以上特性能够彻底的解决在电网电压发生扰动后，变频器非计划停机的问题，为连续生产型用户减少经济损失，提高生产效率。
[0097]以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种用于自动复位变频器的再启动装置，其特征在于，包括控制电压及母线电压采集电路、电源变换电路和储能及其状态检测电路、开关量状态采集电路、继电器输出控制电路和中央控制电路，所述控制电压及母线电压采集电路、电源变换电路和储能及其状态检测电路、开关量状态采集电路和继电器输出控制电路分别与所述中央控制电路电性连接，所述控制电压及母线电压采集电路进一步与所述电源变换电路和储能及其状态检测电路电性连接，所述电源变换电路和储能及其状态检测电路进一步与所述开关量状态采集电路电性连接。2.如权利要求1所述的用于自动复位变频器的再启动装置，其特征在于，所述控制电压及母线电压采集电路包括低通滤波及运算放大电路、第一变压器、第二变压器和第三变压器，所述第一变压器包括第一主线圈和第一副线圈，第一主线线圈的第一端连接火线，第一主线线圈的第二端连接零线，第一副线圈的第一端与低通滤波及运算放大电路的第一输入端电性连接，第一副线圈的第二端接地线，所述第二变压器包括第二主线圈和第二副线圈，第二主线圈的第一端连接三相电源的第一输入端，第二主线圈的第二端连接三相电源的第二输入端，第二副线圈的第一端与低通滤波及运算放大电路的第二输入端电性连接，第二副线圈的第二端接地线，所述第三变压器包括第三主线圈和第三副线圈，第三主线圈的第一端连接三相电源的第二输入端，第三主线圈的第二端连接三相电源的第三输入端，第三副线圈的第一端与低通滤波及运算放大电路的第三输入端电性连接，第三副线圈的第二端接地线，所述低通滤波及运算放大电路的三个输出端分别与所述中央控制电路电性连接。3.如权利要求1所述的用于自动复位变频器的再启动装置，其特征在于，所述电源变换电路和储能及其状态检测电路包括AC/DC宽输入电源电路、DC/DC宽输入电源电路、超级电容储能电路和储能状态检测电路； AC/DC宽输入电源电路的第一输入端与火线连接，AC/DC宽输入电源电路的第二输入端与零线连接，AC/DC宽输入电源电路的第一输出端与第一二极管的阳极连接，AC/DC宽输入电源电路的第二输出端接地线，第一二极管的阴极与DC/DC宽输入电源电路的第一输入端连接，DC/DC宽输入电源电路的第二输入端接地线，DC/DC宽输入电源电路的第一输出端与线性稳压电源的输入端连接，DC/DC宽输入电源电路的第二输出端与线性稳压电源分别进一步接地线； 所述超级电容储能电路包括若干个首尾相连的超级电容，所述超级电容包括正极和负极，其中首位超级电容的负极与次位超级电容的正极连接，末尾超级电容的负极接地线，每一个超级电容上并联连接有一个均压电路，首位超级电容的正极与所述第一二极管的阴极之间连接有用于限流的第一电阻，所述第一电阻上并联有第二二极管，其中第二二极管的阴极与所述第一二极管的阴极连接，第二二极管的阳极与首位超级电容的正极连接； 所述储能状态检测电路包括第二电阻、第三电阻和运算放大器，所述第二电阻连接在运算放大器的正相输入端与第二二极管的阳极之间，第三电阻连接在运算放大器的正相输入端与地线之间，运算放大器的反相输入端与运算放大器的输出端连接，运算放大器的输出端进一步与中央控制电路连接。4.如权利要求3所述的用于自动复位变频器的再启动装置，其特征在于，所述开关量状态采集电路包括DC/DC电源电路和第一至第四光耦电路，每一个光耦电路包括光电耦合器、第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述光电耦合器包括发光二极管和光敏三极管，所述DC/DC宽输入电源电路的第一输出端与所述光敏三极管的集电极之间连接所述第四电阻，所述光敏三极管的发射极接地，所述发光二极管的阳极与所述发光二极管的阴极之间连接所述第五电阻，所述发光二极管的阴极进一步接地线，所述发光二极管的阳极进一步连接所述第六电阻的第一端。5.如权利要求4所述的用于自动复位变频器的再启动装置，其特征在于， 第一光耦电路中的所述第六电阻的第二端与变频器的启动状态检测开入量连接，第二光耦电路中的所述第六电阻的第二端与变频器的故障状态检测开入量连接，第三光耦电路中的所述第六电阻的第二端与变频器的运行状态检测开入量连接，第四光耦电路中的所述第六电阻的第二端与预留状态检测开入量连接； 所述DC/DC电源电路的第一输入端连接DC/DC宽输入电源电路的第一输出端，DC/DC电源电路的第二输入端接地，DC/DC电源电路的输出端与第三二极管的阳极连接，第三二极管的阴极连接变频器，为变频器上的启动状态检测开入量、故障状态检测开入量、运行状态检测开入量及预留状态检测开入量所在的电路提供电能。6.如权利要求1所述的用于自动复位变频器的再启动装置，其特征在于，所述继电器输出控制电路包括光电隔离及输出控制电路、第一至第三继电器，每一个所述继电器均包括线圈和开关，所述线圈分别与所述光电隔离及输出控制电路电性连接，其中第一继电器的开关串联连接在变频器的再启动电路中，第二继电器的开关串联连接在变频器的复位电路中。7.—种如权利要求1至6任一所述再启动装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤: a)进行系统初始化； b)所述中央控制电路通过所述控制电压及母线电压采集电路采集到的数据，计算出控制电压值和母线电压值； c)所述中央控制电路通过所述开关量状态采集电路传输的信号判断变频器的启动状态、故障状态和运行状态； d)计算电源变换电路和储能及其状态检测电路中已储存的电量，并计算已储存电量占可储存上限电量的百分比； e)进入准备逻辑； f)进入电压扰动逻辑； g)进入监视逻辑； h)返回步骤b)。8.—种如7所述再启动装置的控制方法，其特征在于，步骤e)中所述准备逻辑包括以下步骤: al)检测准备标志Ready是否为真，若为真则准备计数器PC清零，准备逻辑结束;若为假进入下一步； bl)判断电源变换电路和储能及其状态检测电路中已储存的电量占可储存上限电量的百分比是否大于预先设定的比值，若不大于预先设定的比值，则准备计数器PC清零，准备逻辑结束;若大于预先设定的比值，则进入下一步； Cl)判断控制电压值与母线电压值是否在预先设定的正常范围内，若控制电压值或者母线电压值不在正常范围内，则准备计数器PC清零，准备逻辑结束;若控制电压值和母线电压值均在正常范围内则进入下一步； dl)根据变频器的启动状态和故障状态信息，判断变频器是否启动，并判断变频器是否发生故障，若变频器处于启动状态且未发生故障，则准备计数器PC加I，进入下一步;若变频器未启动或者发生故障，则准备计数器PC清零，准备逻辑结束； el)判断准备计数器PC的计数值是否超过预先设定的准备次数值，若超过则将准备标志Ready设为真，准备逻辑结束;若没有超过则准备逻辑结束。9.一种如8所述再启动装置的控制方法，其特征在于，步骤f)中所述电压扰动逻辑包括以下步骤: a2)检测准备标志Ready是否为真，若为假则电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束;若为真，则进入下一步； b2)检测电压扰动标志Sunder是否为真，若为真则电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束;若为假，则进入下一步； c2)检测控制电压值与母线电压值是否超过预先设定的正常范围，若控制电压值和母线电压值没有超过正常范围，则电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束;若控制电压值或者母线电压值超过正常范围，则电压扰动计数器PC加I，进入下一步； d2)判断电压扰动计数器PC的计数值是否超过预先设定的扰动次数值，若没有超过则电压扰动逻辑结束;若超过则将电压扰动标志Sunder设为真，电压扰动计数器PC清零，电压扰动逻辑结束。10.—种如9所述再启动装置的控制方法，其特征在于，步骤g)中所述监视逻辑包括以下步骤: a3)检测准备标志Ready是否为真，若为假则监视逻辑结束;若为真，则进入下一步； b3)检测电压扰动标志Sunder是否为真，若为假则监视逻辑结束;若为真，则进入下一步； c3)判断控制电压值与母线电压值是否在预先设定的正常范围内，若控制电压值或者母线电压值不在正常范围内，则电压扰动计数器PC加I，进入步骤d3);若控制电压值和母线电压值均在正常范围内，则将电压扰动标志Sunder设为假，电压扰动计数器PC的计数值清零，进入步骤e3)； d3)判断电压扰动计数器PC的计数值是否超过预先设定的扰动次数值，若超过则将电压扰动标志Sunder设为假，将准备标志Ready设为假，监视逻辑结束;若没有超过则监视逻辑结束； e3)根据变频器的启动状态和故障状态信息，判断变频器是否未启动，若未启动进入下一步;若启动则监视逻辑结束； f3)根据变频器的故障状态信息，判断变频器是否发生故障，若发生故障则复位变频器，进入下一步;若未发生故障进入步骤h3;; g3)判断变频器是否继续发生故障，若未发生故障入下一步;若仍然发生故障则将准备标志Ready设为假，监视逻辑结束；h3)重新启动变频器； i3)判断变频器是否重启成功，若成功监视逻辑结束;若未成功则将准备标志Ready设为假，监视逻辑结束。
【文档编号】H02M1/36GK105932868SQ201510713073
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年10月28日
【发明人】姜万东, 王晓堃, 周海涛, 程钦波, 焦海平, 杜佳
【申请人】江苏国网自控科技股份有限公司