專(zhuān)利名稱(chēng)：高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)以其優(yōu)越的調(diào)速性能和節(jié)能效果，在電機(jī)節(jié)能改造中獲得了廣泛應(yīng)用。高壓變頻器通常包括變頻和工頻兩條回路。在正常情況下，電網(wǎng)電壓通過(guò)變頻回路，根據(jù)系統(tǒng)V/F曲線(xiàn)和用戶(hù)給定的頻率值進(jìn)行變換，然后加到電機(jī)定子側(cè)，對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制；在變頻器出現(xiàn)故障的情況下，系統(tǒng)采用手動(dòng)旁路或自動(dòng)旁路技術(shù)，切換到工頻旁路運(yùn)行。當(dāng)高壓變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，無(wú)論采用手動(dòng)旁路控制還是自動(dòng)旁路控制，都會(huì)導(dǎo)致較大的再起動(dòng)沖擊電流，原因如下第一，如果等電機(jī)轉(zhuǎn)速較低甚至完全停止時(shí)再切換到工頻旁路運(yùn)行，其效果相當(dāng)于直接起動(dòng)電機(jī)，產(chǎn)生的沖擊電流可達(dá)額定電流的4至8倍，最大甚至可達(dá)額定電流的15倍；第二，如果高壓變頻器退出運(yùn)行后立即切換到旁路運(yùn)行，電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的剩磁和轉(zhuǎn)子慣性，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)定子繞組產(chǎn)生一個(gè)殘壓u' ”如果旁路時(shí)刻恰好是電源線(xiàn)電壓波峰(+U1),而電機(jī)定子殘壓又恰好是波谷(-U' J的話(huà)，那在電機(jī)定子兩端的電壓將是(Ui+U' ^，這樣也會(huì)在定子繞組產(chǎn)生一個(gè)較大的尖峰電流。過(guò)大的沖擊電流會(huì)產(chǎn)生以下的負(fù)面影響第一，使電機(jī)的定子繞組發(fā)熱，引起電機(jī)損傷；第二，對(duì)供電電網(wǎng)造成污染，造成母線(xiàn)電壓跌落，影響其它設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至電機(jī)本身沒(méi)法再起動(dòng)；第三，可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備動(dòng)作，影響整個(gè)母線(xiàn)的供電可靠性。目前， 針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，還沒(méi)有太好的解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，能有效解決旁路沖擊電流的問(wèn)題，當(dāng)高壓變頻器故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)平穩(wěn)可靠地旁路到工頻回路運(yùn)行。一種高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，包括高壓固態(tài)軟起動(dòng)器、刀閘一、刀閘二、接觸器一、接觸器二、接觸器三和三相電阻，所述刀間一、所述接觸器一、所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器、 所述三相電阻和所述刀間二依次串聯(lián)，所述刀間一的一端連接所述接觸器一，所述刀閘一的另一端連接高壓變頻器的輸入端，所述刀間二的一端連接所述三相電阻的一端，所述刀閘二的另一端連接高壓變頻器的輸出端，所述接觸器二的一端連接高壓變頻器的輸入端， 所述接觸器二的另一端連接高壓變頻器的輸出端，所述接觸器三并接在所述三相電阻兩端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，在高壓變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)使電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓同步克服了電機(jī)殘壓產(chǎn)生過(guò)大沖擊電流的問(wèn)題，從而可以穩(wěn)定和安全地重新起動(dòng)電機(jī)。采用本發(fā)明所提供的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，可有效避免電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓疊加產(chǎn)生過(guò)大沖擊電流所帶來(lái)的影響。所述高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)進(jìn)行旁路處理時(shí)，閉合所述接觸器一，優(yōu)選的，采用固定觸發(fā)角觸發(fā)高壓固態(tài)軟起動(dòng)器的閥組，使電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓同步后，閉合所述接觸器三，起動(dòng)所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器，所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器重新起動(dòng)電機(jī)后，閉合所述接觸器二，斷開(kāi)所述接觸器一和所述接觸器三。本發(fā)明所提供的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)采用上述控制方法進(jìn)行旁路處理時(shí)，可將電機(jī)的運(yùn)行電壓穩(wěn)定、可靠和無(wú)擾動(dòng)地切換到工頻電壓，從而完成旁路處理。


圖1是具有本發(fā)明高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)控制方法的示意流程圖。
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及取得的效果，下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明所提出的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)的技術(shù)方案，進(jìn)行清楚和完整的描述。高壓變頻器因故障退出運(yùn)行后，電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組鐵芯會(huì)有一定的剩磁。該剩磁隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，切割定子繞組，會(huì)在定子側(cè)產(chǎn)生一個(gè)電機(jī)殘壓U'工，并且U'工的幅值和轉(zhuǎn)子剩磁及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速有關(guān)，U' i的頻率和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速有關(guān)，U'工的相位和斷電時(shí)刻及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速有關(guān)。 電機(jī)殘壓是一個(gè)頻率不斷減小、幅值不斷下降的電壓。由于高壓變頻器退出運(yùn)行后，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會(huì)下降，而且磁通只有剩磁，因此電機(jī)殘壓必然小于高壓變頻器出現(xiàn)故障時(shí)刻輸出的電壓。本發(fā)明所提出的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)就是通過(guò)對(duì)電機(jī)殘壓進(jìn)行處理，避免其與電網(wǎng)電壓疊加而產(chǎn)生過(guò)大的沖擊電流。請(qǐng)參閱圖1，具有本發(fā)明高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。整個(gè)變頻調(diào)速系統(tǒng)包括高壓變頻器、PLC控制器和高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)。高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，包括高壓固態(tài)軟起動(dòng)器、刀閘一 K1、刀閘二 K2、接觸器一 J1、接觸器二 J2、接觸器三J3和三相電阻R，所述刀間一 Kl、所述接觸器一 Jl、所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器、所述三相電阻R和所述刀間二 K2依次串聯(lián)，所述刀間一 Kl的一端連接所述接觸器一 J1，所述刀間一Kl的另一端連接高壓變頻器的輸入端，所述刀間二 K2的一端連接所述三相電阻R的一端，所述刀閘二 K2的另一端連接高壓變頻器的輸出端，所述接觸器二 J2的一端連接高壓變頻器的輸入端，所述接觸器二 J2的另一端連接高壓變頻器的輸出端，所述接觸器三J3并接在所述三相電阻R兩端，用于對(duì)所述三相電阻R的短接控制，所述三相電阻R， 分別對(duì)應(yīng)a、b、c三相。所述高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)進(jìn)行旁路處理時(shí)，閉合所述接觸器一 J1，電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓同步后，閉合所述接觸器三J3，起動(dòng)所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器，所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器重新起動(dòng)電機(jī)后，閉合所述接觸器二 J2，斷開(kāi)所述接觸器一 Jl和所述接觸器三J3。與現(xiàn)有技術(shù)相比，圖1中所示的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，在高壓變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，通過(guò)使電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓同步克服了電機(jī)殘壓產(chǎn)生過(guò)大沖擊電流的問(wèn)題，從而可以穩(wěn)定和安全地重新起動(dòng)電機(jī)。等電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到與工頻相匹配時(shí)，將電機(jī)的運(yùn)行電壓穩(wěn)定、 可靠和無(wú)擾動(dòng)地切換到工頻電壓，從而完成旁路處理。采用圖1所示的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，可有效避免電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓疊加產(chǎn)生過(guò)大沖擊電流帶來(lái)的影響。
除高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，整個(gè)變頻調(diào)速系統(tǒng)還包括高壓變頻器和PLC控制器。PLC控制器根據(jù)用戶(hù)的指令、高壓變頻器的狀態(tài)和智能旁路系統(tǒng)的狀態(tài)，來(lái)控制高壓變頻器和智能旁路系統(tǒng)的運(yùn)行、停機(jī)和切換。當(dāng)高壓變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，采用如圖2所示的控制方法進(jìn)行控制當(dāng)高壓變頻器向PLC控制器發(fā)送故障信號(hào)時(shí)，PLC控制器控制高壓變頻器停機(jī)，并分開(kāi)其輸入接觸器J4和輸出接觸器J5。高壓變頻器停機(jī)后，閉合接觸器一 J1，采用固定觸發(fā)角，如α = 120°，觸發(fā)高壓固態(tài)軟起動(dòng)器的閥組，電網(wǎng)電壓通過(guò)刀閘一 K1、接觸器一 J1、高壓固態(tài)軟起動(dòng)器、三相電阻 R和刀閘二 Κ2加到電機(jī)定子側(cè)，持續(xù)一定時(shí)間，優(yōu)選的，如持續(xù)IOms時(shí)間，使電機(jī)殘壓和電網(wǎng)電壓強(qiáng)制同步。電機(jī)殘壓和電網(wǎng)電壓同步之后，閉合接觸器三J3，短路掉三相電阻R，起動(dòng)高壓固態(tài)軟起動(dòng)器，按設(shè)定的控制方法，如電壓斜坡控制或者限流起動(dòng)控制的方法，重新起動(dòng)電機(jī)。重新起動(dòng)電機(jī)之后，閉合接觸器二 J2，斷開(kāi)接觸器一 Jl和接觸器三J3，將電機(jī)的運(yùn)行電壓切換到工頻電壓，完成旁路處理。圖1所示的具有本發(fā)明高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，當(dāng)高壓變頻器故障時(shí)，采用限流電阻限流使電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓同步，利用高壓固態(tài)軟起動(dòng)器重起電機(jī)，進(jìn)而將電機(jī)穩(wěn)定、可靠和無(wú)擾動(dòng)地切換到工頻電壓運(yùn)行，可有效避免電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓疊加產(chǎn)生過(guò)大沖擊電流的影響。上述實(shí)施例涉及的本發(fā)明高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，除包括上述提及的器件之外，還包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的其他器件。實(shí)施例中只對(duì)涉及本發(fā)明的發(fā)明思想的器件進(jìn)行描述，對(duì)其它公知器件不加贅述。以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，其特征在于，包括高壓固態(tài)軟起動(dòng)器、刀閘一、刀閘二、接觸器一、接觸器二、接觸器三和三相電阻，所述刀間一、所述接觸器一、所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器、所述三相電阻和所述刀間二依次串聯(lián)，所述刀間一的一端連接所述接觸器一，所述刀閘一的另一端連接高壓變頻器的輸入端，所述刀閘二的一端連接所述三相電阻的一端，所述刀間二的另一端連接高壓變頻器的輸出端，所述接觸器二的一端連接高壓變頻器的輸入端，所述接觸器二的另一端連接高壓變頻器的輸出端，所述接觸器三并接在所述三相電阻兩端。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)進(jìn)行旁路處理時(shí)，閉合所述接觸器一，電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓同步后，閉合所述接觸器三，起動(dòng)所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器，所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器重新起動(dòng)電機(jī)后，閉合所述接觸器二，斷開(kāi)所述接觸器一和所述接觸器三。
3.如權(quán)利要求1所述的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)進(jìn)行旁路處理時(shí)，閉合所述接觸器一，采用固定觸發(fā)角觸發(fā)高壓固態(tài)軟起動(dòng)器的閥組，使電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓同步。
4.如權(quán)利要求2所述的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)進(jìn)行旁路處理時(shí)，電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓同步后，所述高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)閉合所述接觸器三，短路掉所述三相電阻，起動(dòng)所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器，所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器按照電壓斜坡控制方法重新起動(dòng)電機(jī)。
5.如權(quán)利要求2所述的高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)進(jìn)行旁路處理時(shí)，電機(jī)殘壓與電網(wǎng)電壓同步后，所述高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)閉合所述接觸器三，短路掉所述三相電阻，起動(dòng)所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器，所述高壓固態(tài)軟起動(dòng)器按照限流起動(dòng)控制方法重新起動(dòng)電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓變頻器智能旁路系統(tǒng)，包括高壓固態(tài)軟起動(dòng)器、刀閘一、刀閘二、接觸器一、接觸器二、接觸器三和三相電阻，刀閘一、接觸器一、高壓固態(tài)軟起動(dòng)器、三相電阻和刀閘二依次串聯(lián)，刀閘一一端連接接觸器一，另一端連接高壓變頻器輸入端，刀閘二一端連接三相電阻的一端，另一端連接高壓變頻器輸出端，接觸器二一端連接高壓變頻器輸入端，另一端連接高壓變頻器輸出端，接觸器三并接在三相電阻兩端。旁路處理時(shí)，閉合接觸器一，閉合接觸器三，起動(dòng)高壓固態(tài)軟起動(dòng)器并重起電機(jī)，閉合接觸器二，斷開(kāi)接觸器一和接觸器三。本發(fā)明能使電機(jī)穩(wěn)定、可靠和無(wú)擾動(dòng)地切換到工頻電壓運(yùn)行，可有效地解決旁路處理時(shí)沖擊電流過(guò)大的問(wèn)題。
文檔編號(hào)H02P27/04GK102420564SQ20111043098
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者姜新宇, 孫開(kāi)發(fā), 許賢昶, 邱培春 申請(qǐng)人:廣州智光電機(jī)有限公司, 廣州智光電氣股份有限公司