專利名稱：高壓變頻器智能旁路系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及電機控制技術領域，尤其涉及一種高壓變頻器智能旁路系統。
背景技術：
高壓變頻調速系統以其優越的調速性能和節能效果，在電機節能改造中獲得了廣泛應用。高壓變頻器通常包括變頻和工頻兩條回路。在正常情況下，電網電壓通過變頻回路，根據系統V/F曲線和用戶給定的頻率值進行變換，然后加到電機定子側，對電機進行調速控制；在變頻器出現故障的情況下，系統采用手動旁路或自動旁路技術，切換到工頻旁路運行。當高壓變頻器出現故障時，無論采用手動旁路控制還是自動旁路控制，都會導致較大的再起動沖擊電流，原因如下第一，如果等電機轉速較低甚至完全停止時再切換到工頻旁路運行，其效果相當于直接起動電機，產生的沖擊電流可達額定電流的4至8倍，最大甚至可達額定電流的15倍；第二，如果高壓變頻器退出運行后立即切換到旁路運行，電機轉子側的剩磁和轉子慣性，會導致電機定子繞組產生一個殘壓u' ”如果旁路時刻恰好是電源線電壓波峰(+U1),而電機定子殘壓又恰好是波谷(-U' J的話，那在電機定子兩端的電壓將是(Ui+U' ^，這樣也會在定子繞組產生一個較大的尖峰電流。過大的沖擊電流會產生以下的負面影響第一，使電機的定子繞組發熱，引起電機損傷；第二，對供電電網造成污染，造成母線電壓跌落，影響其它設備的正常運轉，甚至電機本身沒法再起動；第三，可能會導致系統保護設備動作，影響整個母線的供電可靠性。目前， 針對這個問題，還沒有太好的解決方法。
發明內容
本發明公開的高壓變頻器智能旁路系統，能有效解決旁路沖擊電流的問題，當高壓變頻器故障時，實現電機平穩可靠地旁路到工頻回路運行。一種高壓變頻器智能旁路系統，包括高壓固態軟起動器、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、所述高壓固態軟起動器、 所述三相電阻和所述刀間二依次串聯，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。與現有技術相比，本發明所提供的高壓變頻器智能旁路系統，在高壓變頻器出現故障時，通過使電機殘壓與電網電壓同步克服了電機殘壓產生過大沖擊電流的問題，從而可以穩定和安全地重新起動電機。采用本發明所提供的高壓變頻器智能旁路系統，可有效避免電機殘壓與電網電壓疊加產生過大沖擊電流所帶來的影響。所述高壓變頻器智能旁路系統進行旁路處理時，閉合所述接觸器一，優選的，采用固定觸發角觸發高壓固態軟起動器的閥組，使電機殘壓與電網電壓同步后，閉合所述接觸器三，起動所述高壓固態軟起動器，所述高壓固態軟起動器重新起動電機后，閉合所述接觸器二，斷開所述接觸器一和所述接觸器三。本發明所提供的高壓變頻器智能旁路系統采用上述控制方法進行旁路處理時，可將電機的運行電壓穩定、可靠和無擾動地切換到工頻電壓，從而完成旁路處理。
圖1是具有本發明高壓變頻器智能旁路系統的高壓變頻調速系統的結構示意圖；圖2是本發明高壓變頻器智能旁路系統控制方法的示意流程圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明所采取的技術手段及取得的效果，下面結合附圖及較佳實施例，對本發明所提出的高壓變頻器智能旁路系統的技術方案，進行清楚和完整的描述。高壓變頻器因故障退出運行后，電機轉子繞組鐵芯會有一定的剩磁。該剩磁隨著轉子旋轉，切割定子繞組，會在定子側產生一個電機殘壓U'工，并且U'工的幅值和轉子剩磁及轉子轉速有關，U' i的頻率和轉子轉速有關，U'工的相位和斷電時刻及轉子轉速有關。 電機殘壓是一個頻率不斷減小、幅值不斷下降的電壓。由于高壓變頻器退出運行后，轉子轉速會下降，而且磁通只有剩磁，因此電機殘壓必然小于高壓變頻器出現故障時刻輸出的電壓。本發明所提出的高壓變頻器智能旁路系統就是通過對電機殘壓進行處理，避免其與電網電壓疊加而產生過大的沖擊電流。請參閱圖1，具有本發明高壓變頻器智能旁路系統的高壓變頻調速系統的結構示意圖。整個變頻調速系統包括高壓變頻器、PLC控制器和高壓變頻器智能旁路系統。高壓變頻器智能旁路系統，包括高壓固態軟起動器、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、所述高壓固態軟起動器、所述三相電阻R和所述刀間二 K2依次串聯，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，用于對所述三相電阻R的短接控制，所述三相電阻R， 分別對應a、b、c三相。所述高壓變頻器智能旁路系統進行旁路處理時，閉合所述接觸器一 J1，電機殘壓與電網電壓同步后，閉合所述接觸器三J3，起動所述高壓固態軟起動器，所述高壓固態軟起動器重新起動電機后，閉合所述接觸器二 J2，斷開所述接觸器一 Jl和所述接觸器三J3。與現有技術相比，圖1中所示的高壓變頻器智能旁路系統，在高壓變頻器出現故障時，通過使電機殘壓與電網電壓同步克服了電機殘壓產生過大沖擊電流的問題，從而可以穩定和安全地重新起動電機。等電機轉速達到與工頻相匹配時，將電機的運行電壓穩定、 可靠和無擾動地切換到工頻電壓，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，可有效避免電機殘壓與電網電壓疊加產生過大沖擊電流帶來的影響。
除高壓變頻器智能旁路系統，整個變頻調速系統還包括高壓變頻器和PLC控制器。PLC控制器根據用戶的指令、高壓變頻器的狀態和智能旁路系統的狀態，來控制高壓變頻器和智能旁路系統的運行、停機和切換。當高壓變頻器出現故障時，采用如圖2所示的控制方法進行控制當高壓變頻器向PLC控制器發送故障信號時，PLC控制器控制高壓變頻器停機，并分開其輸入接觸器J4和輸出接觸器J5。高壓變頻器停機后，閉合接觸器一 J1，采用固定觸發角，如α = 120°，觸發高壓固態軟起動器的閥組，電網電壓通過刀閘一 K1、接觸器一 J1、高壓固態軟起動器、三相電阻 R和刀閘二 Κ2加到電機定子側，持續一定時間，優選的，如持續IOms時間，使電機殘壓和電網電壓強制同步。電機殘壓和電網電壓同步之后，閉合接觸器三J3，短路掉三相電阻R，起動高壓固態軟起動器，按設定的控制方法，如電壓斜坡控制或者限流起動控制的方法，重新起動電機。重新起動電機之后，閉合接觸器二 J2，斷開接觸器一 Jl和接觸器三J3，將電機的運行電壓切換到工頻電壓，完成旁路處理。圖1所示的具有本發明高壓變頻器智能旁路系統的高壓變頻調速系統，當高壓變頻器故障時，采用限流電阻限流使電機殘壓與電網電壓同步，利用高壓固態軟起動器重起電機，進而將電機穩定、可靠和無擾動地切換到工頻電壓運行，可有效避免電機殘壓與電網電壓疊加產生過大沖擊電流的影響。上述實施例涉及的本發明高壓變頻器智能旁路系統，除包括上述提及的器件之外，還包括本領域技術人員所公知的其他器件。實施例中只對涉及本發明的發明思想的器件進行描述，對其它公知器件不加贅述。以上所述的本發明實施方式，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護范圍之內。
權利要求
1.一種高壓變頻器智能旁路系統，其特征在于，包括高壓固態軟起動器、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、所述高壓固態軟起動器、所述三相電阻和所述刀間二依次串聯，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.如權利要求1所述的高壓變頻器智能旁路系統，其特征在于，所述高壓變頻器智能旁路系統進行旁路處理時，閉合所述接觸器一，電機殘壓與電網電壓同步后，閉合所述接觸器三，起動所述高壓固態軟起動器，所述高壓固態軟起動器重新起動電機后，閉合所述接觸器二，斷開所述接觸器一和所述接觸器三。
3.如權利要求1所述的高壓變頻器智能旁路系統，其特征在于，所述高壓變頻器智能旁路系統進行旁路處理時，閉合所述接觸器一，采用固定觸發角觸發高壓固態軟起動器的閥組，使電機殘壓與電網電壓同步。
4.如權利要求2所述的高壓變頻器智能旁路系統，其特征在于，所述高壓變頻器智能旁路系統進行旁路處理時，電機殘壓與電網電壓同步后，所述高壓變頻器智能旁路系統閉合所述接觸器三，短路掉所述三相電阻，起動所述高壓固態軟起動器，所述高壓固態軟起動器按照電壓斜坡控制方法重新起動電機。
5.如權利要求2所述的高壓變頻器智能旁路系統，其特征在于，所述高壓變頻器智能旁路系統進行旁路處理時，電機殘壓與電網電壓同步后，所述高壓變頻器智能旁路系統閉合所述接觸器三，短路掉所述三相電阻，起動所述高壓固態軟起動器，所述高壓固態軟起動器按照限流起動控制方法重新起動電機。
全文摘要
本發明公開了一種高壓變頻器智能旁路系統，包括高壓固態軟起動器、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、高壓固態軟起動器、三相電阻和刀閘二依次串聯，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，閉合接觸器一，閉合接觸器三，起動高壓固態軟起動器并重起電機，閉合接觸器二，斷開接觸器一和接觸器三。本發明能使電機穩定、可靠和無擾動地切換到工頻電壓運行，可有效地解決旁路處理時沖擊電流過大的問題。
文檔編號H02P27/04GK102420564SQ20111043098
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者姜新宇, 孫開發, 許賢昶, 邱培春 申請人:廣州智光電機有限公司, 廣州智光電氣股份有限公司