CN105720885A - 一种实现高压变频器低电压穿越的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种实现高压变频器低电压穿越的方法，正常工作时，通过电源给高压变频器供电，高压变频器输出脉冲驱动电机运转；电源电压降低或消失时，高压变频器封锁本身的输出脉冲但并不停机，电机转速逐渐降低；如果在指定的“等待时间”内，电源电压恢复正常，高压变频器按照“跟踪转速再起动”的方式再起动；否则认为高压变频器出现电源低压故障，跳闸停车；“跟踪转速再起动”的方式为：通过跟踪电机失电后的转速，估算电源电压恢复正常时电机频率；当电源电压恢复时，使电机从估算频率开始工作。本发明主要针对动态低电压穿越区，通过封锁变频器输出脉冲，并跟踪电机转速，使变频器在输入电压恢复时能够恢复输出，减少了对电机的冲击。

Description

一种实现高压变频器低电压穿越的方法

技术领域

本发明涉及电力电子与高压变频技术领域，尤其涉及一种实现高压变频器低电压穿越的方法。

背景技术

高压变频器相关标准要求变频器具备低电压穿越的能力，即变频器电源及供电对象设备外部故障或扰动引起的暂态、动态或长时间电源进线电压降低到规定的低电压穿越区内时，变频器仍能够可靠供电，保障供电对象的安全运行。

变频器低电压穿越分以下几种情况：

1、变频器暂态低电压穿越区

变频器在进线电源电压跌落到不小于20％额定电压，持续时间不大于0.5s的区域内，能够可靠供电，保障供电对象的安全运行。

2、变频器动态低电压穿越区

变频器在进线电源电压跌落到不小于60％额定电压，持续时间不大于5s的区域内，能够可靠供电，保障供电对象的安全运行。

3、变频器稳态低电压穿越区

变频器在进线电源电压跌落到不小于90％额定电压，持续时间不小于5s的区域内，能够可靠供电，保障供电对象的安全运行。

低电压穿越的措施如下：针对稳态低电压穿越区，依靠变频器中的储能元件，维持变频器输出不变或降额运行；针对暂态低电压穿越区，由于时间很短，变频装置短时封锁脉冲后，直接输出。而动态低电压穿越区一直是本领域技术人员致力于攻克的难题。针对动态低电压穿越区，现有方式是变频器输出侧短路，待电压恢复后直接输出，这样做会引起变频器输出过流。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何实现高压变频器的动态低电压穿越。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种实现高压变频器低电压穿越的方法，高压变频器输入输出系统由电源、高压变频器和电机组成，其特征在于，该方法由以下3个步骤组成：

步骤1：正常工作时，通过电源给高压变频器供电，高压变频器输出脉冲驱动电机运转；

步骤2：当电源电压降低或消失时，高压变频器封锁本身的输出脉冲但是并不停机，这时电机失去输入电压处于自由制动状态，电机的转速逐渐降低；

步骤3：如果在指定的“等待时间”内，电源电压恢复正常，高压变频器按照“跟踪转速再起动”的方式再起动；如果在所述指定的“等待时间”内，电源电压未恢复正常，就认为高压变频器出现了电源低压故障，跳闸停车；

所述“跟踪转速再起动”的方式为：通过跟踪电机失去输入电压后的转速，估算电源电压恢复正常时电机的跟踪频率；当电源电压恢复时，使电机从估算的跟踪频率开始工作。

优选地，所述“跟踪转速再起动”的方式具体步骤如下：

步骤a：当电源电压降低或消失，高压变频器封锁输出后，连续测量多个电机残压的频率，确定电机的降频加速度a，

a＝Δf/Δt

其中，Δt为时间间隔，Δf为Δt时间段的频率变化值；

步骤b：根据失电前电机的工作频率f1和失电时间t，估算出一个跟踪频率f2，

f2＝f1+at

步骤c：当电源电压恢复时，使电机从估算的跟踪频率f2开始工作。

优选地，所述高压变频器输入输出系统还包括连接所述电源和高压变频器的进线开关。

优选地，所述高压变频器输入输出系统还包括连接所述高压变频器和电机的出线开关。

本发明提供的实现高压变频器低电压穿越的方法，主要针对动态低电压穿越区，是在变频器输入电压下降时，通过封锁变频器输出脉冲，并跟踪电机转速，使变频器在输入电压恢复时能够恢复输出，输出不过流，平稳衔接，减少了对电机的冲击。

附图说明

图1为高压变频器输入输出系统结构示意图；

图2为具体实施例中高压变频器再次投入运行从估算的跟踪频率开始工作，并逐步升频的输出电流波形图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

图1为高压变频器输入输出系统结构示意图，高压变频器输入输出系统包括高压变频器输入侧进线电源1，高压变频器3，高压变频器的负载电机5，连接所述电源1和高压变频器3的进线开关2，以及连接所述高压变频器3和电机5的出线开关4。

当电源1电压降低或消失时，高压变频器3封锁本身的输出脉冲但是并不停机，这时电机5失去了输入电压处于自由制动状态，电机5的转速逐渐降低。如果在指定的“等待时间”内电源1电压恢复正常，高压变频器3按照“跟踪转速再起动”的方式再起动，就可以躲过电源1电压的瞬间波动；如果在此“等待时间”内电源1电压未恢复正常，高压变频器3就认为出现了电源低压故障，跳闸停车。

“跟踪转速再起动”方式具体步骤如下：

步骤1：高压变频器3测量电机5定子侧电压(残压)的频率、幅值和相位，当电源1电压降低或消失，高压变频器3封锁输出后，连续测量多个电机5残压的频率，确定一个降频加速度a，

a＝Δf/Δt

其中，Δt为时间间隔，Δf为Δt时间段的频率变化值；

步骤2：根据失电前的工作频率f1和失电时间t估算出一个跟踪频率f2，

f2＝f1+at

步骤3：当电源1电压恢复时，使电机5从估算的跟踪频率f2开始工作，可以使衔接过程较为平稳，电机5不会受到冲击。

在具体的实施例中，高压变频器带电机负载运行到50Hz，然后封锁输出，连续测量多个电机残压的频率，确定降频加速度a＝Δf/Δt；根据失电前的工作频率f1和失电时间t估算出跟踪频率f2＝f1+at；当电源电压恢复时，从估算的跟踪频率f2开始工作，再次投入运行并升频到50Hz时的输出电流波形如图2所示，从图2中可以看出，再次投入时电流慢慢上升，但是没有超过正常运行时的2倍，衔接过程较为平稳，电机不会受到冲击。

Claims (4)

1.一种实现高压变频器低电压穿越的方法，高压变频器输入输出系统由电源(1)、高压变频器(3)和电机(5)组成，其特征在于，该方法由以下3个步骤组成：

步骤1：正常工作时，通过电源(1)给高压变频器(3)供电，高压变频器(3)输出脉冲驱动电机(5)运转；

步骤2：当电源(1)电压降低或消失时，高压变频器(3)封锁本身的输出脉冲但是并不停机，这时电机(5)失去输入电压处于自由制动状态，电机(5)的转速逐渐降低；

步骤3：如果在指定的“等待时间”内，电源(1)电压恢复正常，高压变频器(3)按照“跟踪转速再起动”的方式再起动；如果在所述指定的“等待时间”内，电源(1)电压未恢复正常，就认为高压变频器(3)出现了电源低压故障，跳闸停车；

所述“跟踪转速再起动”的方式为：通过跟踪电机(5)失去输入电压后的转速，估算电源(1)电压恢复正常时电机(5)的跟踪频率；当电源(1)电压恢复时，使电机(5)从估算的跟踪频率开始工作。

2.如权利要求1所述的一种实现高压变频器低电压穿越的方法，其特征在于：所述“跟踪转速再起动”的方式具体步骤如下：

步骤a：当电源(1)电压降低或消失，高压变频器(3)封锁输出后，连续测量多个电机(5)残压的频率，确定电机(5)的降频加速度a，

a＝Δf/Δt

其中，Δt为时间间隔，Δf为Δt时间段的频率变化值；

步骤b：根据失电前电机(5)的工作频率f1和失电时间t，估算出一个跟踪频率f2，

f2＝f1+at

步骤c：当电源(1)电压恢复时，使电机(5)从估算的跟踪频率f2开始工作。

3.如权利要求1或2所述的一种实现高压变频器低电压穿越的方法，其特征在于：所述高压变频器输入输出系统还包括连接所述电源(1)和高压变频器(3)的进线开关(2)。

4.如权利要求1或2所述的一种实现高压变频器低电压穿越的方法，其特征在于：所述高压变频器输入输出系统还包括连接所述高压变频器(3)和电机(5)的出线开关(4)。