CN106026628B - 一种复位锁定式变频器再启动控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种复位锁定式变频器再启动控制及装置。该方法包括：监测到变频器再启动触发事件后，若未到达启动超时时间，则实时监测变频器故障状态；若监测到变频器故障状态为高电平，则控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位；若监测到变频器故障状态复位成功，则控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。本发明实施例提供的技术方案，在监测到变频器故障状态为高电平时，对变频器故障状态锁定输出多次复位脉冲直至变频器故障被复位，且在复位成功后启动变频器，相比于现有技术提高了复位变频器的再启动成功率。

Description

一种复位锁定式变频器再启动控制方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种复位锁定式变频器再启动控制方法及装置。

背景技术

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压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。

现有的变频器再启动方法中，采集到母线电压或控制电压在设定的时间内发生降低并恢复，且检测变频器运行Run/Stop状态变为低电平后，通过故障复位输出ResetFault和再启动输出ReStart同时输出进行对变频器复位和输出启动信号。参考图1a，在电压恢复线中，故障复位输出和再启动输出同时越变为高电平。

然而，参考图1b，在现有的变频器再启动方法中，如果变频器故障状态Fault高电平出现在故障复位输出ResetFault和再启动输出ReStart同时越变为高电平之后，且变频器是边沿式复位变频器，由于Fault在高电平输出时间内，ResetFault输出信号为高电平，此时ResetFault无法输出边沿复位信号，导致变频器故障状态无法被复位，因此变频器无法被再启动。

另外，变频器故障状态被复位，且启动变频器启动成功后，变频器可能存在故障再次翻转，导致变频器故障状态Fault再次越变为高电平。此时，现有的变频器再启动方法已经将故障复位输出和再启动输出，导致变频器再次故障翻转后无法启动变频器。参考图1c，在运行状态确认线后，故障复位输出ResetFault和再启动输出ReStart都变为低电平，而后变频器故障状态Fault再次出现了高电平，现有的变频器再启动方法失效。

发明内容

本发明实施例提供一种复位锁定式变频器再启动控制方法及装置，以提高复位变频器的再启动成功率。

本发明实施例提供了一种复位锁定式变频器再启动控制方法，包括：

监测到变频器再启动触发事件后，若未到达启动超时时间，则实时监测变频器故障状态；

若监测到变频器故障状态为高电平，则控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位；

若监测到变频器故障状态复位成功，则控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。

另一方面，本发明实施例还提供了一种复位锁定式变频器再启动控制装置，包括：

故障监测模块，用于监测到变频器再启动触发事件后，若未到达启动超时时间，则实时监测变频器故障状态；

故障复位模块，用于若监测到变频器故障状态为高电平，则控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位；

变频器再启动模块，用于若监测到变频器故障状态复位成功，则控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。

本发明实施例提供的技术方案，监测到变频器再启动触发事件后，若未达到启动超时时间(即在有效启动时间内)，实时监测变频器故障状态，如果监测到变频器故障状态Fault为高电平，则控制再启动输出ReStart为低电平，以避免变频器不启动或启动后再停止。并且，通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位，若变频器故障状态复位成功，则控制再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。由于该方法在监测到变频器故障状态为高电平时，对变频器故障状态进行复位，且在复位成功后启动变频器，相比于现有技术提高了复位变频器的再启动成功率。

附图说明

图1a为现有的变频器再启动方法的时序图；

图1b为现有的变频器再启动方法中故障信号出现在复位输出后时序图；

图1c为现有的变频器再启动方法中故障信号复位后再次出现时序图；

图2为本发明实施例一中提供的一种复位锁定式变频器再启动控制方法的流程图；

图3a为本发明实施例二中提供的一种复位锁定式变频器再启动控制方法的流程图；

图3b为本发明实施例二中提供的复位锁定再启动逻辑的流程图；

图3c为本发明实施例二中提供的复位锁定式变频器再启动控制方法的时序图；

图4a为本发明实施例三中提供的一种复位锁定式变频器再启动控制方法的流程图；

图4b为本发明实施例三中提供的变频器防电压扰动准备逻辑的流程图；

图4c为本发明实施例三中提供的电压扰动识别逻辑的流程图；

图5为本发明实施例四中提供的一种复位锁定式变频器再启动控制装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

为了便于理解，先说明如下实施例中涉及到的主要参数及主要标志：母线电压U_ab、U_bc和U_ca，控制电压U_LN，满足如下条件确定电压正常：母线电压小于U_φφHset且大于U_φφLset，控制电压U_LN大于U_φLset，其中U_φφHset为母线电压正常运行最大允许值，一般可以为母线额定电压的1.1倍，U_φφLset为母线电压正常运行最小允许值，一般可以为母线额定电压的0.9倍，U_φLset为控制电压正常运行最小允许值，一般可以为控制回路额定电压的0.9倍。Run/Stop是变频器运行/停止状态，Fault是变频器故障状态；ResetFault是故障复位输出，ReStart是再启动输出。在如下实施例中涉及到上述参数或标志时不再重复说明。

图2为本发明实施例一中提供的一种复位锁定式变频器再启动控制方法的流程图，如图2所示，该复位锁定式变频器再启动控制方法可以包括：

步骤11、监测到变频器再启动触发事件后，若未到达启动超时时间，则实时监测变频器故障状态。

在本实施例中，变频器再启动触发事件用于确定对变频器进行故障复位以及再启动的时机。示例性的，若检测到变频器电压扰动停机，且在预设的扰动允许时间内电压恢复，则产生所述变频器再启动触发事件。具体的，实时监视母线电压和控制回路电压是否正常，若母线电压和/或控制回路电压发生突变(例如母线电压升高或降低，控制回路电压降低)，且同时检测到Run/Stop为低电平或Fault为高电平，则确定检测到变频器电压扰动停机。在变频器电压扰动停机后，若在电压扰动允许时间Trd内电压恢复，则认为是电压扰动，可以允许再启动变频器；否则，变频器可能是正常停机，不允许再启动。本实施例中对电压扰动允许时间Trd不作具体限定，如电压扰动允许时间可以在3-10s，如为5s。

具体的，在允许再启动变频器时启动计时，若计时结果未达到启动超时时间Tcs，则实时监测Fault是否为高电平。本实施例中，对Tcs不作具体限定，如Tcs可以在3-10s，如为5s。

步骤12、若监测到变频器故障状态为高电平，则控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位。

具体的，若监测到Fault为高电平，则确定变频器存在故障；若监测到Fault为低电平，则确定变频器无故障。在确定变频器故障后，控制ReStart为低电平，这样控制的好处是：在变频器故障后，即使ReStart为高电平，变频器也不能够再启动，并且ReStart为高电平会导致变频器出现启动后再停止问题。并且，在确定变频器故障后，控制ResetFault对变频器故障状态进行复位，如ResetFault可以为连续复位脉冲的复位变频器输出或上边沿复位变频器输出，以达到使Fault为低电平的目的。

需要说明的是，该方法通过监测到Fault为高电平后，再通过控制对变频器故障状态复位以及再启动变频器，避免了现有技术中Fault高电平出现在ResetFault和ReStart同时越变为高电平之后导致的变频器故障状态无法被复位以及变频器无法被再启动的问题。

步骤13、若监测到变频器故障状态复位成功，则控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。

若监测到变频器故障状态为低电平，则确定变频器故障状态复位成功，随后控制ReStart为高电平以对变频器进行再启动。

本实施例提供的技术方案，在变频器发生电压扰动停机后，电压扰动在设定时间内恢复再启动变频器的过程中，通过识别并锁定变频器故障状态，采用故障复位输出对变频器故障状态进行复位，直至变频器故障状态被复位后，再启动变频器，即，该方法在对变频器复位成功后，再启动变频器，有效保障了复位变频器故障状态成功，提高了复位变频器的再启动成功率。

示例性的，若超过所述启动超时时间，且未检测到变频器故障状态为低电平，则确定变频器复位超时，并放弃复位变频器故障以及放弃再启动变频器。

实施例二

本实施例在上述实施例一的基础上提供了一种新的复位锁定式变频器再启动控制方法，在本实施例中采用连续复位脉冲的方式对变频器故障状态进行复位，即ResetFault为连续复位脉冲。图3a为本发明实施例二中提供的一种复位锁定式变频器再启动控制方法的流程图，如图3a所示，该复位锁定式变频器再启动控制方法可以包括：

步骤21、监测到变频器再启动触发事件后，若未到达启动超时时间，则实时监测变频器故障状态。

步骤22、若监测到变频器故障状态为高电平，则控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出连续复位脉冲对变频器故障状态进行复位。

结合图3b和图3c，连续复位脉冲的低电平和高电平时间取决于复位脉间时间Tpulse，Tpulse可以设置为500ms。Tpulse之所以设定为500ms是为了自适应电平复位式和边沿复位式变频器。对于电平复位式变频器，500ms的连续复位脉冲高电平时间，足以满足变频器的复位输入电平判断时间，而对于边沿式复位变频器，由于复位边沿的存在，也会自动复位变频器故障状态。该方法采用自动锁存住变频器故障状态Fault，在Fault为高电平期间内，可连续按照设定的脉宽Tpulse产生边沿复位信号和电平复位信号，自动适应边沿复位式变频器和电平复位式变频器。

步骤23、若监测到变频器故障状态为低电平，则判断是否已对变频器进行过复位。

结合图3b和图3c，当识别到Fault为低电平时，确定变频器故障状态复位成功，随后确定是否已对变频器进行过复位。具体的，若已复位标志ResetFaultFlag的取值不为0，则确定已经对变频器进行过复位，例如ResetFaultFlag的取值为1或2，随后继续执行步骤24；若ResetFaultFlag的取值为0，则确定未对变频器进行过复位，即变频器无故障，随后立即控制ReStart为高电平，且在检测到Run/Stop为高电平(即变频器成功启动)时，控制ReStart为低电平。

步骤24、若已对变频器进行过复位，则经过预设的持续时间后，控制再启动输出为高电平，以对变频器进行再启动。

结合图3b和图3c，在确定对变频器进行过复位时，等待持续时间Thold后，控制ReStart为高电平，这样处理的好处是：等待Thold后，确定是否可靠地复位了变频器的故障，如果在等待的Thold内Fault再次变为高电平，则会重复变频器复位操作，直到Fault再次为低电平再控制ReStart为高电平。

步骤25、若再次监测到变频器故障状态为高电平，则重新控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位，且在变频器故障状态复位成功后，控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。

参考图3c，在对变频器故障状态复位成功并再启动变频器后，仍然继续实时监测变频器故障状态，若再次监测到Fault为高电平，则重新控制ReStart为低电平，并通过ResetFault对变频器故障状态进行复位，且在变频器故障状态复位成功后，控制ReStart为高电平以对变频器进行再启动，即该方法实现了多次对变频器故障状态进行复位以及对变频器进行再启动。

并且，T_CS为整个变频器复位锁定的约束时间，如果在变频器复位和启动过程中，复位变频器的时间超过了T_CS，则放弃复位变频器故障，同时也会放弃再启动变频器。该方法采用超时时间Tcs来控制启动变频器的整个过程时间，避免了由于变频器的故障一直存在或者出现无法启动情况下，超时时间到达可自动退出整个启动过程。Tcs超时时间的设定即可以保证变频器在故障被复位后，可靠启动变频器；又可以确保变频器故障无法复位，控制过程自动退出，保证了可靠性。

综上，参考图3c，变频器故障状态消失后，经过设定的Thold时间后再发出启动命令ReStart，ReStart脉冲的宽度取决于控制技术读取到变频器的Run/Stop状态，如果Run/Stop变为高电平，则ReStart会翻转为低电平。在Fault为高电平期间，按照Tpulse时间连续的产生高低电平越变，高和低电平的维持时间为Tpulse。该连续变化的输出，即可以产生上升沿，同时也会产生高电平，对于边沿复位式变频器和电平复位式变频器都可以实现复位故障状态Fault。该方法采用复位确认时间Thold，在变频器故障状态Fault被故障锁定复位脉冲复位后，经过Thold延时后再输出ReStart输出。此延时过后基本可以确认变频器故障备复位，此时ReStart输出启动变频器；如果在Thold延时内再次出现变频器故障状态Fault，则会再次进入复位锁定状态，输出复位脉冲直至变频器故障状态被复位。

本实施例提供的技术方案，在变频器发生电压扰动停机且电压扰动在设定时间内恢复，再启动变频器时，通过识别并锁定变频器故障状态，采用脉冲及电平相结合的方法来多次复位变频器直至变频器故障状态被复位，即对变频器故障状态锁定输出多次复位脉冲直至变频器故障被复位，且当变频器故障消失后，经过设定复位等待时间后再启动变频器，并且若在设定时间内变频器再次出现故障状态，则再次锁定变频器故障状态输出连续复位脉冲，直到启动变频器超时结束。该方法保证了在设定超时时间内可靠的复位变频器，再启动变频器。并且，该方法既能保证变频器对边沿型和脉冲型复位均可自适应，同时故障锁定技术可充分保证复位变频器故障状态成功。

实施例三

本实施例在上述实施例的基础上具体提供了一种新的复位锁定式变频器再启动控制方法。图4a为本发明实施例三中提供的一种复位锁定式变频器再启动控制方法的流程图，如图4a所示，该复位锁定式变频器再启动控制方法可以包括：

步骤31、逻辑初始化。

步骤32、计算母线电压U_ab、U_bc和U_ca。

步骤33、计算控制电压U_LN。

步骤34、读取变频器运行/停止状态和变频器故障状态。

通过读取Run/Stop和Fault来识别变频器是否正常运行和是否发生了故障。如表1-1所示，当变频器正常运行时，一般Run/Stop为高电平，Fault为低电平；当变频器正常停车时，一般Run/Stop为低电平，Fault为低电平；当变频器故障时，一般Run/Stop为低电平，Fault为高电平。

表1-1变频器状态指示

步骤35、执行变频器防电压扰动准备逻辑。

参考图4b，当同时满足下列条件：母线电压正常，即母线线电压Uab，Ubc，Uca正常，控制电压U_LN正常，同时检测到Run/Stop为高电平，Fault为低电平，经过小延时Tcharge后，变频器防电压扰动逻辑准备完毕。准备逻辑满足后，控制技术会将准备标志ChargFlag设置为1，否则为0。

步骤36、执行电压扰动识别逻辑。

参考图4c，当准备标志ChargFlag设置为1后，实时监视母线电压和控制回路电压是否正常，如果任一电压发生突变，如母线电压升高或降低，控制回路电压降低，并且同时检测Run/Stop为低电平或Fault为高电平，则认为变频器电压扰动停机。在电压扰动允许时间Trd内，如果电压恢复，则认为是电压扰动，可以允许再启动变频器，否则不再启动变频器。允许启动变频器时，将再启动变频器允许标志RestartFlag置为1，否则将RestartFlag置为0。其中，VoltFaultFlag为1时，说明母线电压或控制电压发生了扰动(突变或者幅值上的变化)，当检测到VoltFaultFlag为1后，在设定的电压扰动允许时间Trd内，如果电压恢复正常，则将RestartFlag置为1，否则RestartFlag置为0。

参考表1-2，ResetFault和ReStart用于控制再启动装置的继电器输出，可以分别控制继电器的“分”或“合”，来复位变频器故障状态和启动变频器。具体的，在需要对变频器故障状态进行复位时，控制ResetFault从低电平越变为高电平，此时ResetFault控制的继电器就会差生一个从“分”到“合”，从而控制继电器的输出信号产生一个上升沿，当控制ResetFault输出一个高电平，此时继电器就会一直闭合，产生高电平信号。在需要对变频器再启动时，控制ReStart从低电平越变为高电平，此时ReStart控制的继电器就会差生一个从“分”到“合”，从而控制继电器的输出信号产生一个上升沿，当控制ReStart输出一个高电平，此时继电器就会一直闭合，产生高电平信号。

表1-2控制变频器状态

步骤37、执行复位锁定再启动变频器逻辑，并返回执行步骤32。

具体的，在未到达启动超时时间Tcs，继续实时Fault；若监测到Fault为高电平，则控制ReStart为低电平，并通过ResetFault对变频器故障状态进行复位；若监测到变频器故障状态复位成功，则控制所述ReStart为高电平以对变频器进行再启动。

本实施例提供的技术方案，采用变频器故障复位自动锁存，连续输出复位脉冲，即自动适应了边沿复位式变频器和电平复位式变频器，同时保证了可靠地复位变频器故障状态；采用复位变频器后确认时间Thold延时，确保在复位故障后检测是否可靠地复位了变频器，大大提升了再启动变频器成功概率；采用再启动超时时间Tcs，即能保证变频器故障被复位后能启动变频器，又能保证变频器故障无法复位后，自动退出复位逻辑，防止进入死循环；可充分保证变频器在电压扰动发生后，可靠地复位变频器故障状态再启动变频器。避免了由于电压的不正常扰动造成变频器误停车，给连续生产型企业造成生产中断，进而导致的经济损失和安全事故。

实施例四

本实施例提供了一种复位锁定式变频器再启动控制装置。图5为本发明实施例四中提供的一种复位锁定式变频器再启动控制装置的结构图，如图5所示，该复位锁定式变频器再启动控制装置可以包括：

故障监测模块51，用于监测到变频器再启动触发事件后，若未到达启动超时时间，则实时监测变频器故障状态；

故障复位模块52，用于若监测到变频器故障状态为高电平，则控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位；

变频器再启动模块53，用于若监测到变频器故障状态复位成功，则控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。

示例性的，变频器再启动模块53可以包括：

复位识别单元，用于若监测到变频器故障状态为低电平，则判断是否已对变频器进行过复位；

启动等待单元，用于若已对变频器进行过复位，则经过预设的持续时间后，控制再启动输出为高电平，以对变频器进行再启动。

示例性的，上述装置可以包括：复位超时模块，用于若超过所述启动超时时间，且未检测到变频器故障状态为低电平，则确定变频器复位超时，并放弃复位变频器故障以及放弃再启动变频器。

示例性的，若检测到变频器电压扰动停机，且在预设的扰动允许时间内电压恢复，则产生所述变频器再启动触发事件。

示例性的，采用连续复位脉冲的复位变频器输出。

示例性的，上述装置可以包括：

后续再启动模块，用于在控制再启动输出为高电平，以对变频器进行再启动之后，若再次监测到变频器故障状态为高电平，则重新控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位，且在变频器故障状态复位成功后，控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。

本实施例提供的复位锁定式变频器再启动控制装置，与本发明任意实施例所提供的复位锁定式变频器再启动控制方法属于同一发明构思，可执行本发明任意实施例所提供的复位锁定式变频器再启动控制方法，具备执行复位锁定式变频器再启动控制方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例提供的复位锁定式变频器再启动控制方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种复位锁定式变频器再启动控制方法，包括：

监测到变频器再启动触发事件后，若未到达启动超时时间，则实时监测变频器故障状态；

若监测到变频器故障状态为高电平，则控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位；

若监测到变频器故障状态复位成功，则控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若监测到变频器故障状态复位成功，则控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动，包括：

若监测到变频器故障状态为低电平，则判断是否已对变频器进行过复位；

若已对变频器进行过复位，则经过预设的持续时间后，控制再启动输出为高电平，以对变频器进行再启动。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：

若超过所述启动超时时间，且未检测到变频器故障状态为低电平，则确定变频器复位超时，并放弃复位变频器故障以及放弃再启动变频器。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

若检测到变频器电压扰动停机，且在预设的扰动允许时间内电压恢复，则产生所述变频器再启动触发事件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用连续复位脉冲的复位变频器输出。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，控制再启动输出为高电平，以对变频器进行再启动之后，包括：

若再次监测到变频器故障状态为高电平，则重新控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位，且在变频器故障状态复位成功后，控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。

7.一种复位锁定式变频器再启动控制装置，包括：

故障监测模块，用于监测到变频器再启动触发事件后，若未到达启动超时时间，则实时监测变频器故障状态；

故障复位模块，用于若监测到变频器故障状态为高电平，则控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位；

变频器再启动模块，用于若监测到变频器故障状态复位成功，则控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，变频器再启动模块包括：

复位识别单元，用于若监测到变频器故障状态为低电平，则判断是否已对变频器进行过复位；

启动等待单元，用于若已对变频器进行过复位，则经过预设的持续时间后，控制再启动输出为高电平，以对变频器进行再启动。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，采用连续复位脉冲的复位变频器输出。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，包括：

后续再启动模块，用于在控制再启动输出为高电平，以对变频器进行再启动之后，若再次监测到变频器故障状态为高电平，则重新控制再启动输出为低电平，并通过故障复位输出对变频器故障状态进行复位，且在变频器故障状态复位成功后，控制所述再启动输出为高电平以对变频器进行再启动。