CN111371373B - 一种高压变频器从工频无扰切换至变频的控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种高压变频器从工频无扰切换至变频的控制方法，涉及电力电子领域，为了解决高压变频器从工频无扰切换至变频扰动较大的问题，包括电压电流检测模块、信号控制模块、IO控制模块、电流互感器、工频支路接触器、变频器输出接触器之间的控制方法，本申请利用电网电压的检测信号调整变频器的输出工频支路中的电流互感器检测电流判断该支路电流状况，使得切换时达到无电流冲击、平滑快速过渡无转速扰动的控制效果。

Description

一种高压变频器从工频无扰切换至变频的控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种高压变频器从工频无扰切换至变频的控制方法。
背景技术
目前一般普通高压变频器都采用功率单元级联式多电平方式，输入输出具备优质的可变频变压(VVVF)的正弦电压和正弦电流的完美无谐波特性。但整个高压变频系统组成复杂，难免会出现故障，在定时或不定时维修后，需要工频与变频器之间进行不定时的切换，为避免反复停机造成巨大经济损失，高压变频器与工频电源间需要可靠的无扰切换技术。
目前已具备多种工频无扰切换的方法，常用的为在线切换方式，这种方式需要变频器与工频的同时并网共存的过程，在主电路中需加装电抗器，控制复杂，电抗器重量大，设备成本高，体积需要的大；为避免在线切换的控制的难度，减少电抗器成本，对于变频切换至工频的控制方法，已有多种成熟的方式，本发明不再涉及；对于工频切换至变频的控制方法，有的采用工频电源断开后，变频器进行飞车启动的方式，这种方法通常切换速度慢，并且只适用于大转动惯量的负载，或停机速度非常慢的场合，对于现场工艺要求高，电机速度要求变化变化小的场合是根本无法应用的，同时也易造成较大的负载扰动和大的冲击电流。在公开的专利CN110545063A中虽然提到了上述问题，并给出了一种切换控制方法，但在其控制中采用先断开工频接触器，再闭合变频器接触器，然后在使能输出脉冲进入变频控制状态，这种切换方式中需要等待工频接触器确实断开的反馈信号，此时电机、变频的输出和电网没有处于同一“并网”状态，所以仍然存在由于接触器自身的动作时间长，在切换时仍然会存在比较大的速度变化或电流冲击问题，在负载重、负载变化大的场合仍然无法实现“无扰”切换。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种高压变频器从工频无扰切换至变频的控制方法，提供一种既不需要输出电抗器，又能简单可靠地快速实现工频运行切换至高压变频器运行的控制方法。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高压变频器从工频无扰切换至变频的控制方法，包括电压电流检测模块、信号控制模块、IO控制模块、电流互感器、工频支路接触器、变频器输出接触器之间的控制方法，本申请利用电网电压的检测信号调整变频器的输出，工频支路中的电流互感器检测电流判断该支路电流状况，使得切换时达到无电流冲击、平滑快速过渡无转速扰动的控制效果。具体包括以下步骤：
1.通过电压电流检测模块检测电网的电压信号和工频支路的电流信号，对检测到的电压信号进行锁相计算，得到电网当前实际频率、三相基波电压角度和电压幅值，对工频支路检测到的电流信号进行计算当前电流的幅值，并将电压电流模块检测计算后的相关数据发送到信号控制模块；
2.信号控制模块根据电压电流检测模块发来的数据进行处理，并计算出投入高压变频器时所需要输出的频率、调制度和电压基波相角；
3.根据工频切换到变频的要求，高压变频器得到切换指令后，按照信号控制模块计算出的频率、调制度和电压基波相角来启动高压变频器至就绪状态，然后将变频器的工作就绪状态发送到信号控制模块；
4.IO控制模块根据信号控制模块发来的信号闭合变频器输出接触器，此时高压变频实际处于无输出状态；
5.IO控制模块根据信号控制模块发来的信号对工频支路的接触器给出断开指令，同时电压电流检测模块检测工频支路中的电流幅值并发送给信号控制模块，信号控制模块将电流幅值与设定的电流幅值进行比较，此时电机、变频的输出、电网处于同一并网状态；
6.判断检测到的电流幅值是否小于设定的电流幅值，若是，由信号控制模块发出信号给高压变频器，使高压变频器输出，进入变频控制；若不是，说明电机与工频支路之间还没有断开，高压变频器仍处于无输出状态，重新判断检测到的电流幅值是否小于设定的电流幅值，跳回第6步进行判断处理。
进一步地，设定的电流幅值的数值设置为0。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：高压变频器从工频切换至变频时达到无电流冲击和平滑快速过渡无转速扰动的控制效果。
附图说明
以下结合附图对本发明做进一步详细描述。
附图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图1及具体实施例对本发明作进一步的说明。
如附图1所示，一种高压变频器从工频无扰切换至变频的控制方法，包括电压电流检测模块101、信号控制模块102、IO控制模块103、电流互感器106、工频支路接触器105、变频器输出接触器104和高压变频器107之间的控制方法，本申请利用电网电压的检测信号调整变频器的输出，工频支路中的电流互感器检测电流判断该支路电流状况，使得切换时达到无电流冲击、平滑快速过渡无转速扰动的控制效果。为达到上述目的，具体包括以下步骤：
第一步，电压电流检测模块101检测电网的电压信号A和工频支路的电流信号B，对检测到的电压信号A进行锁相计算，得到电网当前实际频率、三相基波电压角度和电压幅值，对工频支路检测到的电流信号B进行计算当前电流的幅值，并将电压电流模块101检测计算后的相关数据发送到信号控制模块102；
第二步，信号控制模块102根据电压电流检测模块101发来的数据进行处理，并计算出投入高压变频器时所需要输出的频率、调制度和电压基波相角；
第三步，根据工频切换到变频的要求，高压变频器107得到切换指令后，按照信号控制模块102计算出的频率、调制度和电压基波相角来启动高压变频器107至就绪状态，然后高压变频器107将变频器的工作就绪状态C发送到信号控制模块102；
第四步，IO控制模块103根据信号控制模块102发来的信号处理后，IO控制模块102发出信号E去闭合变频器输出接触器104，此时高压变频107实际处于无输出状态；
第五步，IO控制模块103根据信号控制模块102发来的信号处理后，IO控制模块103发出信号F去对工频支路的接触器105给出断开指令，同时电压电流检测模块101检测工频支路中的电流幅值并发送给信号控制模块102，信号控制模块102将电流幅值与设定的电流幅值进行比较，设定的电流幅值一般为0，此时电机、变频的输出、电网处于同一并网状态；
第六步，信号控制模块102判断检测到的电流幅值是否小于设定的电流幅值时，如果是，由信号控制模块102发出信号D给高压变频器107允许其输出电压，使高压变频器输出后，进入变频控制；如果不是，说明工频支路中的接触器105还没有断开，跳回第六步重新进行判断处理。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：高压变频器从工频切换至变频时达到无电流冲击和平滑快速过渡无转速扰动的控制效果。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种高压变频器从工频无扰切换至变频的控制方法，包括电压电流检测模块、信号控制模块、IO控制模块、电流互感器、工频支路接触器、变频器输出接触器之间的控制方法，利用电网电压的检测信号调整变频器的输出，工频支路中的电流互感器检测电流判断该支路电流状况，使得切换时达到无电流冲击、平滑快速过渡无转速扰动的控制效果，具体包括以下步骤：(1)通过电压电流检测模块检测电网的电压信号和工频支路的电流信号，对检测到的电压信号进行锁相计算，得到电网当前实际频率、三相基波电压角度和电压幅值，对工频支路检测到的电流信号进行计算当前电流的幅值，并将电压电流模块检测计算后的相关数据发送到信号控制模块；(2)信号控制模块根据电压电流检测模块发来的数据进行处理，并计算出投入高压变频器时所需要输出的频率、调制度和电压基波相角；(3)根据工频切换到变频的要求，高压变频器得到切换指令后，按照信号控制模块计算出的频率、调制度和电压基波相角来启动高压变频器至就绪状态，然后将变频器的工作就绪状态发送到信号控制模块；(4)IO控制模块根据信号控制模块发来的信号闭合变频器输出接触器，此时高压变频实际处于无输出状态；(5)IO控制模块根据信号控制模块发来的信号对工频支路的接触器给出断开指令，同时电压电流检测模块检测工频支路中的电流幅值并发送给信号控制模块，信号控制模块将电流幅值与设定的电流幅值进行比较，此时电机、变频的输出、电网处于同一并网状态；(6)判断检测到的电流幅值是否小于设定的电流幅值，若是，由信号控制模块发出信号给高压变频器，使高压变频器输出，进入变频控制；若不是，说明电机与工频支路之间还没有断开，高压变频器仍处于无输出状态，重新判断检测到的电流幅值是否小于设定的电流幅值，跳回第6步进行判断处理；设定的电流幅值的数值设置为0。
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