CN219499255U - 一种实现变频器故障自动切换工频的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及石油化工企业用的变频器技术领域，特别涉及一种实现变频器故障自动切换工频的装置。该装置的变频器与PLC控制器通讯连接，PLC控制器包括故障判断模块和延时切换模块，所述故障判断模块能够判断变频器故障情况，在发生变频器内部故障时对延时切换模块发出切换工频的信号，在发生变频器外部故障时对控制回路发送闭锁自动切换指令同时对控制回路的外部故障闭锁指示灯HY2发送亮灯指示。本实用新型实现了能够判断变频器故障情况，在变频器发生内部故障时能够自动切换至工频，在变频器发生外部故障时能够闭锁自动切换功能，同时通过指示灯示警，具有延时切换功能，消除电动机残压对工频启动的影响。
Description
技术领域：
本实用新型涉及石油化工企业用的变频器技术领域，特别涉及一种实现变频器故障自动切换工频的装置。
背景技术：
目前，可实现变频器变频故障自动切换至工频的技术较多，不同型号的变频器的控制图纸种类繁多，因此实现变频故障自动切换工频的技术较成熟，但现有技术只有故障后变频器自动切换至工频的功能，而没有变频器发生外部故障时变频器闭锁自动切换功能。在各化工企业内，低压变频器变频/工频自动切换技术则应用较少，个别企业应用于空冷风机类负载。主要原因有：一是变频器切换后，电动机全速运行，在化工企业对压力及流量控制较严格的装置无法及时响应，会引起装置连续波动；二是故障点可能位于负载端，无法将故障及时有效的排查情况下，直接切换，二次合闸在故障点，可能造成电缆或电动机进一步损伤，造成事故扩大化。空冷电动机变频切换至工频，转速提高对生产影响较小，电动机容量小(一般不大于37kW)，切换到故障点后也可迅速跳闸，对电力系统影响较小。因此，在各企业实现变频故障自动切换工频的变频器仅在拖动空冷负载的变频器得到一些应用。
实用新型内容：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种实现变频器故障自动切换工频的装置，该装置实现了能够判断变频器故障情况，在变频器发生内部故障时能够自动切换至工频，在变频器发生外部故障时能够闭锁自动切换功能，同时通过指示灯示警，具有延时切换功能，消除电动机残压对工频启动的影响。克服了现有变频器只有故障后自动切换至工频功能，无外部故障闭锁功能的不足。
本实用新型所采取的技术方案是：一种实现变频器故障自动切换工频的装置，包括主回路的变频回路、主的工频回路和控制回路，主回路的变频回路包括与电动机相连接的变频器，控制回路在变频回路发生故障时能够将主回路自动切换至工频回路；所述变频器与PLC控制器通讯连接，PLC控制器包括故障判断模块和延时切换模块，所述故障判断模块能够判断变频器故障情况，在发生变频器内部故障时对延时切换模块发出切换工频的信号，在发生变频器外部故障时对控制回路发送闭锁自动切换指令同时对控制回路的外部故障闭锁指示灯HY2发送亮灯指示；所述延时切换模块在接收到故障判断模块发出的切换工频的信号时，延时对控制回路发送切换工频的指令；
所述PLC控制器包括开关电源、PLC的输入DI部分、PLC的输出DO部分，所述开关电源的电源接点分别接至所述控制回路的L1相电源的保险FU1输出端及零线N，开关电源输出的直流电源+24V与PLC控制器的直流电源+24V相连，开关电源输出的直流电源0V与PLC控制器的直流电源0V相连；
所述PLC的输入DI部分包括输入接点I-00、I-01、I-02，输入接点I-00与所述控制回路的变频故障中间继电器KA1的常开接点的输出端相联、输入接点I-01与所述控制回路的变频运行中间继电器KA3的常开接点的输出端相联、输入接点I-02与复位按钮常开接点SB3的输出端相联，变频故障中间继电器KA1的常开接点、中间继电器KA3的常开接点、复位按钮常开接点SB3的输入端全部并联，再与开关电源的直流电源+24V及PLC控制器的直流电源+24V并联；
所述PLC的输出DO部分包括输出接点PLC-Y0、PLC-Y1、PLC-Y2，输出接点PLC-Y0的公共端CM0与PLC-Y1的公共端CM1并联，再与开关电源的直流电源+24V及PLC控制器的直流电源+24V并联，PLC-Y0的输出端0-00与第四中间继电器KA7线圈的输入端串联，PLC-Y1的输出端0-01与第五中间继电器KA8线圈的输入端串联，第四中间继电器KA7线圈的输出端与第五中间继电器KA8线圈的输出端并联，再与开关电源的直流电源0V与PLC控制器的直流电源0V并联，PLC-Y2的公共端CM2与所述控制回路的L1相电源的保险FU1输出端、与开关电源交流220V的输入端相连接，PLC-Y2的输出端0-02与外部故障闭锁指示灯HY2串联，外部故障闭锁指示灯HY2输出端接至控制回路零线N；
所述控制回路包括转换开关SA2，转换开关SA2输入端与工、变频切换转换开关SA1的输出端变频位置接点及工频接触器KM2常闭接点输入端相连，SA2的输出端与第五中间继电器KA8常开接点的输入端及工频接触器KM2的常开接点的输入端相连，第五中间继电器KA8常开接点的输出端与工频接触器KM2的常开接点的输出端并联，并与工变频切换转换开关SA1的工频位置接点、工频选择继电器KA2的输入端及工频指示灯HG2的输入端相连；
所述控制回路包括第四中间继电器KA7，第四中间继电器KA7的常开接点与变频器柜起动按钮常开接点1SB0、现场起动按钮常开接点2SB0、工频接触器KM2的常开自锁接点、变频运行的中间继电器KA3的常开自锁接点相并联。
进一步地，所述控制回路为施耐德ATV61及ATV630系列变频器所采用的控制回路。
进一步地，所述延时切换模块在接收到故障判断模块发出的变频器切换工频的信号时，延时5秒对变频器控制回路发送变频器切换工频的指令。
进一步地，所述变频器外部故障包括过负荷故障、相间短路故障、单相接地故障。
进一步地，所述开关电源规格是AC220/DC24，是由交流220V转换为直流24V的开关电源。
本实用新型的有益效果是：
1、PLC控制器采用故障判断模块，能够判断变频器故障情况，在变频器发生内部故障时能够自动切换至工频，在变频器发生外部故障时能够闭锁自动切换功能，同时通过指示灯示警；
2、PLC控制器采用延时切换模块，能够延时切换至工频，消除电动机残压对工频启动的影响。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
图1为本实用新型的示意图。
图2为本实用新型的电路示意图。
具体实施方式：
如图1、图2所示，一种实现变频器故障自动切换工频的装置，包括主回路的变频回路、主的工频回路和控制回路，主回路的变频回路包括与电动机相连接的变频器，控制回路在变频回路发生故障时能够将主回路自动切换至工频回路；所述变频器与PLC控制器通讯连接，PLC控制器包括故障判断模块和延时切换模块，所述故障判断模块能够判断变频器故障情况，在发生变频器内部故障时对延时切换模块发出切换工频的信号，在发生变频器外部故障时对控制回路发送闭锁自动切换指令同时对控制回路的外部故障闭锁指示灯HY212发送亮灯指示；所述延时切换模块在接收到故障判断模块发出的切换工频的信号时，延时5秒对控制回路发送切换工频的指令；
所述PLC控制器包括开关电源16、PLC的输入DI部分、PLC的输出DO部分，所述开关电源16的电源接点分别接至所述控制回路的L1相电源的保险FU1输出端及零线N，开关电源16输出的直流电源+24V与PLC控制器的直流电源+24V相连，开关电源16输出的直流电源0V与PLC控制器的直流电源0V相连；
所述PLC的输入DI部分包括输入接点I-00、I-01、I-02，输入接点I-00与所述控制回路的变频故障中间继电器KA1的常开接点13的输出端相联、输入接点I-01与所述控制回路的变频运行中间继电器KA3的常开接点14的输出端相联、输入接点I-02与复位按钮常开接点SB3 15的输出端相联，变频故障中间继电器KA1的常开接点13、中间继电器KA3的常开接点14、复位按钮常开接点SB3 15的输入端全部并联，再与开关电源16的直流电源+24V及PLC控制器的直流电源+24V并联；
所述PLC的输出DO部分包括输出接点PLC-Y0 10、PLC-Y1 11、PLC-Y29，输出接点PLC-Y0 10的公共端CM0与PLC-Y1 11的公共端CM1并联，再与开关电源16的直流电源+24V及PLC控制器的直流电源+24V并联，PLC-Y0 10的输出端0-00与第四中间继电器KA7线圈7的输入端串联，PLC-Y1 11的输出端0-01与第五中间继电器KA8线圈8的输入端串联，第四中间继电器KA7线圈7的输出端与第五中间继电器KA8线圈8的输出端并联，再与开关电源16的直流电源0V与PLC控制器的直流电源0V并联，PLC-Y2 9的公共端CM2与所述控制回路的L1相电源的保险FU1输出端、与开关电源16交流220V的输入端相连接，PLC-Y2 9的输出端0-02与外部故障闭锁指示灯HY2 12串联，外部故障闭锁指示灯HY2 12输出端接至控制回路零线N；
所述控制回路包括转换开关SA2 2，转换开关SA2 2输入端与工、变频切换转换开关SA1 1的输出端变频位置接点及工频接触器KM2常闭接点输入端相连，SA2 2的输出端与第五中间继电器KA8常开接点5的输入端及工频接触器KM2的常开接点4的输入端相连，第五中间继电器KA8常开接点5的输出端与工频接触器KM2的常开接点4的输出端并联，并与工变频切换转换开关SA1 1的工频位置接点、工频选择继电器KA2 6的输入端及工频指示灯HG2的输入端相连；
所述控制回路包括第四中间继电器KA7，第四中间继电器KA7的常开接点3与变频器柜起动按钮常开接点1SB0 17、现场起动按钮常开接点2SB0、工频接触器KM2的常开自锁接点18、变频运行的中间继电器KA3的常开自锁接点19相并联。
所述控制回路为施耐德ATV61及ATV630系列变频器所采用的控制回路。
所述变频器外部故障包括过负荷故障、相间短路故障、单相接地故障。
所述开关电源16规格是AC220/DC24，是由交流220V转换为直流24V的开关电源。
使用时，在变频器发生内部故障时，故障判断模块对延时切换模块发出切换工频的信号，延时切换模块延时5秒对控制回路发送切换工频的指令，控制回路将主回路切换至工频回路。在变频器发生外部故障时，故障判断模块对控制回路发送闭锁自动切换指令同时对控制回路的外部故障闭锁指示灯HY2 12发送亮灯指示，外部故障闭锁指示灯HY2 12亮灯警示工作人员。
变频器运行期间，电动机转子建立磁场保证电动机异步运行。当变频器故障后，转子磁场反作用定子，使得电动机定子线圈产生残压。若此时工频电压加到定子线圈，若残压与工频电压相角相差较大，会发生短路故障，造成空气开关跳闸，工频启动失败。因此变频故障后，延时切换模块可以设置延时启动，使得电动机惰走逐步消耗掉电动机内部磁场，再次接入工频电压后，电动机可顺利启动。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种实现变频器故障自动切换工频的装置，包括主回路的变频回路、主的工频回路和控制回路，主回路的变频回路包括与电动机相连接的变频器，控制回路在变频回路发生故障时能够将主回路自动切换至工频回路；其特征在于：所述变频器与PLC控制器通讯连接，PLC控制器包括故障判断模块和延时切换模块，所述故障判断模块能够判断变频器故障情况，在发生变频器内部故障时对延时切换模块发出切换工频的信号，在发生变频器外部故障时对控制回路发送闭锁自动切换指令同时对控制回路的外部故障闭锁指示灯HY2(12)发送亮灯指示；所述延时切换模块在接收到故障判断模块发出的切换工频的信号时，延时对控制回路发送切换工频的指令；
所述PLC控制器包括开关电源(16)、PLC的输入DI部分、PLC的输出DO部分，所述开关电源(16)的电源接点分别接至所述控制回路的L1相电源的保险FU1输出端及零线N，开关电源(16)输出的直流电源+24V与PLC控制器的直流电源+24V相连，开关电源(16)输出的直流电源0V与PLC控制器的直流电源0V相连；
所述PLC的输入DI部分包括输入接点I-00、I-01、I-02，输入接点I-00与所述控制回路的变频故障中间继电器KA1的常开接点(13)的输出端相联、输入接点I-01与所述控制回路的变频运行中间继电器KA3的常开接点(14)的输出端相联、输入接点I-02与复位按钮常开接点SB3(15)的输出端相联，变频故障中间继电器KA1的常开接点(13)、中间继电器KA3的常开接点(14)、复位按钮常开接点SB3(15)的输入端全部并联，再与开关电源(16)的直流电源+24V及PLC控制器的直流电源+24V并联；
所述PLC的输出DO部分包括输出接点PLC-Y0(10)、PLC-Y1(11)、PLC-Y2(9)，输出接点PLC-Y0(10)的公共端CM0与PLC-Y1(11)的公共端CM1并联，再与开关电源(16)的直流电源+24V及PLC控制器的直流电源+24V并联，PLC-Y0(10)的输出端0-00与第四中间继电器KA7线圈(7)的输入端串联，PLC-Y1(11)的输出端0-01与第五中间继电器KA8线圈(8)的输入端串联，第四中间继电器KA7线圈(7)的输出端与第五中间继电器KA8线圈(8)的输出端并联，再与开关电源(16)的直流电源0V与PLC控制器的直流电源0V并联，PLC-Y2(9)的公共端CM2与所述控制回路的L1相电源的保险FU1输出端、与开关电源(16)交流220V的输入端相连接，PLC-Y2(9)的输出端0-02与外部故障闭锁指示灯HY2(12)串联，外部故障闭锁指示灯HY2(12)输出端接至控制回路零线N；
所述控制回路包括转换开关SA2(2)，转换开关SA2(2)输入端与工、变频切换转换开关SA1(1)的输出端变频位置接点及工频接触器KM2常闭接点输入端相连，SA2(2)的输出端与第五中间继电器KA8常开接点(5)的输入端及工频接触器KM2的常开接点(4)的输入端相连，第五中间继电器KA8常开接点(5)的输出端与工频接触器KM2的常开接点(4)的输出端并联，并与工变频切换转换开关SA1(1)的工频位置接点、工频选择继电器KA2(6)的输入端及工频指示灯HG2的输入端相连；
所述控制回路包括第四中间继电器KA7，第四中间继电器KA7的常开接点(3)与变频器柜起动按钮常开接点1SB0(17)、现场起动按钮常开接点2SB0、工频接触器KM2的常开自锁接点(18)、变频运行的中间继电器KA3的常开自锁接点(19)相并联。
2.按照权利要求1所述的实现变频器故障自动切换工频的装置，其特征在于：所述控制回路为施耐德ATV61及ATV630系列变频器所采用的控制回路。
3.按照权利要求1所述的实现变频器故障自动切换工频的装置，其特征在于：所述延时切换模块在接收到故障判断模块发出的变频器切换工频的信号时，延时5秒对变频器控制回路发送变频器切换工频的指令。
4.按照权利要求1所述的实现变频器故障自动切换工频的装置，其特征在于：所述变频器外部故障包括过负荷故障、相间短路故障、单相接地故障。
5.按照权利要求1所述的实现变频器故障自动切换工频的装置，其特征在于：所述开关电源(16)规格是AC220/DC24，是由交流220V转换为直流24V的开关电源。
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| CN117060684A (zh) * | 2023-10-11 | 2023-11-14 | 山西美锦氢能开发有限公司 | 一种高压变频器故障自动切工频装置及其工作方法 |
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| CN117060684A (zh) * | 2023-10-11 | 2023-11-14 | 山西美锦氢能开发有限公司 | 一种高压变频器故障自动切工频装置及其工作方法 |
| CN117060684B (zh) * | 2023-10-11 | 2024-01-05 | 山西美锦氢能开发有限公司 | 一种高压变频器故障自动切工频装置及其工作方法 |
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