CN219740037U - 一种级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统，包括交流电网、第一和第二变频器、主电机M1和M2、备用电机M3、三个高压开关柜1QF3~QF以及接触器KM1~KM8，1QF的输出端经接触器KM1与第一变频器的输入端相连接，第一变频器的输出端经接触器KM3、KM4的常开点分别与主电机M1和M3的输入端相连接，1QF的输出端经接触器KM2与主电机M1相连接；高压开关柜2QF和第二变频器的接线方式相对应。本实用新型的切换系统，可最大限度地避免现场设备停机，避免了设备停机所造成的损失，且自动化程度高，降低了现场维护量，带来可观的效益，值得大力推广。

Description

一种级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统

技术领域

0001.本实用新型涉及一种两个变频器驱动三个电机的切换系统，更具体的说，尤其涉及一种级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统。

背景技术

0002.目前，国内高压变频器常用现场为一拖一和一拖二的机型，或者变频器手动备用的机型，对于现场工况的适应性有限，无法应对变频器维修，电机损坏等影响现场运行的复杂情况，无法及时有效的快速处理现场的特殊情况，还造成变频器资源浪费。级联式高压变频器二拖三无电抗器无扰切换装置避免了此类情况，一台变频器可任意设置拖动三台电机，并且变频器互为备用，更具备经济实用型。

0003.现场采用双台一拖三的技术。采用变频调速启动，启动时具有良好的静、动态性能，即使是在低速情况下也能随意调节电动机转矩，能以恒转矩启动电动机，启动电流可以限制在额定电流以下。传统一拖N的主回路只能实现电机的备用，或者变频备用只能手动待机，但是无法应对突发损坏情况，本文中的设计在实现共用电机的同时，还实现了变频器的相互快速备用。变频无扰转工频的功能支持所有的电机回路，电机的工频运行，最大限度保证了现场生产平稳，同时降低了能耗。现场实际应用表明，利用本文中的技术先进、成熟可靠的高压变频调速系统拖动系统，可大大提高现场控制自动化程度，降低现场维护量，带来可观的效益，值得大力推广。

发明内容

0004.本实用新型为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统。

0005.本实用新型的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统，包括交流电网、第一变频器、第二变频器、主电机M1、主电机M2、备用电机M3、三个高压开关柜以及接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8，三个高压开关柜分别为高压开关柜1QF、2QF和3QF，三个高压开关柜的输入端均接于交流电网上；其特征在于：高压开关柜1QF的输出端经接触器KM1的常开点与第一变频器的输入端相连接，第一变频器的输出端经接触器KM3的常开点和接触器KM4的常开点分别与主电机M1和备用电机M3的输入端相连接，高压开关柜1QF的输出端经接触器KM2的常开点与主电机M1的输入端相连接；高压开关柜3QF的输出对备用电机M3供电；

所述高压开关柜2QF的输出端经接触器KM6的常开点与第二变频器的输入端相连接，第二变频器的输出端经接触器KM8的常开点和接触器KM5的常开点分别与电机M2和备用电机M3的输入端相连接。

0006.本实用新型的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统，所述主电机M1、主电机M2和备用电机M3的电源输入端上分别设置有隔离闸刀QS1、隔离闸刀QS2和隔离闸刀QS3。

0007.本实用新型的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统，所述高压开关柜1QF和高压开关柜2QF的输出端上均设置有电流互感器CT1和电流互感器CT2，高压开关柜3QF的输出端上设置有电流互感器CT3和电流互感器CT4；所述第一变频器和第二变频器的输入端上均设置有电流互感器TA1和电压检测板，第一变频器和第二变频器的输出端上均设置有电流互感器TA2和电流互感器TA3。

0008.本实用新型的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统，所述第一变频器和第二变频器均由移相变压器和功率单元构成，移相变压器的输入端为第一变频器和第二变频器的输入端，移相变压器的输出端与功率单元的输入端相连接，功率单元的输出为第一变频器和第二变频器的输出端。

0009.本实用新型的有益效果是：本实用新型的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统，高压开关柜1QF和2QF的输出经第一、第二变频器分别与主电机M1和主电机M2进行变频控制，且第一、第二变频器的输出分别经接触器KM4和接触器KM5与备用电机M3相连接，高压开关柜1QF、2QF的输出经接触器KM2和接触器KM7分别与主电机M1和主电机M2相连接，不仅使得第一变频器与第二变频器互为备用、备用电机M3为主电机M1和M2的备用，而且KM2和KM7的常开点电路还分别形成了主电机M1和主电机M2的工频供电电路，这样，当两个变频器中的一个出现故障时，则切换至另一个变频器控制当前电机的运行；当两个变频器都处于工作状态的情况下，其中一个变频器出现故障，则将未出现故障的变频器所控制的电机切换至工频供电，由未出现故障的变频器来替代出现故障变频器，可见，本实用新型的二拖三无电抗器无扰切换系统，可最大限度地避免现场设备停机，避免了设备停机所造成的损失，且自动化程度高，降低了现场维护量，带来可观的效益，值得大力推广。

附图说明

0010.图1为本实用新型的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统的控制电路图。

0011.图中：1交流电网，2第一变频器，3第二变频器，4主电机M1，5主电机M2，6备用电机M3，7高压开关柜1QF，8高压开关柜2QF，9高压开关柜3QF，10电压检测板；QS1、QS2和QS3均为隔离闸刀，CT1、CT2、CT3、CT4、TA1、TA2和TA3均为电流互感器。

具体实施方式

0012.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

0013.如图1所示，给出了本实用新型的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统的控制电路图，其由交流电网1、第一变频器2、第二变频器3、主电机M1、主电机M2、备用电机M3、高压开关柜1QF、高压开关柜2QF、高压开关柜3QF以及交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8构成，交流电网1用于提供电机运行所需的交流电，高压开关柜1QF、2QF和3QF的交流电源输入端均接于交流电网上。

0014.所示高压开关柜1QF的输出端经接触器KM1的常开点与第一变频器2的输入端相连接，第一变频器2的输出端依次经接触器KM3的常开点和隔离闸刀QS1接于主电机M1的电源输入端上，同时，第一变频器2的输出端还依次经接触器KM4的常开点和隔离闸刀QS3接于备用电机M3的电源输入端上。这样，在第一变频器2工作状态下，将接触器KM3的常开点闭合、隔离闸刀QS1闭合，而保持KM4的常开点断开，即可实现第一变频器2对主电机M1的变频驱动；保持接触器KM3常开点断开，而接触器KM4的常开点闭合、隔离闸刀QS1闭合，即可利用第一变频器2对备用电机M3进行变频控制。

0015.所示高压开关柜1QF的输出端经接触器KM2的常开点和隔离闸刀QS1接于主电机M1的电源输入端上，这样，接触器KM2的常开点所在的电路就形成了对主电机M1进行工频供电的回路，当第一变频器2需要替代第二变频器3工作，而主电机M1又处于第一变频器2控制运行的情况下，在满足条件的情况下，可以将主电机M1切换至接触器KM2所在的工频供电回路供电。

0016.同样地，所示的高压开关柜2QF的输出端经接触器KM6的常开点接于第二变频器3的输入端，第二变频器3的输出端经接触器KM8的常开点和隔离闸刀QS2接于主电机M2的输入端上，同时，第二变频器3的输出端还经接触器KM5的常开点和隔离闸刀QS3接于备用电机M3的电源输入端上。这样，在第二变频器3运行下，通过闭合接触器KM8的常开点和隔离闸刀QS2，实现第二变频器3控制主电机M2的运行；通过闭合接触器KM5的常开点和隔离闸刀QS3即可控制备用电机M3的运行。

0017.同样地，所示高压开关柜2QF的输出还经接触器KM7的常开点和隔离闸刀QS2接于主电机M2的电源输入端上，在第二变频器3控制主电机M2运行的情况下，如果需要利用第二变频器3替代出现故障的第一变频器2，则在条件允许的情况下，闭合接触器KM7的常开点，将主电机M2切换至工频供电电路，使其在工频状态下运行。

0018.所示备用电机M3与高压开关柜3QF的输出端，可见，主电机M1、主电机M2和备用电机M3分别采用独立的高压开关柜供电，使其在切换时不存在相互干扰。

0019.所示高压开关柜1QF和高压开关柜2QF的输出端均设置有电流互感器CT1和CT2，高压开关柜3QF的输出端设置有电流互感器CT3和CT4，以实现对三个高压开关柜输出三相电的电流信号进行检测。所示第一变频器2和第二变频器3的输入端设置有电流互感器TA1和电压检测板10，以实现对变频器输入端的电压和电流信号进行检测，第一变频器2和第二变频器3的输出端均设置有电流互感器TA2和TA3，以实现对变频器输出电流信号的检测。

0020.所示第一变频器2和第二变频器3均由移相变压器和功率单元构成，移相变压器的输入端形成第一变频器2和第二变频器3的输入端，移相变压器的输出端与功率单元的输入端相连接，功率单元的输出端形成第一变频器2和第二变频器3的输出端。功率单元采用级联式，以满足高电压输出的要求。

0021.为了便于描述，分别将主电机M1、主电机M2和备用电机M3分别称为1#电机、2#电机和3#电机，第一变频器2和第二变频器3分别称为1#变频器和2#变频器。本实用新型的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统的工作原理如下：

1#变频器启动1#电机：现场首先手动合闸QS1隔离开关，变频器上控制电，检测到隔离开关闭合、变频系统本身无故障、无急停、存在工艺允许等条件均满足的时候，送出“合闸允许”信号，现场接收到“合闸允许”信号之后，1QF可以合闸操作，同时1QF高压开关柜会反馈信号“高压就绪”。变频器系统检测到“高压就绪”信号及选择的电机编号之后，确定系统本身无故障，外部条件均满足的情况下，对应的主回路中的KM1进行合闸，延时1.5s将KM3进行合闸，此时送出“变频就绪”信号，现场接收到变频就绪信号之后，远程或者本地点击开机信号，变频器运行。现场若需要转工频的功能，只需外部给定转工频信号，变频器接收到信号之后，自动升频至工频，同时主控开始进行锁相操作，等待锁相完成，KM2合闸，同时KM3分闸，KM1分闸，转工频完成。现场需要工频转变频，核实QS1处于合闸位置，变频器本身无故障，外部给定转变频信号，变频器会自动检测当前电机的转速，执行飞车启动，输入输出接触器合闸，变频器自动开机，实现无扰转换变频。

0022.1#变频器启动2#电机：现场首先手动合闸QS2隔离开关，变频器上控制电，检测到隔离开关闭合、变频系统本身无故障、无急停、存在工艺允许等条件均满足的时候，送出“合闸允许”信号，现场接收到“合闸允许”信号之后，1QF可以合闸操作，同时1QF高压开关柜会反馈信号“高压就绪”。变频器系统检测到“高压就绪”信号及选择的电机编号之后，确定系统本身无故障，2#变频器未就绪、其他外部条件均满足的情况下，对应的主回路中的KM1进行合闸，延时1.5s后将KM4、KM5、KM8进行合闸，此时送出“变频就绪”信号，现场接收到变频就绪信号之后，远程或者本地点击开机信号，变频器运行。现场若需要转工频的功能，只需外部给定转工频信号，变频器接收到信号之后，自动升频至工频，同时主控开始进行锁相操作，等待锁相完成，KM7合闸，同时KM4、KM5、KM8分闸，KM1分闸，转工频完成。现场需要工频转变频，核实QS2处于合闸位置，变频器本身无故障，外部给定转变频信号，变频器会自动检测当前电机的转速，执行飞车启动，输入输出接触器合闸，变频器自动开机，实现无扰转换变频。

0023.1#变频器启动3#电机：现场首先手动合闸QS3隔离开关，变频器上控制电，检测到隔离开关闭合、变频系统本身无故障、无急停、存在工艺允许等条件均满足的时候，送出“合闸允许”信号，现场接收到“合闸允许”信号之后，1QF可以合闸操作，同时1QF高压开关柜会反馈信号“高压就绪”。变频器系统检测到“高压就绪”信号及选择的电机编号之后，检测KM5是否处于分闸状态，在确定系统本身无故障，外部条件均满足的情况下，对应的主回路中的KM1进行合闸，延时1.5s将KM4进行合闸，此时送出“变频就绪”信号，现场接收到变频就绪信号之后，远程或者本地点击开机信号，变频器运行。现场若需要转工频的功能，只需外部给定转工频信号，变频器接收到信号之后，自动升频至工频，同时主控开始进行锁相操作，等待锁相完成，3QF合闸，同时KM4分闸，KM1分闸，转工频完成。现场需要工频转变频，核实QS3处于合闸位置，变频器本身无故障，外部给定转变频信号，变频器会自动检测当前电机的转速，执行飞车启动，输入输出接触器合闸，变频器自动开机，实现无扰转换变频。

0024.2#变频器选择电机启动过程同1#变频器。

0025.当检测到当前运行电机回路时，会激活相应的变频器报警信息，保证变频器选择不同回路时存在不同的报警应对策略。

0026.可见：当1#变频器拖动一台电机运行时，例如拖动1#电机，便设定2#变频器的电机编号为3#备选电机。当1#变频器故障时，此时1#变频器会脱开主回路中的接触器，2#变频器判断1#变频器的状态，并接收到1#变频器的故障信号，2#变频器马上会闭合主回路中的接触器并开机运行，最大限度的保证了电机的稳定运行。同时变频器还兼具故障转工频的能力，也可以进行设置1#变频器当发生故障的时候直接将1#电机转移至工频运行。

0027.当1#变频器和2#变频器各拖动一台电机运行时，若1#变频器发生故障，变频器率先向现场操作台发出故障信号，并尝试进行故障转工频，此时 2#变频器也判定1#变频器的运行状态和接收到故障信号后，进行判定，若是1#变频器可以故障转工频成功则2#变频器不执行动作，若是动作失败，2#变频器直接会直接将2#电机转移到工频运行，准备拖动3#电机并发出准备信号，等待现场确认现场满足条件，直接点击开机即可。

0028.以上的操作逻辑基于变频器发生故障时同时切换掉变频器和电机，启用保证正常的设备来执行，最大限度降低现场处理时间，保证现场安稳运行。

Claims (4)

1.一种级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统，包括交流电网（1）、第一变频器（2）、第二变频器（3）、主电机M1（4）、主电机M2（5）、备用电机M3（6）、三个高压开关柜以及接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6、KM7、KM8，三个高压开关柜分别为高压开关柜1QF、2QF和3QF，三个高压开关柜的输入端均接于交流电网上；其特征在于：高压开关柜1QF（7）的输出端经接触器KM1的常开点与第一变频器的输入端相连接，第一变频器的输出端经接触器KM3的常开点和接触器KM4的常开点分别与主电机M1和备用电机M3的输入端相连接，高压开关柜1QF的输出端经接触器KM2的常开点与主电机M1的输入端相连接；高压开关柜3QF（8）的输出对备用电机M3供电；

所述高压开关柜2QF（9）的输出端经接触器KM6的常开点与第二变频器的输入端相连接，第二变频器的输出端经接触器KM8的常开点和接触器KM5的常开点分别与电机M2和备用电机M3的输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统，其特征在于：所述主电机M1（4）、主电机M2（5）和备用电机M3（6）的电源输入端上分别设置有隔离闸刀QS1、隔离闸刀QS2和隔离闸刀QS3。

3.根据权利要求1或2所述的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统，其特征在于：所述高压开关柜1QF（7）和高压开关柜2QF（9）的输出端上均设置有电流互感器CT1和电流互感器CT2，高压开关柜3QF（8）的输出端上设置有电流互感器CT3和电流互感器CT4；所述第一变频器（2）和第二变频器（3）的输入端上均设置有电流互感器TA1和电压检测板（10），第一变频器和第二变频器的输出端上均设置有电流互感器TA2和电流互感器TA3。

4.根据权利要求1或2所述的级联式变频器二拖三无电抗器无扰切换系统，其特征在于：所述第一变频器（2）和第二变频器（3）均由移相变压器和功率单元构成，移相变压器的输入端为第一变频器和第二变频器的输入端，移相变压器的输出端与功率单元的输入端相连接，功率单元的输出为第一变频器和第二变频器的输出端。