[實用新型]一種變頻器與電網同步無間隙投切控制系統

有效

• 申請號: 201220496023.2
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN202772819U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 張德寬;張軍軍;喬奕瑋
• 申請（專利權）人: 天津方圓電氣有限公司
• 主分類號: H02P1/26
• 分類號: H02P1/26;H02J3/42
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

技術領域

本實用新型屬于變頻器領域，尤其是一種變頻器與電網同步無間隙投切控制系統。

背景技術

在很多工業現場只需解決異步電機的啟動問題，并不需要變頻實施調速。變頻器在此僅作為啟動裝置以提高啟動轉矩并限制啟動電流，用于替代傳統的軟啟動裝置；當電機達到額定轉速時投切到工頻電網，同時變頻器退出運行。為了保證在任意負載條件下的平滑切換，需增設變頻-工頻切換裝置。變頻-工頻平滑切換以負載擾動最小、切換電流波動最小及電機不間斷工作為最高原則。顯然，只有當變頻器輸出電壓幅值、頻率及相位與電網“完全一致”時才能具備基本切換條件。此外，為使負載電機不受擾動，最好在變頻器退出工作之前投入工頻電網，此時必然涉及變頻器與電網同時給負載電機供電的并聯工況。

目前常用的同步投切系統由于無法解決變頻器輸出與電網直接并聯時的電流控制問題，所以普遍采用有間隙的投切或瞬時同步切換模式并在負載供電缺口和變頻器電流失控的兩個問題上選擇危害較小的方式實施。

發明內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種交流電機由變頻器供電和電網供電之間的無間隙、無沖擊切換的變頻器與電網同步無間隙投切控制系統。

本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種變頻器與電網同步無間隙投切控制系統，包括變頻器、電抗器L、接觸器KM1、接觸器KM2以及交流電動機，三相交流電進線分別與變頻器的輸入端和接觸器KM2連接，變頻器的輸出端與電抗器L的輸入端相連接，電抗器L的輸出端與接觸器KM1連接，接觸器KM1和接觸器KM2的輸出端與交流電動機M連接。

而且，所述的變頻器內部設有邏輯控制電路，該邏輯控制電路包括DSP、電壓檢測電路和接觸器控制電路，DSP與電壓檢測電路相連接實現對交流電網的鎖相同步控制功能，DSP與接觸器控制電路相連接實現對接觸器的投切控制功能。

而且，在接觸器KM1與變頻器之間設有接觸器KM3，在三相交流電進線與接觸器KM2的輸入端之間設有接觸器KM4，所述的接觸器KM3和接觸器KM4分別對接觸器KM1和接觸器KM2進行控制以提高設備通斷能力。

本實用新型的優點和積極效果是：

1、本實用新型給出了一種變頻器與電網同時在線且變頻器輸出電流可控、變頻器延時退出的切換控制系統，完美地實現了變頻器供電與電網供電之間負載無擾動、電機電流無沖擊、供電電壓無間隙的切換功能，經負載實驗證明，負載無沖擊、電機的電壓電流平滑連續，變頻器與電網并網期間電流可控，切換過程安全可靠。

2、本實用新型相對于傳統的同步切換方案，去除了屏外的硬件鎖相電路及PLC設備，其鎖相同步功能通過變頻器內部的檢測電路和數字鎖相環完成，可靠地解決了變頻器與電網并網期間電流控制的問題，并可使變頻器與電網長期并網工作。

3、本實用新型通過切換過程的電流控制策略，有效避免了電源切換過程中的電網沖擊和設備損壞，大大拓展了變頻器的應用領域，具有良好的社會效益和經濟效益。

4、本實用新型結構簡單實用、無需外部增加鎖相電路，降低了系統硬件成本、維護成本，有效增強了系統可靠性,同時，如需遠程控制，可通過變頻器的內部集成的現場總線接口連接遠程控制臺。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路結構圖；

圖2是本實用新型的數字鎖相環原理框圖；

圖3是本實用新型的無間隙切換時序邏輯圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型做進一步詳述。

一種變頻器與電網同步無間隙投切控制系統，如圖1所示，包括變頻器、電抗器L、接觸器KM1、接觸器KM2以及交流電動機，三相交流電進線分別與變頻器的輸入端和接觸器KM2連接，變頻器的輸出端與電抗器L的輸入端相連接，電抗器L的輸出端與接觸器KM1連接，接觸器KM1和接觸器KM2的輸出端均與交流電動機M連接。在變頻器內部設有邏輯控制電路，該邏輯控制電路包括DSP、電壓檢測電路和接觸器控制電路，DSP與電壓檢測電路相連接并且通過DSP內的數字鎖相環軟件實現對交流電網的鎖相同步控制功能，DSP與接觸器控制電路相連接實現對接觸器的控制功能。為了實現大功率電機的控制功能，還可以在接觸器KM1與變頻器之間增加接觸器KM3，在三相交流電進線與接觸器KM2的輸入端之間增加接觸器KM4，接觸器KM3和接觸器KM4，分別控制接觸器KM1和接觸器KM2，從而提高設備通斷能力。