[发明专利]一种高压变频器电网瞬时掉电重启的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压变频器的控制方法，特别是一种高压变频器电网瞬时掉电重启的方法。

背景技术

在大型工业系统中，用高压变频器带动电动机的应用越来越广泛，容量越来越大，关联系统越来越多，要求的等级越来越高，对高压变频器相应的性能要求随之越来越严。

当在高压电源系统进行重合闸，互相投切时，由于高压电网的灭弧，消磁等因素，都会使电网出现短暂的掉电时间间隔。高压变频器为了保护自身或为了不引起更大的事故，在电网掉电时将跳闸停止运行。而有些大型工业系统工艺要求在一定时间内动力系统不能停止，那么在此系统中将无法使用高压变频器。

目前，高压变频器在电网瞬时掉电时将跳闸停止运行，电网恢复正常后需人为重新启动高压变频器。能实现电网瞬时掉电重启功能的高压变频器还未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压变频器电网瞬时掉电重启的方法，该方法通过控制功率单元的PWM波形输出，可解决高压电源系统波动较大，或切换高压电源系统时引起的瞬时掉电保护的问题，实现高压变频器和电机在电网瞬时掉电时的持续稳定运行，并在电网恢复正常时能自动升速至原设定值的目的。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种高压变频器电网瞬时掉电重启的方法，该方法在电网瞬时掉电时，通过控制功率单元的PWM波形输出将电动机状态转变为发电机状态，使能量回馈至高压变频器的功率单元，保持高压变频器功率单元的电容电压；在电网恢复正常时，再将电机的发电机状态转变为电动机状态，转速自动升至原始设定值。

所述的高压变频器为多电平功率单元串联的电压源型移相变频器，负载为大惯性风机类负载。

所述的控制策略是：

1)实时检测电网电压，在电网瞬时掉电时，通过控制功率单元的PWM波形输出将电机从电动机状态转变为发电机状态；

2)在电网瞬时掉电期间，根据功率单元的电容电压，自动调节控制高压变频器输出频率的降频步长，从而自动调节电机能量回馈速度，将功率单元的电容电压稳定维持在正常工作范围内；

3)实时检测电网电压，在电网恢复正常后，迅速通过控制功率单元的PWM波形输出将电机从发电机状态转变为电动机状态，并自动升速至原始设定值。

所述的高压变频器拓扑结构为交-直-交型三相可控整流/单相逆变输出的电压源型变频器，整流侧为三相可控整流桥，将输入的三相交流整流成直流；逆变侧为单相逆变，实现单相可控交流0～950V输出；此变频功率单元能够实现能量的双向流动，电流可从电网经中间直流电容流向电机，也可在电机工作在发电工况时，电流从电机经直流环节的电容流向电网，实现四象限运行控制；其中可控整流器件和逆变器件可以是IGBT、或IGCT、或IEGT、或PP IGBT。

所述的高压变频器拓扑结构为交-直-交型三相二极管不可控整流/单相逆变输出的电压源型变频器，即此变频单元是三相交流输入，单相输出为可控的交流0-950V；其中逆变器件可以是IGBT、或IGCT、或IEGT。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)高压变频器在电网瞬时掉电时不跳闸，仍能利用电机转子系统内的飞轮动能保证变频器持续稳定运行；

2)能实现在大系统中电网瞬时掉电后而动力输入系统不出现极大的振动或崩溃；

3)高压变频器在电网瞬时掉电恢复正常时，对高压变频器、电机及电网冲击小；

4)克服了以往高压变频器在电网瞬时掉电时必须保护停机的局限性；

5)具有大惯量，大功率，大系统中的广泛应用前景。

附图说明

图1是多电平单元串联电压源型高压变频器的系统结构图；

图2是四象限变频功率单元的电路原理图；

图3是两象限或单相限变频功率单元的电路原理图；

图4是高压变频器电网掉电时输出频率调节流程图；

图5是高压变频器电网掉电重启功能子模块流程图。

具体实施方式

一种高压变频器电网瞬时掉电重启的方法，该方法通过控制功率单元的PWM波形输出，实现在电网掉电期间将电动机状态转变为发电机状态，同时稳定维持住高压变频器功率单元的电容电压，从而实现在电网瞬时掉电期间稳定运行高压变频器及电机的目的，进而减小在电网恢复正常时对高压变频器的冲击，能够保持整个系统的连续运行。

该方法在电网瞬时掉电时，将电动机状态转变为发电机状态，使能量回馈至高压变频器的功率单元，在电网恢复正常时，再将电机的发电机状态转变为电动机状态，转速自动升至原始设定值。