[发明专利]一种变频器同步切换控制方法

说明书

本发明公开了一种变频器同步切换控制方法，在变频器切换过程中，当发出电网与变频器并联输出信号以闭合工频并网开关时，实时检测变频器输出电流、变频器各功率模块直流电压和工频并网开关状态，当变频器输出电流超过设定值或任一变频器功率模块直流电压超过设定值或者接收到工频并网开关闭合反馈信号时，变频器发出停机指令并停止输出，由电网单独供电。本发明的变频器同步切换控制方法具有降低电流冲击，防止电网能量向变频器倒灌等优点。

技术领域

本发明主要涉及变频技术领域，特指一种变频器同步切换控制方法。

背景技术

电机从变频运行切换到工频运行通常有两种方法：

1)非同步切换，变频器拖动电机频率升到50Hz(或略大)后，变频器停机并断开输出开关，延时一定时间等电机剩磁衰减、且转速未降低很多时合闸工频电网开关柜，将电机切入到工频电网运行。但存在切换瞬间对电网的冲击非常大，延时时间不好确定，要求电网容量大等缺点。

2)同步切换，同步切换变频器拖动电机频率升到50Hz后，变频器对输出电压进行锁相，当变频器输出电压和工频电网电压之间的频率、相位、幅值一致时进行切换动作，可有效的降低对电网冲击，实现变频到工频的无扰切换。

目前同步切换比较常见的方法有：

(1)如图1所示，先切后投，当电机频率到50Hz时，断开变频器输出开关，同时对电机感应电动势进行锁相，当电机感应电动势频率、相位、幅值变化到工频电源电压一致时合闸工频电网开关柜，将电机投入到电网运行。但由于各输出开关动作延时，电机转速的衰减，仍会产生较大的冲击电流。

(2)如图1所示，先投后切，变频器使用直接功率控制算法，当电机频率到49.9Hz时，对变频器输出电压和工频电网电压进行锁相，计算它们之间的相位差，然后以一定的速率加速到50Hz，此时变频器输出电压频率、相位、幅值与电网电压一致，再合闸工频电网开关柜使电网与变频器并联输出，然后再通过算法计算，逐步降低变频器输出功率，将电机负载功率逐步向电网转移，最后断开变频器输出开关。此方法算法控制复杂，需要电抗器值较大。如图1所示，变频与工频切换主要由电网、变频器、电抗器、变频器输入开关柜KM1、输出开关柜KM2、工频并网开关柜KM3组成。在实际应用中，电网电压的频率和幅值并非恒定不变，是有一点波动，再加上采样延时、采样误差的存在，很难做到工频电网和变频器输出电源两路电源完全重合。当电压幅值不一致时，两路电源并联输出时，根据欧姆定律：

AI＝ΔU/X_L

其中，ΔU为两路电压的差值，X_L为电抗器的阻抗，Δ_I为两路电源之间的电流，故X_L不变时，越大，ΔI越大。当电压频率不一致时，会导致相位不一致，两路电源并联输出时，电网能量将会倒灌到变频器，引起变频器功率模块直流电压升高，严重时会损坏变频器设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种有效防止电网能量倒灌至变频器的变频器同步切换控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种变频器同步切换控制方法，在变频器与工频电网切换过程中，当发出电网与变频器并联输出信号以闭合工频并网开关时，实时检测变频器输出电流、变频器各功率模块直流电压和工频并网开关状态，当变频器输出电流超过设定值或任一变频器功率模块直流电压超过设定值或者接收到工频并网开关闭合反馈信号时，变频器发出停机指令并停止输出，由电网单独供电。

作为上述技术方案的进一步改进：

在工频电网电源与变频器输出电源之间的相位差小于预设误差值时，发出电网与变频器并联输出信号以闭合工频并网开关。

所述预设误差值为0.1～2度。