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    高壓變頻器高壓瞬間失電的解決辦法

    來源:admin ??發布時間:2018-07-29 13:54

    高壓變頻(frequency conversion)器高壓瞬間失電的解決辦法   1.引言:   在節能降耗、保護環境作為國家工作重點的大環境下,最有效的節能產品(Product)高壓變頻器應用越來越廣,為適應用戶的各種要求,變頻器的功能日趨多樣化,但由于高壓變頻器大多應用于比較重要的場合,此環節出問題(Emerson)會造成不同程度的損失,而在各種應用場所,都存在高壓瞬間失電的情況,如工廠的兩路電源切換,電網出現故障瞬間恢復等,一般的高壓變頻器在輸入電壓跌落超過一定時間或是輸入掉電后變頻器便會保護停機,或者是最多支撐(sustain)運行幾秒鐘后停機,此種現象在我國已發生多起并導致(cause)機組停機。交直流試驗變壓器線圈為同心寶塔形多層圓筒式,低壓線圈在內,高壓線圈在外;外殼為便攜式,具有體積小、重量輕、外形美觀、移動方便等優點。POWERSMART系列高壓變頻器充分研究(research)并考慮了此種因素(factor)的影響(influence),在輸入跌落或者是輸入掉電后,只要是在設定的時間內電壓恢復正常,能自行無沖擊啟動,將電機拖動至運行前的狀態,不會終止后續生產。因此變頻器具有高壓瞬間失電再起動功能是必要的。   

    高壓變頻器高壓瞬間失電的解決辦法

      2. JZE高壓變頻器(Variable-frequency Drive)的控制組成   控制單元柜主要由主控制器、溫控器、風機保護器、人機界面、PL
      C、嵌入式微機、開關電源、EMI模塊、隔離變壓(氣壓變量)器、空氣開關、接觸器、繼電器、模擬(定義:對真實事物或者過程的虛擬)量模塊、開關量模塊等組成。充氣式試驗變壓器是電力設備檢測及預防性試驗所必備的試驗設備。隨著我國電力工業的發展,對試驗變壓器的電壓等級要求也越來越高,而傳統的油浸式試驗變壓器,無論在體積上和重量上還是在性能上都越來越不能滿足現場工作的要求。   主控制器,由總線板、電源單元、CPU單元、接口單元、3個相控單元及開關量、模擬量的輸入、輸出子模塊等組成。它是變頻器的控制重要,由兩片DSP及多片FPG
      A、CLPD等構成,通過(tōng guò)優質光纖將PWM信號傳送到功率單元中,從而實現了高可靠的控制。   溫控器(Thermostat),可以接3個感溫探頭,來測試切分變壓器(Transformer)的溫度,并提供告警或保護節點。   風機保護器,有3臺,用來監控風機的缺相、過流等。其中,接功率單元柜的為2臺,切分變壓器柜1臺。 PLC,內置PID調節模塊和程序,可以實現閉環控制。它還含有模擬量、開關量模塊,其路數可根據用戶要求進行定制。   人機界面,設在控制單元柜前門上,用來提供設置、監視和切換等操作。它分別有數碼(digital)管方式和彩色觸控屏方式兩種,根據用戶需求可進行選配。   
      2. 高壓瞬間失電再起動功能特點   高壓瞬間失電再起動功能應具有以下兩個階段   1.當變頻(frequency conversion)器在運行當中高壓瞬間失電再恢復時間在9秒內,變頻器不停機,當高壓恢復后自動恢復到原設定頻率工作。干式試驗變壓器是采用了線圈環氧真空澆注成型,及CD型鐵芯的新工藝、新材料。與其同容量,同電壓的油侵式試驗變壓器相比,具有重量輕、體積小、造型美觀、性能穩定、使用攜帶方便、無滲漏油等優點。并有效地削弱了漏磁提高了絕緣強度和抗濕能力。特別適用于電力系統及各電力用戶在現場檢測各種電氣設備的絕緣性能,直流耐壓及泄漏電流試驗。是替代目前笨重的油侵式變壓器的首選產品。   2.當變頻器在運行當中高壓瞬間失電再恢復時間超過9秒,在30秒內恢復,變頻器自動重啟動到設定頻率。   九洲電氣PowerSmart6000系列高壓大功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)變頻器具有高壓掉電再恢復功能,可靠保證供電瞬時失電連續運行不跳閘,變頻裝置瞬時失電后的5個周波之內,變頻器運行不受任何影響;如果超過5個周波,在9秒內,變頻器自動降額運行,待輸入電壓恢復正常后,自動重新提升輸出頻率到給定值。實現此功能控制系統必須采用UPS不間斷電源供電,用于在任何狀態下,保持控制電源供電穩定。UPS同時用于給功率單元內的控制板電源,在高壓失電后,控制板可以繼續保持運行。在變頻器短時高壓失電時,系統快速調節變頻器的運行頻率,使其在短時間內下降到電機現有轉速的同步頻率,再從快速下降狀態調節為PID控制狀態,動態調節頻率下降速率,將電機從異步電動機的運行狀態轉變為異步再生發電機的狀態,將電機轉子(rotor)存儲的飛輪動能轉變為電能。在變頻器失電其間,保持電機再生異步發電機狀態運行,轉子中的飛輪動能轉換為電能維持系統的消耗。將電容陣列電壓作為關鍵進程點,通過對變頻器輸出頻率下降的速率調節,使電容陣列電壓保持在額定狀態。在變頻器高壓電源恢復后,變頻器自動跟蹤將輸出頻率快速向上調節,當測定電流方向變化時,穩定頻率輸出延時,防止系統振蕩,最終將頻率升到失電前的數值。如果在高壓電源長時間超過9秒失電的情況下,變頻器自動停機,并輸出報警。此時進入第二判據,30秒內高壓是否恢復,如果高壓恢復,則自動重啟動變頻器恢復到原設定頻率工作,此種情況下對于大慣性負載(load),電機處在旋轉狀態,變頻器必須具有飛車啟動功能才能實現。   對于第一階段,需要在DSP內編程控制,第二階段則可以通過PLC編程實現。   3.飛車啟動功能原理   九州電氣變頻器高壓變頻器飛車啟動功能采用的是無速度矢(shǐ)量傳感器的方式方法。我們采用的是把電機加入搜索電壓后產生的定子(組成:定子鐵芯、定子繞組和機座)電流通過矢量分解,取出轉矩電流分量,借觀測轉矩電流分量間接觀測轉子頻率來實現。當定子旋轉磁場速度與電機轉子速度相同時,電機轉子速度既為同步轉速。此時,轉矩電流分量理論上應等于零。但實際終在電機轉子頻率的搜索過程(guò chéng)中,旋轉磁場角頻率是變化的。而矢量變換分解轉矩電流的變換關系式是對某一角頻率而言的,頻率搜索時變化補償也不可能無窮小,所以應按轉矩電流分量接近于零搜索。即按轉矩電流分量來搜索,給定一個最小轉矩電流比較值。因為電機定子旋轉磁場速度低于電機定子速度時,電動機處于發電狀態,電機轉子將向定子側反送能量給變頻器電容充電,使變頻器電容電壓泵升過壓,故搜索頻率過程必須從高于電機轉子頻率起。在變頻器飛車啟動電機的過程中,可以看到,啟動后變頻器的實際頻率為50Hz,迅速下降,并處于運行未接通狀態,到某一頻率時接通,此時即為變頻器已經搜索到電機實際運行頻率,并控制電機運行。在某些情況下,電機轉子自由旋轉轉向可能與正常運行方向相反,變頻器還需要有雙向搜索功能,當按正常方向的50Hz起一直到0Hz都搜索不到最小轉矩電流,則啟動反向搜索過程,搜索到電機轉子頻率后,先降速到0Hz再正向加速到給定頻率。   在搜索過程中從高于電機轉子的頻率起,如果直接按V/F曲線(Curve)間輸出滿度電壓,類似于全壓直接啟動,電流與轉矩沖擊極大。因此電壓取低于滿度電壓的電壓輸出,搜索成功后再使電壓慢慢回升到此頻率下的滿度電壓。即弱化電壓限制電流與轉矩沖擊。具有上述飛車啟動功能后,使得高壓掉電再起動功能的實現成為可能。 3.PLC編程   JZE變頻器采用西門子S2-200 系列可編程控制器,主要包括C226、em223、em235模塊組成,要實現此功能,只需在變頻器高壓失電檢測(檢查并測試)繼電器上取一常閉觸點送給PLC,作為高壓失電、得電信號。當高壓失電時,失電信號送給plc,PLC接受信號后啟動定時器,同時屏蔽高壓失電跳閘輸出,進行停機判斷,如果停機并且當計時大于9秒小于30秒時高壓恢復,變頻器自動復位,并進行變頻器故障判斷,如果無故障,變頻器啟動。   
      4. 人機界面設計   在觸摸屏上創建如圖界面,由于變頻(frequency conversion)器應用場所不同,有些時候并需要高壓失電再起功能,因此,此功能設置開啟和關閉按鈕以方便用戶操作,當點擊開啟按鈕時,程序(procedure)設定開啟飛車啟動功能,同時置位plc內再啟動功能程序段,使在啟動程序有效,開啟高壓失電再啟動功能。當點擊&lsquo關閉&rsquo按鈕時則關閉飛車啟動功能,跳過plc再啟動功能程序段,從而關閉高壓失電再啟動功能。   3總結:   高壓變頻器的可靠性是任何應用場合都必須具有的,而高壓失電再啟動功能的實現,極大地方便了用戶的需要,尤其在非常重要的場所,使得用戶整個系統的可靠性有所提高,在實際應用意義重大。

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