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1、江苏国网自控科技股份有限公司江苏国网自控科技股份有限公司?变频器 变频器是交流电气传动系统的一种 是将交流工频变频器是交流电气传动系统的一种,是将交流工频 电源转换成电压、频率均可变的适合交流电机调 速的电力电子变换装置英文简称VVVF 速的电力电子变换装置，英文简称VVVF ( Variable Voltage Variable Frequency） 变频器的控制对象?变频器的控制对象 三相交流异步电机和三相交流同步电机，标准适配 电机极数是2/4极电机极数是2/4极?变频器的分类方法有多种；?变频器的分类方法有多种；?按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器 和电流型变频器和电流型变频
2、器；?按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、 PWM控制变频高载频PWM控制变频PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；?按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转 差频率控制变频器和矢量控制变频器等；?按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用高专 变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。交流低压交直交通用变频器系统框图交流低压交直交通用变频器系统框图整流部分储能环节逆变部分M部节部交流直流直流交流控制系统?ACS800变频器典型端 子定义：子定义： 控制端子：DI1DI6可 以采用宏定义进行更改 启/停/反转或启动/停止，正/反转或 复位错误信号。 由于其控制电源取自由
3、于其控制电源取自 变频器内部电源，当母 线电压降低到一定程度 时该DC24V也停止输时，该DC24V也停止输 出。 ?故障继电器输出：不仅在变频器故障时动作在变频器故障时动作，在变频器的直流电容未储满前，该继电器也动作。作。ACS800变频器典型控制图?典型控制方式统计说明： 1，一般均采用电平式控制方式，采用中间继电器接 点来输入到DI中，DI供电采用变频器内部电源。 2启动回路受控于变频器的故障输出如果变频器的2，启动回路受控于变频器的故障输出，如果变频器的故障有输出，切断启动/停止中间继电器电源，使变频器停机。 3启动/停止控制或正反转控制均采用变频器的内部自3，启动/停止控制或正反转控
4、制均采用变频器的内部自产24V供电。 4，调速控制多采用420mA由DCS来进行调速，启停采用DI采用DI。 5，一般都未设计远程复位错位信号（极少数有），而多数采用面板复归方式。多数采用面板复归方式?电压扰动对变频器的影响主要有： 电浪或反馈1，电网浪涌过电压或制动反馈。 2，电网缺相或电压过低。 3控制电源欠电压3， 控制电源欠电压。 注意：对于1，2变频器的判断是判断其中间整流的直流 电压水平。电压水平。 欠压跳闸伐值一般是0.65U1min，对于400V,500V单元 U1min为380V，对于690V单元，U1min为525V。所以 对于400V 500V单元DC334V跳对于690
5、V单元对于400V,500V单元DC334V跳闸，对于690V单元 DC461V跳闸。 过电压跳闸极限一般是1 3*1 35U1max对于400V 单过电压跳闸极限般是1.3 1.35U1max，对于400V, 单 元U1max为415V，对于500V单元，U1max为500V。 所以对于400V单元DC728V跳闸，对于对于500V单元 DC877V跳闸DC877V跳闸。?变频器过电压扰动停机： 变频时主会起变频储变频器出现过压时，主要会引起变频器的储 能电容电压上升。如果上升过高会引起高压电容 爆炸或整流桥烧毁后果严重爆炸或整流桥烧毁，后果严重。 变频器判断直流电压上升到一定值后，跳闸 功
6、能启动将停止变频器输出防止引起电机过功能启动，将停止变频器输出，防止引起电机过 压烧毁。当系统电压恢复正常时，由于高压电容 无法经过整流桥将电压反馈回系统又由于停机无法经过整流桥将电压反馈回系统，又由于停机 无法将电压释放到负载，只能通过自身放电回路 自由放电此时变频器的故障输出继电器动作自由放电，此时变频器的故障输出继电器动作， 不允许启动变频器，只有等电容电压降低到允许 值时才可复归，再启动变频器。值时才可复归，再启动变频器。?变频器缺相或欠电压扰动停机： 当系统缺相或电压降低时，主要体现在直流 电压降低，并且会引起逆变元件过流，容易烧毁 IGBT。 变频器判断出其储能部分电压降低到一定伐
7、变频器判断出其储能部分电压降低到定伐 值后，变频器停止工作，并且故障继电器输出， 禁止变频器再启动。当母线电压恢复后，其储能禁止变频器再启动。当母线电压恢复后，其储能 电容充电，充到允许值后，故障继电器返回，此 时可以重新启动变频器。时可以重新启动变频器。?控制电源欠压扰动停机： 当变频器的控制电源出现欠压扰动，会引起 变频器的启动回路中的中继继电器释放。由于一 般变频器的启动/停止控制采用的是电平方式，因 此会导致变频器失去启动信号而停车。车 变频器停车后，此时变频器的直流电压有可 能降低，也有可能不降低。那么故障继电器有可能降低，也有可能不降低。那么故障继电器有可 能动作也有可能不动作。此
8、时启动变频器，如故 障继电器未动作可在控制电压恢复时立即启动障继电器未动作可在控制电压恢复时立即启动， 如果故障继电器出口，则需要带直流电压恢复， 且故障出口返回后才能启动变频器且故障出口返回后，才能启动变频器。?目前采用的防止电压扰动变频器停车的技术方案： 1，变频器失压自动复位。 2，动能缓冲功能PRT 。，动能缓冲功能 3，直流支撑。 4控制电失压再启动4，控制电失压再启动。?变频器欠压，过压故障自复位： 变频器具有欠压，过压自动复位功能，当系 统发生欠压，过压故障时，变频器故障输出，此 时变频器停车，当过压或欠压在设定的时间和次 数内恢复后，此时变频器可以自动的复位故障信复复障 号输出
9、，此时如果启动信号一直存在，则可以立 即重新启动变频器。即重新启变频?变频器动能缓冲功能PRT： 由于被驱动的负载存在动能 瞬时的电源故障不致由于被驱动的负载存在动能,瞬时的电源故障不致 使直流回路的电压降低太多,动能缓冲功能用于躲过 时间短暂的电源故障。以西门子440变频器为例,在发 生瞬时失压时,直流母线电压VDC下降,当直流母线电 压下降到动能缓冲激活阀值时,动能缓冲功能激活,接 通直流母线 利用电动机及所带负载的高转速大惯通直流母线,利用电动机及所带负载的高转速、大惯 性,把再生能量回馈到传动变频器,短时间维持直流母 线电压,防止变频器跳闸。当电源恢复,再从电网侧获 得能量 直流母线电
10、压上升当直流母线电压大于动得能量,直流母线电压上升。当直流母线电压大于动 能缓冲动作阀值的电压量,达到变频器额定电压的5% 时,动能缓冲功能关闭,然后传动变频器的输出频率沿时,动能缓冲功能关闭,然后传动变频器的输出频率沿 由斜坡函数发生器确定的斜坡恢复到所选择的定值。?直流电压支撑： 容量较大变频其直流是有对于容量较大的变频器，其直流电压是具有 外引端子的，如果当系统欠压，可通过直流电源 （般采用直流屏）对变频器的直流电压提供支（一般采用直流屏）对变频器的直流电压提供支 撑，使变频器继续工作。直流支撑电压一般低于 变频器电压正常时的直流电压使后备支撑直流变频器电压正常时的直流电压，使后备支撑直
11、流 电压不对变频器输出，变频器只使用系统提供电 压只有当直流电压降低到一定程度时直流支压，只有当直流电压降低到定程度时，直流支 撑电压才会对变频器提供直流能量，使负载继续 运行，当系统电压恢复，变频器会继续从系统吸运行，当系统电压恢复，变频器会继续从系统吸 取能量，而支撑直流电压停止输出能量。?控制电压失压再启动： 当变频器的控制回路电压发生跌落时，变频 器的启动中继继电器可能由于失压释放，进而导 致变频器停车。为了防止此问题产生，需要增加 一个设备，其设备监测变频器的运行状态和控制制 电压，当变频器运行由于控制电压突然跌落造成 变频器停车，此设备监测变频器的控制电压是否变频停车备变频的制是否
12、 在设定时间内恢复，如果恢复，则输出一个节点， 此节点可以替代按钮来启动变频器，使变频器自节点可替代按钮来启动变频器，使变频器自 动启动。技术 方案变频器自复 位动能缓冲技术 方案变频器自复 位动能缓冲 PRT直流支撑控制电失压再 启动直流支撑控制电失压再 启动方案 优点无需投资设备， 利用变频器自 身自动复位功 使障无需投资设备， 利用其电机的 能量反馈抵抗 降采用直流支 撑，可使设 备在电压降 大再控制电压跌落， 引起意外停机时， 可自动启动变频器。 能，使故障输 出继电器自动 返回电压短时降低低过大时， 使变频器连 续运行。 方案 缺陷故障继电器输 出后，运行/停 止中间继电器此功能和负
13、荷 特性有关，重 载设备可能无需要按负载 的1.1倍容量 考虑直流能只考虑了控制电压 的跌落，变频器的 停机有可能是过压， 已经释放，此 时需要人工再 启动变频器。法反馈多少电 能，只是降低 了低压跳闸伐 值缓冲时量，需要投 入大量蓄电 池组，投资 大占多缺相（或非控制相 电压跌落）等造成， 如果只判断控制电 法满需求值，缓冲时间 短。大，占地多， 可维护性差。压，无法满足需求。投资无无大小投资 成本?我公司在综合各种方案的优缺点的基础上，研发 了款全面监测变频器系统电压和控制电压扰动了一款全面监测变频器系统电压和控制电压扰动， 并带有自动复位变频器ERR状态的变频器再启动 装置KHD-100
14、-F该装置可全面监测变频器装置KHD 100 F。该装置可全面监测变频器 母线欠压扰动，母线过压扰动，母线缺相，控制 电压欠压扰动。变频器出现电压扰动的情况下，电压欠压扰动。变频器出现电压扰动的情况下， 通过判断变频器的启停状态或运行状态，来检测 变频器是否停机，如果停机，装置在电压恢复正变频器是否停机，果停机，装置在电压恢复 常后（母线电压和控制电压），自动根据ERR状 态进行复位ERR，然后启动变频器。?KHD-100-F变频器自复位再启动装置特点： 线突升突降突变?1，监测母线电压压的突升与突降扰动，突变扰动识别 时间10ms。?2监测母线电压缓慢上升与缓慢下降扰动且可判断?2，监测母线电压缓慢上升与缓慢下降扰动，且可判断 电压不平衡度扰动（缺相判别）。?3，监测控制电压突降扰动与缓慢降低扰动。3，监测控制电压突降扰动与缓慢降低扰动。?4，通过检测变频器ERR状态，可自动识别电压扰动后 是否出现ERR状态，并再启动前进行自动输出复位ERR 接点，使变频器复位故障。?5，装置自我储能采用超级电容储能，储能可使装置在 完全失去电源时连续作i完全失去电源时，连续工作1min。?6，具有分体式手持面板，采用LCD汉字显示，并具备 RTC时钟可将装置动作信息实时显示在手持面板上RTC时钟，可将装置动作信息实时显示在手持面板上。
