[发明专利]一种工变频切换控制方法、装置及高压变频器

说明书

技术领域

本发明涉及高压变频技术领域，特别涉及一种工变频切换控制方法、装置及高压变频器。

背景技术

随着变频调速技术的发展，变频器已作为主要的节能和调速设备被广泛推广。目前，高压变频器已经越来越广泛地应用于大型风机和泵类的高压电机拖动系统中，它不仅具有减少启动电流的软启功能，还具有显著的节能效果。有些工况对负载的供电要求比较严格，一旦投入运行就不允许停机，这种情况下一旦供电电源发生故障或者供电电源需要检修，就需要进行两路供电电源，即高压变频器电源与工频电源之间的相互切换。

高压变频器与工频电源之间常用的切换方式分为异步切换和同步切换。根据切换过程中是否需要变频器电压与工频电源电压时刻保持同幅、同频、同相，可将同步切换分为有扰切换即先切后投和无扰切换即先投后切。

现有技术中有扰切换，是指先切后投的切换，在切换过程中负载存在失电过程，转速和电流都存在扰动。工变频有扰切换的电路结构图如图1所示。下面结合图1，简单描述一下有扰切换的过程。在由工频电源切换到变频电源时，高压真空接触器KM3断开，此时电机处于失电状态，当检测点1检测到电机残压的上升沿时，向变频器发出指令，此时变频器按照残压的频率、幅值和相位输出。在由变频电源切换到工频电源时，变频器先升频到50.5Hz，当检测点3检测到工频电压的上升沿时，停止变频器，分断高压真空接触器KM2，闭合KM3，由于真空接触器的合闸时间有几百ms，所以电机也存在短暂的失电状态。

然而，现有技术中在先切后投的有扰切换方式中,检测到变频电源与工频电源的频率差、相位差、幅值差小于规定误差后,从切除到再投仍有一定的时间差(二次回路和主回路上电器的动作时间所致),从而导致真正切换时刻变频电源与工频电源的相位存在偏差,因而还会有一定的冲击电流。如果此时电机的负载较重，电机失速会很严重且很难保证切换过程中的电流冲击，会对电机、变频器甚至电网的安全造成威胁。

现有技术中无扰切换，是指先投后切的切换，在切换过程中负载供电不存在扰动，切换过程平稳、无冲击。无扰切换的实现中很关键的一个技术就是锁相算法的设计。

在基于dq坐标变换的锁相环设计，其软件改动比较大，需要在原有变频器控制原理的基础上要增加坐标变换和比例、积分、微分(Proportion、Integral、Differential，简称PID)控制算法，加大了软件算法的复杂性；与此同时，对硬件要求也比较严格，要求采集三相工频电压和变频电压的瞬时波形，大大增加了开发成本和开发周期。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种工变频切换控制方法、装置及高压变频器。

依据本发明的一个方面，本发明提供了一种工变频切换控制方法，该方法包括:

获取高压变频器的运行频率；

当所述高压变频器的运行频率达到预设置值时，获取当前高压变频器内各个接触器状态信息；

当所述当前高压变频器内各个接触器状态信息都正常时，将进行锁相处理；

判断所述锁相处理是否成功；

如果锁相处理成功，则停止所述高压变频器的运行，完成工变频切换。

其中，所述如果锁相处理成功，则停止所述高压变频器的运行，完成工变频切换步骤，具体包括：

接收闭合工频真空接触器的指令；

获取所述工频真空接触器闭合状态信息；

如果所述工频真空接触器闭合状态信息为闭合，则停止所述高压变频器运行，并发送打开分频真空接触器指令，以便所述分频真空接触器打开，完成所述工变频切换。

其中，所述当所述当前高压变频器内各个接触器状态信息都正常时，将进行锁相处理的步骤，具体包括：

获取所述工频电源信号；

如果所述工频电源信号的频率和幅值在预设置范围内，则所述高压变频器升频至所述工频频率与锁相频率误差和的频率处，所述高压变频器输出电压逐渐逼近工频电压V_工；

在所述工频电源信号的上升沿，判断所述高压变频器的输出信号的角度是否在预设范围内；

如果不在预设范围内，则继续以所述工频频率与锁相频率误差和追踪工频相位，且实时调整所述高压变频器输出电压为所述工频电压V_工；

如果在预设范围内，则校正所述高压变频器的输出角度为θ₀，变频频率等于所述工频频率。

其中，在所述工频电源信号的上升沿，所述高压变频器的输出信号的角度在预设范围内度即可判读所述锁相处理成功。