[发明专利]一种高压变频器柔性同步投切方法

说明书

本发明公开了一种高压变频器柔性同步投切方法，涉及高压变频器领域，该方法在高压变频器单独驱动电机阶段，首先以开环VF方式控制电机稳定运行在电网频率，然后通过调节电抗器前端的变频器输出电压使电抗器后端电压发生变化跟踪电网电压与电网电压的幅值和相位保持一致后，才切入电网进入高压变频器和工频电网共同驱动电机的阶段，这种做法使得电网切入前后电抗器后端电压基本保持不变，从而在电网切入时对电机和电网造成的影响更小，比普通同步投切方法对电网、电机、功率器件冲击更小，尤其在高压大功率驱动电机的场合更加值得采用。

技术领域

本发明涉及高压变频器领域，尤其是一种高压变频器柔性同步投切方法。

背景技术

在高压大功率驱动电机的场合，电机直接启动所产生的电流冲击和转矩冲击会给供电系统和拖动系统带来不利影响，因此对于需要带载启动的场合一般采用变频软启动方案，即用高压变频器通过电抗器带动电机从零速开始启动逐渐升压升速，直至达到其额定转速后，切换至工频电网供电运行。

但现有的变频切工频的同步投切过程中，工频电网切入后电机电流有一定的波动，高压变频器的输出电流快速下降、工频电网电流快速上升给电机提供电流，因为电机的功率因数比高压变频器功率因数低，因此该切换会对工频电网有一定的冲击，尤其对容量不大的工频电网会有负面影响，电抗器电流的快速变化还会引起电抗器两端产生高电压，对功率器件造成不利影响。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种高压变频器柔性同步投切方法，本发明的技术方案如下：

一种高压变频器柔性同步投切方法，该方法应用于柔性同步投切系统中，在柔性同步投切系统中，工频电网依次通过高压变频器、电抗器和第一接触器连接电机，工频电网还通过第二接触器连接电机，则方法包括：

控制第一接触器闭合、第二接触器断开，高压变频器单独驱动电机并通过开环VF方式控制电机运行在电网频率；

确定高压变频器当前的变频器输出电压，根据变频器输出电压以及当前带载情况下的电抗器实时电流预估得到电抗器后端电压，电抗器后端电压是电抗器靠近电机一端处的电压；

控制高压变频器调节变频器输出电压直至电抗器后端电压与工频电网提供的电网电压在预定误差范围内；

保持第一接触器闭合、控制第二接触器闭合切入工频电网，并控制高压变频器使变频器输出电压跟踪工频电网提供的电网电压进行负载转移，使得高压变频器的输出电流减小、工频电网的电网电流上升；

当高压变频器的输出电流减小至0时，电机负载电流由高压变频器提供转换为由工频电网提供，则关闭高压变频器的电压输出，并断开第一接触器、保持第二接触器闭合使工频电网单独驱动电机。

其进一步的技术方案为，控制高压变频器调节变频器输出电压直至电抗器后端电压与工频电网提供的电网电压在预定误差范围内，包括：

利用电压维持控制器确定变频器输出电压的目标幅值和目标相位，电压维持控制器基于第一PI控制器和第二PI控制器设计，将预估得到的电抗器后端电压幅值与电网电压幅值的差值作为第一PI控制器的输入，以幅值调节量作为第一PI控制器的输出并叠加至电网电压幅值得到变频器输出电压的目标幅值；将电网电压相位与预估得到的电抗器后端电压相位的差值作为第二PI控制器的输入，以相位调节量作为第二PI控制器的输出并叠加至电网电压相位得到变频器输出电压的目标相位；