[发明专利]变频工频切换装置及其切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变频工频切换装置及其切换方法，特别是涉及一种用于切换一次风机的电动机的工作方式的变频工频切换装置及其切换方法。

背景技术

现有技术中的燃煤发电机的驱动一次风机的电动机均是处于变频工作方式，其中所述一次风机是单独供给锅炉燃料制备和燃烧所需一次空气的风机。所以根据锅炉的燃烧状况通过变频工作的方式调节进风量，从而提高一次风机的有效工作效率，避免了能量的浪费。

但是作为控制电动机的变频工作的重要部件变频器非常易于损坏，这是因为现有的变频器中的部件越来越多，越来越复杂，因而整个变频器出现故障的概率不断提升。然而现有的一次风机的电动机并不具有备用的变频器来控制电动机的变频工作模式。

所以现有技术中需要在变频器故障时，通常是人工地将一次风机的电动机设定于一固定频率的工作频率上。但是由于这种方式采用人工的方法，所以会使得一次风机在一段时间内处于不工作状态，从而对燃煤发电机其他部分的正常工作造成了极大的干扰。此外即使能够快速地将电动机设定于一工作频率上，但是此时一次风机的进风量固定，不能有效地控制锅炉中燃烧的状态，从而也对锅炉的其他部分造成了干扰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中一次风机的电动机的工频方式和变频方式不具有平滑过渡导致对燃煤发电机其他部分的干扰的缺陷，提供一种变频工频切换装置及其切换方法，通过在一次风机的电动机的工频方式和变频方式之间平滑地过渡来减缓对燃煤发电机其他部分的干扰。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种变频工频切换装置，用于一次风机的电动机的工频方式和变频方式的切换，其特点是所述变频工频切换装置包括：

一工频旁路开关、一变频输出开关、一变频输入开关和一变频器；所述工频旁路开关串接于所述一次风机的电动机和一母线之间，所述变频输出开关、变频器和变频输入开关依次串接于所述一次风机的电动机和所述母线之间；

其中当切换至变频方式时，所述工频旁路开关断开，所述变频输出开关和所述变频输入开关闭合；当切换至工频方式时，所述工频旁路开关闭合，所述变频输出开关和所述变频输入开关断开。

其中本发明中所述工频方式是指一次风机的电动机直接使用工业上使用的具有固定频率的交流电源，所述变频方式就是指一次风机的电动机使用频率可改变的交流电源。由于在工频方式下，所述电动机输出的功率的固定的，例如额定功率等，然而锅炉燃料燃烧的过程是一个不断变化的过程，所需要一次风机吹入的风量是变化的，所以使用工频模式会造成电动机的功率的浪费，而采用变频方式，通过改变供电电源的频率来改变一次风机输出的功率，因而基于锅炉燃料燃烧的状态来调节所述供电电源的频率，提高了有效地功率利用率，避免了浪费。

但是由于变频方式中使用的变频器是易损部件，因而当变频器损坏时，无法为一次风机的电动机提供电源，然而工频方式不存在这种问题，所以为了保证使用一次风机的燃煤发电机等设备要求必须始终运行，所以还需要引入工频方式来替代所述变频器损坏时电动机的供电方式。同时也便于对变频器的修理和替换，而且修理后还需要有效平滑的方式从工频方式切换至变频模式。所以本发明中通过工频旁路开关、变频输出开关和变频输入开关的联动来实现工频方式的供电和变频方式的供电的切换。

较佳地，所述变频工频切换装置还包括一差动保护单元，用于抑制所述一次风机的电动机的内部故障，其中当切换至工频方式时，所述差动保护单元接入所述一次风机的电动机；当切换至变频方式时，所述差动保护单元和所述一次风机的电动机断开。

本发明中所述差动保护单元就是现有技术中广泛使用的对电动机的差动保护的设备，所以其结构和实现方式本发明中就不再详细地阐述。

由于当电动机与母线直接连接时，为了防止电动机的内部故障。例如绕组匝间短路、接地等内部故障，必然需要采用相位角模式的差动保护的装置，但是由于现有的变频器与通过调节相位角的方式实现防止电动机的内部故障是不兼容的，所以本发明中仅仅在电动机切换至工频方式时，将差动保护单元投入，从而对电动机进行保护。

所以优选地，所述差动保护单元串接于所述一次风机的电动机和所述工频旁路开关之间。

较佳地，所述变频器还用于抑制所述一次风机的电动机的过流、零序、低电压和过载。

本发明中所述变频器为现有技术中用于变频控制的通用的变频器，而且现有的变频器中均具有保护电动机的过流、零序、低电压和过载的功能，所以此处不再对变频器中如何实现所述过流、零序、低电压和过载的功能详细地进行阐述。