[实用新型]一种变频器与电网同步无间隙投切控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于变频器领域，尤其是一种变频器与电网同步无间隙投切控制系统。

背景技术

在很多工业现场只需解决异步电机的启动问题，并不需要变频实施调速。变频器在此仅作为启动装置以提高启动转矩并限制启动电流，用于替代传统的软启动装置；当电机达到额定转速时投切到工频电网，同时变频器退出运行。为了保证在任意负载条件下的平滑切换，需增设变频-工频切换装置。变频-工频平滑切换以负载扰动最小、切换电流波动最小及电机不间断工作为最高原则。显然，只有当变频器输出电压幅值、频率及相位与电网“完全一致”时才能具备基本切换条件。此外，为使负载电机不受扰动，最好在变频器退出工作之前投入工频电网，此时必然涉及变频器与电网同时给负载电机供电的并联工况。

目前常用的同步投切系统由于无法解决变频器输出与电网直接并联时的电流控制问题，所以普遍采用有间隙的投切或瞬时同步切换模式并在负载供电缺口和变频器电流失控的两个问题上选择危害较小的方式实施。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种交流电机由变频器供电和电网供电之间的无间隙、无冲击切换的变频器与电网同步无间隙投切控制系统。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种变频器与电网同步无间隙投切控制系统，包括变频器、电抗器L、接触器KM1、接触器KM2以及交流电动机，三相交流电进线分别与变频器的输入端和接触器KM2连接，变频器的输出端与电抗器L的输入端相连接，电抗器L的输出端与接触器KM1连接，接触器KM1和接触器KM2的输出端与交流电动机M连接。

而且，所述的变频器内部设有逻辑控制电路，该逻辑控制电路包括DSP、电压检测电路和接触器控制电路，DSP与电压检测电路相连接实现对交流电网的锁相同步控制功能，DSP与接触器控制电路相连接实现对接触器的投切控制功能。

而且，在接触器KM1与变频器之间设有接触器KM3，在三相交流电进线与接触器KM2的输入端之间设有接触器KM4，所述的接触器KM3和接触器KM4分别对接触器KM1和接触器KM2进行控制以提高设备通断能力。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、本实用新型给出了一种变频器与电网同时在线且变频器输出电流可控、变频器延时退出的切换控制系统，完美地实现了变频器供电与电网供电之间负载无扰动、电机电流无冲击、供电电压无间隙的切换功能，经负载实验证明，负载无冲击、电机的电压电流平滑连续，变频器与电网并网期间电流可控，切换过程安全可靠。

2、本实用新型相对于传统的同步切换方案，去除了屏外的硬件锁相电路及PLC设备，其锁相同步功能通过变频器内部的检测电路和数字锁相环完成，可靠地解决了变频器与电网并网期间电流控制的问题，并可使变频器与电网长期并网工作。

3、本实用新型通过切换过程的电流控制策略，有效避免了电源切换过程中的电网冲击和设备损坏，大大拓展了变频器的应用领域，具有良好的社会效益和经济效益。

4、本实用新型结构简单实用、无需外部增加锁相电路，降低了系统硬件成本、维护成本，有效增强了系统可靠性,同时，如需远程控制，可通过变频器的内部集成的现场总线接口连接远程控制台。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构图；

图2是本实用新型的数字锁相环原理框图；

图3是本实用新型的无间隙切换时序逻辑图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详述。

一种变频器与电网同步无间隙投切控制系统，如图1所示，包括变频器、电抗器L、接触器KM1、接触器KM2以及交流电动机，三相交流电进线分别与变频器的输入端和接触器KM2连接，变频器的输出端与电抗器L的输入端相连接，电抗器L的输出端与接触器KM1连接，接触器KM1和接触器KM2的输出端均与交流电动机M连接。在变频器内部设有逻辑控制电路，该逻辑控制电路包括DSP、电压检测电路和接触器控制电路，DSP与电压检测电路相连接并且通过DSP内的数字锁相环软件实现对交流电网的锁相同步控制功能，DSP与接触器控制电路相连接实现对接触器的控制功能。为了实现大功率电机的控制功能，还可以在接触器KM1与变频器之间增加接触器KM3，在三相交流电进线与接触器KM2的输入端之间增加接触器KM4，接触器KM3和接触器KM4，分别控制接触器KM1和接触器KM2，从而提高设备通断能力。