[发明专利]一种高压变频器工频与变频间无扰动切换的控制方法

说明书

本发明公开了一种高压变频器工频与变频间无扰动切换的控制方法，包括以下步骤：PLC对系统的DSP下发控制指令；对工频电网电压进行锁相和锁频，以获取电网电压的频率、相位；调节变频器的相序与电网电压的相序一致；调节变频器的相位与电网电压的相位一致；调节变频器的幅值与电网电压的幅值一致；向PLC发送锁相成功和调幅成功信号，启动切换动作。本发明无扰动切换的控制方法能有效地提取出电网频率和电网相位，避免造成锁相超时或者频率和相位波动较大以致切换失败的问题；兼具调节变频器的相序与电网电压的相序一致，无需相位校正也可避免相位输出错相；同时在相位调节时加入相位补偿，就可以避免电压采样以及滤波环节的影响。

技术领域

本发明涉及级联式高压变频器，尤其是一种高压变频器工频与变频间无扰动切换的控制方法。

背景技术

高压变频器在电力、冶金、矿井、石油、化工等高耗能行业得到了广泛应用，尤其是在一些特殊场合下，如电机的软启动、电机工频与变频互相切换时电机负荷无扰动、对电网要求较高以及电机的连续启动等情况，需要变频器对电机进行无扰控制，达到对电机、电网冲击小甚至无冲击等需求。

通常用的无扰切换控制策略主要就是通过锁相环技术，保证变频器的输出电压和电网电压同频、同幅、同相位的情况下进行切换。然而现有的控制策略存在以下技术问题：1、当电网电压不平衡或者谐波含量较大时，通常的锁相环不能有效地提取出电网频率和电网相位，造成锁相超时或者频率和相位波动较大，以致切换失败；2、变频器模块输出并不一定按照A-B-C的顺序输出，所以在切换前需要先进行相位校正等，以避免相位输出错相，但校正过程影响变频器的工作效率；3、由于电压采样以及滤波环节等，会对变频器输出电压造成一定的延时，需要对此延时处理。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高压变频器工频与变频间无扰动切换的控制方法。

本发明采用的技术方案是：

一种高压变频器工频与变频间无扰动切换的控制方法，包括以下步骤

第一步：PLC对系统的DSP下发控制指令，该控制指令为电机工作状态由变频切换至工频状态，或者由工频状态切换至变频状态；

第二步：对工频电网电压进行锁相和锁频，以获取电网电压的频率、相位；

第三步：调节变频器的相序与电网电压的相序一致；

第四步：调节变频器的相位与电网电压的相位一致；

第五步：调节变频器的幅值与电网电压的幅值一致；

第六步：向PLC发送锁相成功和调幅成功信号，启动切换动作。

进一步，所述第二步中对工频电网电压进行锁相和锁频的过程包括以下步骤：

首先高压变频器采用两组电压采集板，分别采样变频器输出电压以及工频电网的电压；

对工频电网的电压进行锁相处理：三相电压采集板的电压信号分别经过逆时针等量3s/2r变换和顺时针等量3s/2r变换得到工频电网电压的正序分量和负序分量；

正序分量经过负序分量的解耦后，再通过低通滤波器滤掉交流信号，得到工频网侧电压的正序分量、；

根据锁相环的原理，先将正序分量、进行标幺化处理，若锁相角与电网电压相位同步时，q轴分量为0；

再将参考值0和实际的相减，得到误差信号，经过PI调节后得到角频率的变化量，再与目标角频率比较，得到网侧电压的实际角频率和电网电压的频率；

所述实际角频率经过一阶积分环节后，得到电网电压的相位。