二、变频器的切换功能
(一)基本概念
部分生产机械在运行过程中,是不允许停机的。如中央空调的冷却水泵、锅炉的鼓风机和引风机等。针对这些机械的要求,在“变频运行”过程中,一旦变频器因故障而跳闸时,必须能够自动地切换为“工频运行”,同时进行声、光报警。
1. 切换控制的主电路与动作顺序
(1)主电路的构成如图 3 所示。
各接触器的功用是:
①KM1:用于将电源接至变频器的输入端;
②KM3:用于将变频器的输出端接至电动机;
③KM2:用于将工频电源直接接至电动机。
此外,因为在工频运行时,变频器不可能对电动机进行过载保护,所以,必须接入热继电器 KH,用于工频运行时的过载保护。
2. 切换的动作顺序
切换时,应先断开 KM2,使电动机脱离变频器。经适当延时后合上 KM3,将电动机接至工频电源。
由于在变频器的输出端是不允许与电源相连接的,因此,接触器 KM2 和 KM3 绝对不允许同时接通,互相间必须有非常可靠的互锁。经验表明,KM2 和 KM3 采用有机械互锁的接触器是适宜的。同时,从 KM2 断开到 KM3 闭合之间的延迟时间是必要的,通常称为“切换时间”,用 tc 表示。
当 KM3 闭合,电动机接至工频电源时,必须避免产生过大的冲击电流,干扰电网。这是切换控制的关键。
(二)切换方式与特点
1. 故障切换
(1)切换要求当变频器发生故障时,能自动切换为工频运行,并进行声、光报警。
(2)切换特点
因为负载的工作频率是由工况决定的,变频器发生故障时,究竟在多大频率下工作,是无法预知的。所以,切换瞬间的频率是不定的。但切换时电动机的转速不宜过低。
如果当 KM3 闭合时,电动机的转速已经十分低下,切换电流接近甚或等于起动电流,这对于大容量电动机来说,当然是不允许的。因此,原来的降压起动装置应该保留。
2. 运行切换
(1)切换要求
一方面,当变频器的输出频率达到甚或超过 50 Hz时,能够自动地将电动机切换到工频电源上去;另一方面,当工频运行时,系统的参数(如压力)过高,则能够自动地将电动机从工频运行状态切换到变频运行。
(2)切换特点
由于当电动机从一种电源上切出的瞬间,定子绕组中存在电动势,当切换到另一种电源上时,电源电压与定子绕组电动势之间的相位关系至关重要,应力求在同相位情况下进行切换。