變頻器應(yīng)用中電壓瞬時(shí)波動(dòng)的解決方案

　　1　引言

　　目前，變頻器技術(shù)廣泛地運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)控制中，極大地提高了生產(chǎn)的綜合效率;同時(shí)對(duì)其穩(wěn)定性提出了更高的要求。在變頻器的使用中經(jīng)常受到瞬時(shí)電壓波動(dòng)的影響，特別是在連續(xù)生產(chǎn)工藝中遇到這種情況時(shí)，將會(huì)造成大面積的停車事故，造成較大的生產(chǎn)損失。本文就針對(duì)電壓波動(dòng)對(duì)變頻器的影響，以siemen公司的6se70系列的變頻器為例，充分使用變頻器的功能，對(duì)變頻器應(yīng)用中如何解決瞬時(shí)電壓波動(dòng)問(wèn)題提出了詳細(xì)的解決方案和相關(guān)的重要參數(shù)設(shè)置。

　　2　電壓瞬時(shí)波動(dòng)引起變頻器停機(jī)的原因

　　電壓瞬時(shí)波動(dòng)產(chǎn)生的原因大致分為兩種：

　　（1）雷擊電網(wǎng)引起的電壓瞬時(shí)波動(dòng)

　　雷雨季節(jié)時(shí)，如果高壓電網(wǎng)受到雷擊，高壓側(cè)避雷器動(dòng)作，大量的雷擊電流引向大地，引起電壓瞬時(shí)下降，電壓下降波形圖如圖1所示。

　?。?）電網(wǎng)設(shè)備發(fā)生事故引起的電壓瞬時(shí)波動(dòng)

　　如電網(wǎng)關(guān)系如圖2所示。當(dāng)bc線發(fā)生故障（如相間短路故障）時(shí)，變電站b和變電站c的保護(hù)裝置保護(hù)性動(dòng)作，用戶站d的電壓出現(xiàn)瞬間波動(dòng)，電壓會(huì)在短時(shí)間瞬時(shí)下降。

　　以上兩種情況出現(xiàn)的電壓瞬時(shí)下降，會(huì)引起變頻器的直流母線電壓下降，變頻器出現(xiàn)直流母線欠壓（f008）故障使系統(tǒng)跳閘;如果瞬間電壓下降達(dá)到了變頻器控制回路繼電器的斷開(kāi)電壓時(shí)，控制回路繼電器斷開(kāi)，變頻器也會(huì)出現(xiàn)故障停車。

　　3　柔性響應(yīng)功能的原理

　　對(duì)于電壓波動(dòng)對(duì)變頻器控制系統(tǒng)的影響，目前普遍都使用大型ups電源系統(tǒng)來(lái)解決。但如果只針對(duì)瞬間的電壓下降而引起的直流母線下降問(wèn)題，可以充分利用變頻器的柔性響應(yīng)功能即可實(shí)現(xiàn)。在電源出現(xiàn)瞬時(shí)電壓下降的情況下，變頻器按當(dāng)時(shí)的電源電壓降低輸出電壓，可以繼續(xù)運(yùn)行直到直流母線電壓低于50%的額定值。當(dāng)柔性響應(yīng)功能激活時(shí)，控制深度被限制在異步電機(jī)空間矢量調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)（最大輸出電壓減?。Ｍ瑫r(shí)，通過(guò)控制深度的限制，在電源不掉電的情況下，變頻器可以按照設(shè)定的柔性響應(yīng)最小輸出電壓（vflrmin）的高值持續(xù)運(yùn)行。如圖3所示［1］，當(dāng)電源電壓瞬間從額定運(yùn)轉(zhuǎn)電壓（v drated）下降到柔性響應(yīng)啟動(dòng)閥值（vdflron），柔性響應(yīng)啟動(dòng)。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，電源電壓值達(dá)到柔性響應(yīng)關(guān)閉閥值（vdflr off）時(shí)，柔性響應(yīng)關(guān)閉?？梢杂行У念A(yù)防電源瞬時(shí)電壓下降引起的變頻器直流母線欠壓故障。柔性響應(yīng)開(kāi)關(guān)門坎值，一般在65%～115%，關(guān)閉門坎值位于超過(guò)開(kāi)/關(guān)門坎值的5%處。flr調(diào)節(jié)器只在v/f開(kāi)環(huán)/閉環(huán)控制模式和釋放柔性響應(yīng)用v/f=常數(shù)時(shí)被釋放。調(diào)節(jié)器保證v/f比值為常數(shù)。在電壓瞬間下降時(shí)變頻器輸出頻率以及電機(jī)轉(zhuǎn)速降低。

　　4　變頻器控制系統(tǒng)改造方案

　　當(dāng)電源電壓瞬時(shí)下降時(shí)，變頻器的電子板電源（dc24v電源）也會(huì)受到影響，應(yīng)該使用單獨(dú)的穩(wěn)壓電源，最好使用不間斷電源（ups）。同時(shí)，也要考慮到瞬間電壓下降達(dá)到了變頻器控制回路繼電器的斷開(kāi)電壓時(shí)，控制回路繼電器斷開(kāi)，變頻器也會(huì)出現(xiàn)故障停車的情況。為此，變頻器控制系統(tǒng)的改造圖如圖4所示：不間斷電源（upspower）向變頻器的電子板提供dc24v的電源，當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生電壓瞬時(shí)下降的情況，變頻器的電子板正常工作;同時(shí)，ups電源向變頻器的控制回路（啟動(dòng)/停止）提供ac220v的控制電源，當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生電壓瞬時(shí)下降的情況時(shí)，控制回路的繼電器保持在吸合狀態(tài)，異常停車事故不會(huì)發(fā)生。

　　5　參數(shù)設(shè)置

　　柔性響應(yīng)應(yīng)用的參數(shù)設(shè)置如附表所示：

　　其他參數(shù)的設(shè)置，根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置。同時(shí)，可以通過(guò)，r345查看最大控制深度，r346查看當(dāng)時(shí)允許的最大輸出電壓。

　　6　結(jié)束語(yǔ)

　　我公司06年雷雨前對(duì)全廠的變頻器全部改造為柔性響應(yīng)的控制方式。06年8月20日雷擊電網(wǎng)引起電網(wǎng)波動(dòng)，與我公司同在一個(gè)220kv變電站的其他用戶的變頻器全部出現(xiàn)直流母線欠壓跳閘故障，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失;我公司的變頻器因?yàn)楦脑斐扇嵝皂憫?yīng)控制，所以沒(méi)有出現(xiàn)任何故障。