變頻器應(yīng)用中電壓瞬時波動的解決方案

　　1　引言

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

　　2　電壓瞬時波動引起變頻器停機的原因

　　電壓瞬時波動產(chǎn)生的原因大致分為兩種：

　?。?）雷擊電網(wǎng)引起的電壓瞬時波動

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

　　（2）電網(wǎng)設(shè)備發(fā)生事故引起的電壓瞬時波動

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

　　以上兩種情況出現(xiàn)的電壓瞬時下降，會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到了變頻器控制回路繼電器的斷開電壓時，控制回路繼電器斷開，變頻器也會出現(xiàn)故障停車。

　　3　柔性響應(yīng)功能的原理

　　對于電壓波動對變頻器控制系統(tǒng)的影響，目前普遍都使用大型ups電源系統(tǒng)來解決。但如果只針對瞬間的電壓下降而引起的直流母線下降問題，可以充分利用變頻器的柔性響應(yīng)功能即可實現(xiàn)。在電源出現(xiàn)瞬時電壓下降的情況下，變頻器按當時的電源電壓降低輸出電壓，可以繼續(xù)運行直到直流母線電壓低于50%的額定值。當柔性響應(yīng)功能激活時，控制深度被限制在異步電機空間矢量調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)（最大輸出電壓減?。?。同時，通過控制深度的限制，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)運行。如圖3所示［1］，當電源電壓瞬間從額定運轉(zhuǎn)電壓（v drated）下降到柔性響應(yīng)啟動閥值（vdflron），柔性響應(yīng)啟動。當電源恢復(fù)時，電源電壓值達到柔性響應(yīng)關(guān)閉閥值（vdflr off）時，柔性響應(yīng)關(guān)閉?？梢杂行У念A(yù)防電源瞬時電壓下降引起的變頻器直流母線欠壓故障。柔性響應(yīng)開關(guān)門坎值，一般在65%～115%，關(guān)閉門坎值位于超過開/關(guān)門坎值的5%處。flr調(diào)節(jié)器只在v/f開環(huán)/閉環(huán)控制模式和釋放柔性響應(yīng)用v/f=常數(shù)時被釋放。調(diào)節(jié)器保證v/f比值為常數(shù)。在電壓瞬間下降時變頻器輸出頻率以及電機轉(zhuǎn)速降低。

　　4　變頻器控制系統(tǒng)改造方案

　　當電源電壓瞬時下降時，變頻器的電子板電源（dc24v電源）也會受到影響，應(yīng)該使用單獨的穩(wěn)壓電源，最好使用不間斷電源（ups）。同時，也要考慮到瞬間電壓下降達到了變頻器控制回路繼電器的斷開電壓時，控制回路繼電器斷開，變頻器也會出現(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，當電網(wǎng)電壓發(fā)生電壓瞬時下降的情況，變頻器的電子板正常工作;同時，ups電源向變頻器的控制回路（啟動/停止）提供ac220v的控制電源，當電網(wǎng)電壓發(fā)生電壓瞬時下降的情況時，控制回路的繼電器保持在吸合狀態(tài)，異常停車事故不會發(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)的實際需要進行設(shè)置。同時，可以通過，r345查看最大控制深度，r346查看當時允許的最大輸出電壓。

　　6　結(jié)束語

　　我公司06年雷雨前對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，與我公司同在一個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)濟損失;我公司的變頻器因為改造成柔性響應(yīng)控制，所以沒有出現(xiàn)任何故障。