變頻器故障自動切換工頻在電廠中的應用

楊建斌

（國家能源集團銅陵發電有限公司，安徽 銅陵 244000）

1 變頻器的介紹

變頻器即應用于通過變頻技術改變頻率的機器。變頻器通過控制電動機的頻率進而對電動機進行控制。可以有效地對電動機實現變頻啟動，節能運行。變頻器分直流變交流和交流變直流等多種整流單元組成。變頻器的種類多種多樣，大體上可分為兩類即電壓式變頻器和電流式變頻器。變頻器的不僅節能，為人們日常生活帶來益處。一般情況下，不建議將變頻器輸出側當電源用，或者加入輸出濾波器和隔離變頻器，即構成一個逆變器啦。變頻器輸出的方波中含有較大諧波，因此不能直接連接一般的家用電器。

2 變頻器的結構和原理

2.1 變頻器的結構

變頻器通常包括四個部分。第一為可以改變電流的整流單元。第二為可以存儲電能的高容量電容。第三為可以通過控制開關將電流改變為方波的一種機器，即逆變器。第四為控制變頻器工作同時也控制逆變器輸出方波的幅度等性質的控制器。若電動機發出的諧波太大并不合適，變頻器會相對進行一定調整。因此變頻器實質上是一個輸出可變的電源，是可作為供電的機器，是一種針對工業環境設計的電源。變頻器工作分兩個方面，第一，變頻啟動后切工頻運行，進而降低啟動電壓沖擊，這種一般是通過一臺變頻拖動多臺電機的情況。第二，變頻為保證生產，切換至工頻檢修并進行其變頻。

另外變頻器有多項電源控制，所以該結構也是變頻器工作高效的原因之一。變頻器包括單片機可以進行顯示，單片機可以通過接口進行外界轉換。同時也可以對它進行設定。單片機傳給PWM發生器，最終會傳給驅動電路。電源對單片機可進行一系列的操作，例如電流檢測、溫度檢測電壓檢測等等。

2.2 變頻器的工作原理

變頻器的種類多種多樣，大體上可分為兩類即電壓式變頻器和電流式變頻器。其中電流式變頻器是整流電路將電網來的交流電轉換成直流電；再經三相橋式逆變電路轉變為頻率可調的交流電，供給推進電動機，電流型變頻器的直流中間環節，采用大電感濾波。而電壓式變頻器是整流電路將電網來的交流電轉換成直流電；再經三相橋式逆變電路轉變為頻率可調的交流電，供給推進電動機，電壓型變頻器的直流中間環節采用大電容。這兩種變頻器的主要區別就是直流中間環節是采用大電感濾波還是大電容。

3 變頻器自動切換頻率的情況

例如當設備電機穩態運行在50HZ并無調速要求，變頻和工頻的耗電量相當，使用變頻達不到明顯的節能效果，使用工頻也會比使用變頻的穩定性高些，此時變頻僅用作電機軟起，頻率達到50HZ后切換至工頻，變頻閑置，如果有多臺同樣類型的設備，變頻器也可用于下一臺設備的軟起，用較低成本達到多臺電機的軟起，同時放一個變頻器也可滿足上級的節能環保買變頻的檢查需求。故變頻器的不僅在節能發揮著重要的作用，而且為人們日常生活帶來巨大好處。

4 變頻器工頻與變頻應用到電廠的介紹

4.1 變頻器工頻與變頻的切換場景

當機器發生故障時。因為此時變頻器器發生故障，而程序不可以立即停止。為使改變周圍的電路狀態，此時減小變頻器發生的故障應使變頻自動切換至工頻。以保證變頻器工作的繼續進行并且保證變頻器在工作時的安全問題。第二，當變頻器使用同一頻率執行操作，卻仍不達標時。此時變頻器可能會自動由變頻轉化為適量大小的工頻。

一般變頻器均設置入口開關QF1，出口開關QF2，旁路開關QF3，變頻器對應的設備風機（水泵）設置有流量調節閥門。當變頻器正常工作時QF1、QF2合閘，調節閥門手動全開，流量通過變頻器調節。變頻器故障后，變頻器入口、出口開關應當自動跳閘，然后自動和上旁路開關QF3，同時自動調整流量調節閥的開度，保持設備輸出的流量保持不變。流量調節閥開度大小應當通過歷史工頻運行經驗值進行 整定。

4.2 變頻器出現障礙的原因

變頻器出現故障的原因有許多。例如在外界環境的影響下，將變頻器放到溫度過于高或者溫度過于低的地方；部分地區陽光照射過強或者灰塵過大阻塞變頻器；變頻器遭到損壞，強烈震動等等外部因素而影響變頻器的使用。對變頻器進行破壞，從而使變頻器不能正常地進行工作，此原因是變頻器出現故障的第一條原因。

第二條故障原因為變頻器所接觸的電源不斷進行變換，其電波的大小不斷改變，導致變頻器運行時出現錯誤。從而導致變頻器被破壞，不能進行正常的工作。

4.3 變頻器故障自動切換工頻的流程

PLC可對變頻器在工頻和變頻運行之間進行切換。此過程可用繼電器接觸器進行控制。當變頻器出現故障時，應進行工頻運轉、變頻通電、變頻運行，然后進行變頻跳閘，最終進行故障分析。這是當變頻器發生故障時，自動切換至工頻的流程。

5 結語

在電機起動，停機平緩，調速，多工控運行省電，提高電機運行效率或一些應用場合時，需要調節負載的運行速度，則需要通過變頻器對電機進行控制，達到變頻調速的目的。故變頻器在日常生活中普遍使用。變頻器有時會出現故障，因此在變頻器出現故障時，自動切換工頻會對變頻器的使用帶來巨大幫助。變頻器可用作設備的軟起，用較低成本達到多臺電機的軟起，滿足節能環保檢查需求。不僅對于環保方面有效，而且對我國電力發展方面會做出巨大貢獻。