一种高压同步电动机变频调速专用高压变频器

摘要

本发明公开了一种高压同步电动机变频调速专用高压变频器，其涉及一种高压变频器，特别是涉及一种高压同步电动机变频调速专用高压变频器。一种高压同步电动机变频调速专用高压变频器，所述高压同步电动机变频调速专用高压变频器包括高压变频器主控制器PLC编程、PLC输入输出硬件电路、励磁装置启动和控制电路、高压变频器输出模拟电流信号控制励磁装置，控制和调节励磁电流电路。采用本发明进行变频调速时先投励，延时启动高压变频器的同步启动方式，同步电动机启动和运行中由高压变频器模拟量输出端口输出DC 4～20mA模拟电流信号控制励磁电流自动调节，对于实现高压同步电动机变频调速专业化具有很重要的意义。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压变频器，特别是涉及一种高压同步电动机变频调速 专用高压变频器，具有控制和调节同步电动机励磁电流而直接驱动高压同步 电动机变频调速的专用高压变频器。

背景技术

现有的高压变频器是针对高压交流异步电动机变频调速设计的，目前尚 无高压同步电动机变频调速的专用高压变频器。高压变频器用于高压同步电 动机启动和调速时，采用同步启动方式，先给同步电动机转子线圈投励，延 时一定时间后启动高压变频器。通过手动控制同步电动机励磁装置和启动变 频器，同步电动机转子线圈励磁电流按固定数值给定，无法调节。人工投励 和高压变频器启动很难做到系统一次性启动成功，造成失步，引起同步电动 机定子电流较大波动，高压断路器跳闸。如果停车时不及时切断励磁，同步 电动机再生电能将击穿高压变频器功率单元。因此，现有高压变频器不能满 足高压同步电动机变频调速的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对上述背景技术中存在的问题，提供一种 高压同步电动机变频调速专用高压变频器。

为此，本发明提供了一种高压同步电动机变频调速专用高压变频器，所 述高压同步电动机变频调速专用高压变频器包括高压变频器主控制器PLC编 程、PLC输入输出硬件电路、励磁装置启动和控制电路、高压变频器输出模 拟电流信号控制励磁装置，控制和调节励磁电流电路。

优选的，在所述高压同步电动机变频调速专用高压变频器中，系统控制 开关QS输入信号，一端接入PLC输入端子X0，另一端连接PLC输出公共点 COM；高压变频器输出的上电就绪常开触点R一端接入PLC输入端子X1，另 一端连接PLC输出公共点COM；高压同步电动机“星”接信号常开触点Y一 端接入PLC输入端子X2，另一端连接PLC输出公共点COM；励磁装置上电就 绪信号常开触点J一端接入PLC输入端子X3，另一端连接PLC输出公共点COM； 高压变频器重故障输出信号常闭触点F一端接入PLC输入端子X4，另一端连 接PLC输出公共点COM；PLC内部辅助继电器M与PLC输入端子X0、X1、X2、 X3、X4的逻辑关系为PLC内部辅助继电器M由PLC物 理输出端子Y0输出；PLC内部定时器T与PLC输入端子X0、X1、X2、X3、X4 的逻辑关系为PLC内部定时器T由PLC物理输出端子 Y1延时输出。

优选的，所述高压同步电动机变频调速专用高压变频器输出DC 4～20mA 模拟电流信号控制励磁装置励磁电流，提供给同步电动机转子线圈；当高压 同步电动机变频调速专用高压变频器上电就绪时，由频率信号输出端口给定 8mA励磁电流控制信号，对应一定数值的励磁电流，以满足高压同步电动机 有足够的启动转矩；在高压同步电动机变频调速专用高压变频器启动高压同 步电动机升速过程中，变频器输出频率达到一定数值时，频率信号输出端口 输出DC 8～20mA电流信号自动调节转子线圈励磁电流。

由以上本发明提供的技术方案可见，本发明具有以下技术效果：采用本 发明进行变频调速时先投励，延时启动高压变频器的同步启动方式，同步电 动机启动和运行中由高压变频器模拟量输出端口输出DC 4～20mA模拟电流信 号控制励磁电流自动调节，对于实现高压同步电动机变频调速专业化具有很 重要的意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种高压同步电动机变频调速专用高压变频器的电 路原理图。

图2为本发明提供的一种高压同步电动机变频调速专用高压变频器主 控PLC程序中所插入的梯形图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图对本发 明作进一步的详细说明：

所述高压同步电动机变频调速专用高压变频器包括高压变频器主控制器 PLC编程、PLC输入输出硬件电路、励磁装置启动和控制电路、高压变频器输 出模拟电流信号控制励磁装置，控制和调节励磁电流电路。

在所述高压同步电动机变频调速专用高压变频器中，系统控制开关QS 输入信号，一端接入PLC输入端子X0，另一端连接PLC输出公共点COM；高 压变频器输出的上电就绪常开触点R一端接入PLC输入端子X1，另一端连接 PLC输出公共点COM；高压同步电动机“星”接信号常开触点Y一端接入PLC 输入端子X2，另一端连接PLC输出公共点COM；励磁装置上电就绪信号常开 触点J一端接入PLC输入端子X3，另一端连接PLC输出公共点COM；高压变 频器重故障输出信号常闭触点F一端接入PLC输入端子X4，另一端连接PLC 输出公共点COM；PLC内部辅助继电器M与PLC输入端子X0、X1、X2、X3、 X4的逻辑关系为PLC内部辅助继电器M由PLC物理输 出端子Y0输出；PLC内部定时器T与PLC输入端子X0、X1、X2、X3、X4的 逻辑关系为PLC内部定时器T由PLC物理输出端子Y1 延时输出。

高压变频器输出的上电就绪常开触点R在高压变频器内部与输出公共 点COM相连接，高压变频器在上电就绪时高压变频器输出的上电就绪常开触 点R闭合，高压变频器启动后高压变频器输出的上电就绪常开触点R分断。

高压变频器启动条件：高压变频器上电就绪常开触点R闭合、高压同步 电动机“星”接信号常开触点Y闭合、励磁装置上电就绪信号常开触点J闭 合、高压变频器无重故障输出，重故障信号常闭触点F闭合。高压变频器上 电就绪常开触点R、高压同步电动机“星”接信号常开触点Y、励磁装置上电 就绪信号常开触点J和高压变频器重故障输出信号常闭触点F所对应PLC输 入端子的逻辑状态为X1、X2、X3置位，X4复位。

闭合系统控制开关QS，X0置位，辅助继电器M置位并对X1自锁，Y0置 位输出，Y1延时置位输出。输出点Y0驱动外部中间继电器KA1，输出点Y1 驱动外部中间继电器KA2，Y0置位输出KA1常开触点闭合，启动励磁装置， 高压变频器输出DC 4～20mA模拟电流信号控制励磁装置的输出电流，按给定 数值对同步电动机转子线圈投励。延时一定时间Y1置位输出，KA2常开触点 闭合，接通高压变频器启动端子，启动高压变频器。

高压变频器模拟量输出端口输出DC 4～20mA模拟电流信号端口，接入励 磁装置的励磁调节器模拟量控制输入端口，控制和调节励磁装置的电流输出 数值。励磁装置的输出端连接同步电动机转子线圈，给同步电动机转子线圈 提供励磁电流。

系统控制开关QS闭合，变频调速系统启动，高压变频器上电就绪，启动 励磁装置，高压变频器输出模拟电流信号给定8mA送励磁装置，以固定数值 励磁电流对同步电动机投励。延时一定时间Y1置位输出，KA2常开触点闭合， 接通高压变频器启动端子，启动高压变频器。

高压变频器输出频率0～30Hz范围内，高压变频器输出模拟电流信号给 定8mA送励磁装置，以固定数值对高压同步电动机转子线圈励磁。高压变频 器输出频率30Hz～50Hz频率范围内，同步电动机转速达到工艺要求正常运 行，高压变频器输出频率变化同步电动机转速也随之改变，高压变频器输出 8～20mA模拟电流信号对励磁电流进行调节，控制同步电动机转子线圈励磁 电流的增、减，实现恒功率因数调节。

系统控制开关QS分断，X0复位，依据逻辑关系PLC内部辅助继电器M复位，Y0复位，外部中间继电器KA1常开触点分断， 切断励磁装置，停止对同步电动机转子线圈励磁，减小同步电动机再生电能 回馈变频器。

与此同时，依据逻辑关系PLC内部定时器T复位， Y1复位，外部中间继电器KA2常开触点分断，高压变频器停止输出，同步电 动机自由停车。

当高压变频器发生重故障时，重故障信号常闭触点F分断，PLC输入端 子置位，依据上述逻辑关系，外部中间继电器KA1分断，切断励磁装置， 停止对同步电动机转子线圈励磁，KA2常开触点分断，高压变频器停止输出， 同步电动机自由停车。

采用本发明进行变频调速时先投励，延时启动高压变频器的同步启动方 式，同步电动机启动和运行中由高压变频器模拟量输出端口输出DC 4～20mA 模拟电流信号控制励磁电流自动调节，对于实现高压同步电动机变频调速专 业化具有很重要的意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。