变频器故障自动切换工频在电厂中的应用

杨建斌

（国家能源集团铜陵发电有限公司，安徽 铜陵 244000）

1 变频器的介绍

变频器即应用于通过变频技术改变频率的机器。变频器通过控制电动机的频率进而对电动机进行控制。可以有效地对电动机实现变频启动，节能运行。变频器分直流变交流和交流变直流等多种整流单元组成。变频器的种类多种多样，大体上可分为两类即电压式变频器和电流式变频器。变频器的不仅节能，为人们日常生活带来益处。一般情况下，不建议将变频器输出侧当电源用，或者加入输出滤波器和隔离变频器，即构成一个逆变器啦。变频器输出的方波中含有较大谐波，因此不能直接连接一般的家用电器。

2 变频器的结构和原理

2.1 变频器的结构

变频器通常包括四个部分。第一为可以改变电流的整流单元。第二为可以存储电能的高容量电容。第三为可以通过控制开关将电流改变为方波的一种机器，即逆变器。第四为控制变频器工作同时也控制逆变器输出方波的幅度等性质的控制器。若电动机发出的谐波太大并不合适，变频器会相对进行一定调整。因此变频器实质上是一个输出可变的电源，是可作为供电的机器，是一种针对工业环境设计的电源。变频器工作分两个方面，第一，变频启动后切工频运行，进而降低启动电压冲击，这种一般是通过一台变频拖动多台电机的情况。第二，变频为保证生产，切换至工频检修并进行其变频。

另外变频器有多项电源控制，所以该结构也是变频器工作高效的原因之一。变频器包括单片机可以进行显示，单片机可以通过接口进行外界转换。同时也可以对它进行设定。单片机传给PWM发生器，最终会传给驱动电路。电源对单片机可进行一系列的操作，例如电流检测、温度检测电压检测等等。

2.2 变频器的工作原理

变频器的种类多种多样，大体上可分为两类即电压式变频器和电流式变频器。其中电流式变频器是整流电路将电网来的交流电转换成直流电；再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给推进电动机，电流型变频器的直流中间环节，采用大电感滤波。而电压式变频器是整流电路将电网来的交流电转换成直流电；再经三相桥式逆变电路转变为频率可调的交流电，供给推进电动机，电压型变频器的直流中间环节采用大电容。这两种变频器的主要区别就是直流中间环节是采用大电感滤波还是大电容。

3 变频器自动切换频率的情况

例如当设备电机稳态运行在50HZ并无调速要求，变频和工频的耗电量相当，使用变频达不到明显的节能效果，使用工频也会比使用变频的稳定性高些，此时变频仅用作电机软起，频率达到50HZ后切换至工频，变频闲置，如果有多台同样类型的设备，变频器也可用于下一台设备的软起，用较低成本达到多台电机的软起，同时放一个变频器也可满足上级的节能环保买变频的检查需求。故变频器的不仅在节能发挥着重要的作用，而且为人们日常生活带来巨大好处。

4 变频器工频与变频应用到电厂的介绍

4.1 变频器工频与变频的切换场景

当机器发生故障时。因为此时变频器器发生故障，而程序不可以立即停止。为使改变周围的电路状态，此时减小变频器发生的故障应使变频自动切换至工频。以保证变频器工作的继续进行并且保证变频器在工作时的安全问题。第二，当变频器使用同一频率执行操作，却仍不达标时。此时变频器可能会自动由变频转化为适量大小的工频。

一般变频器均设置入口开关QF1，出口开关QF2，旁路开关QF3，变频器对应的设备风机（水泵）设置有流量调节阀门。当变频器正常工作时QF1、QF2合闸，调节阀门手动全开，流量通过变频器调节。变频器故障后，变频器入口、出口开关应当自动跳闸，然后自动和上旁路开关QF3，同时自动调整流量调节阀的开度，保持设备输出的流量保持不变。流量调节阀开度大小应当通过历史工频运行经验值进行 整定。

4.2 变频器出现障碍的原因

变频器出现故障的原因有许多。例如在外界环境的影响下，将变频器放到温度过于高或者温度过于低的地方；部分地区阳光照射过强或者灰尘过大阻塞变频器；变频器遭到损坏，强烈震动等等外部因素而影响变频器的使用。对变频器进行破坏，从而使变频器不能正常地进行工作，此原因是变频器出现故障的第一条原因。

第二条故障原因为变频器所接触的电源不断进行变换，其电波的大小不断改变，导致变频器运行时出现错误。从而导致变频器被破坏，不能进行正常的工作。

4.3 变频器故障自动切换工频的流程

PLC可对变频器在工频和变频运行之间进行切换。此过程可用继电器接触器进行控制。当变频器出现故障时，应进行工频运转、变频通电、变频运行，然后进行变频跳闸，最终进行故障分析。这是当变频器发生故障时，自动切换至工频的流程。

5 结语

在电机起动，停机平缓，调速，多工控运行省电，提高电机运行效率或一些应用场合时，需要调节负载的运行速度，则需要通过变频器对电机进行控制，达到变频调速的目的。故变频器在日常生活中普遍使用。变频器有时会出现故障，因此在变频器出现故障时，自动切换工频会对变频器的使用带来巨大帮助。变频器可用作设备的软起，用较低成本达到多台电机的软起，满足节能环保检查需求。不仅对于环保方面有效，而且对我国电力发展方面会做出巨大贡献。