变频器的旁路功能介绍及相关应用

2019-06-28

变频器在使用过程中,经常会遇到变频器需要长期运行在50Hz,不进行调速的工况;也会遇到变频器故障时,生产工艺要求电机继续运行的工况,这个时候就需要变频器具备旁路功能(by pass mode)。

         

一、旁路功能概述:

 

1、 旁路功能白话解释:就是并联一个通道的意思在电子电路中,一般是将一个电容与电阻并联,将电阻上的交流成份进行“滤除”,提供一个交流通道,该通路理解为旁路,该电容称之为旁路电容。

 

2、 在变频应用中的旁路功能解释:针对电机,由变频器驱动还是由工频电网直接驱动,通常由变频器驱动转为工频驱动的过程叫旁路切换。

 

3、 变频器的旁路功能:是工艺控制器中包含的一个功能块,需要首先激活工艺控制器,才能使用旁路功能。

 

4、 旁路过程:由变频器的CU单元控制切换逻辑及算法,驱动变频器继电器输出接点,控制两个接触器,使得电动机由变频器驱动,或者由工频电网驱动。

 

二、变频器旁路功能的简单图示:

 

三、变频器旁路功能分类:

 

 

以SINAMICS G130/G150为例,在变频器的输出侧安装接触器, 同时在电机工频回路安装接触器、断路器及熔断器等,根据两个接触器的动作时序及是否互锁,可以将旁路功能分为如下三种方式:

 

A、 带重叠的同步旁路方式 (P1260=1)

        此功能可以将电机同步切换到网侧,也可以将电机同步切换到由变频器控制。旁路过程中,变频器通过VSM10模块检测电网电压、频率、相位,然后控制变频器的输出,当变频器的输出电压、频率、相位满足旁路条件时,网侧接触器K2闭合,接触器  K1   和K2会在同步的过程中同时闭合一段时间(同步锁相),然后K1断开,电机在工频电网运行,这种同步旁路方式对电网没有冲击,是比较好的旁路切换方式。

 

B、 不带重叠的同步旁路方式 (P1260=2)

         与方式一类似,没有VSM10模块检测电网电压,当变频器的输出超过50Hz时,发出OFF2 指令,封锁输出,K1断开,K2闭合,在满足K1、K2互锁前提条件下,K2 需要尽快投入到工频电网上去,尽可能减小电机转速跌落,这种不带重叠的旁路方式,对于电网 可能造成冲击,因为电机投入电网瞬间, 由于电机剩磁的影响, 在电机端子上有感应电压, 这个感应电压与电网没有任何关联,频率、相位、电压幅值具有很大的随机性,一般不推荐这种旁路方式。

 

C、 无同步的旁路方式 (P1260=3)

         该旁路方式随机性也比较大,没有VSM10模块检测电网电压,变频器运行在任意频率都可以执行旁路功能,变频器发出OFF2 指令,封锁输出,K1断开,K2闭合,对电网冲击的可能性更大,一般不推荐使用。

四、带重叠的同步旁路方式时序及状态位:

 

 

五、带重叠的同步旁路功能注意事项:

1、接触器分断能力,必须能够带载分断。

2、变频器控制方式须采用无编码器矢量控制或者线性V/F控制。

3、旁路控制是工艺控制的一部分,必须使能。

4、同步旁路功能是通过变频器控制,实现电机同步切换到网侧或变频器供电侧,接触器的反馈信号必须反馈到变频器。

5、可以通过参数 p3802 激活同步功能,Infeed、 vector必须连接 VSM10。

6、在变频器处于 “Ready to start and bypass” 或 “Ready to operate and      bypass” 状态时,使用温度传感器监视电机温度 ,防止电机过热损坏。

7、 当 OFF2 或 OFF3 命令有效以后,所有的旁路开关都被关断。

8、需要加Uk 值为 10 %的输出电抗器,用于变频器与电网电压之间的解耦。

9、接触器闭合状态返回信号需要正确接入。

六、旁路功能应用场合:

1、轮船侧推系统

2、大功率水泵组循环投入和切换

3、矿山皮带机驱动系统

4、大功率风机驱动

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