一种大功率电机工变频切换系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术主要公开了一种大功率电机工变频切换系统及其控制方法，它包括采集电路单元，判断电路单元，控制电路单元，执行电路单元，电气控制回路单元；所述的采集电路单元与判断电路单元连接，所述的判断电路单元与控制电路单元和执行电路单元连接；所述的执行电路单元与电气控制回路单元连接；所述的电气控制回路单元与电机连接；所述的采集电路单元包括采集信号模块、整流模块、电源信号处理模块、比较信号处理模块；所述的判断电路单元包括放大电路模块和相位检测电路模块；本发明专利技术专利有效提高切换的成功率，能快速准确的捕捉到相位同步，并且系统简单高效，系统简单后切换的稳定性与成功率就会增加，系统有效的降低成本，可批量生产加工。

A Power Frequency Conversion Switching System for High Power Motor and Its Control Method

The invention mainly discloses a power frequency conversion switching system of high-power motor and its control method, which includes acquisition circuit unit, judgment circuit unit, control circuit unit, execution circuit unit and electrical control circuit unit, the acquisition circuit unit is connected with judgment circuit unit, and the judgment circuit unit is connected with control circuit unit and execution circuit unit. The execution circuit unit is connected with the electrical control circuit unit; the electrical control circuit unit is connected with the motor; the acquisition circuit unit includes acquisition signal module, rectification module, power signal processing module and comparative signal processing module; the judgment circuit unit includes amplification circuit module and phase detection circuit module; the patent of the invention effectively improves switching. The success rate can capture phase synchronization quickly and accurately, and the system is simple and efficient. The stability and success rate of switching after the system is simple will increase. The system can effectively reduce the cost and mass production and processing.

【技术实现步骤摘要】
一种大功率电机工变频切换系统及其控制方法
本专利技术涉及变频器领域，具体涉及一种大功率电机工变频切换系统及其控制方法。
技术介绍
为节省成本，生产现场一般只选择一台变频器和两台电机同时使用，这就需要进行工频到变频的转换；小功率的电机因负载小，对电网的相位要求不高，工变频可成功切换；但对于大功率电机而言，因其在工作时先脱离电网运行，电机负载大，电机会有励磁冲击，随着电机运行时间的增长，电机转速降落太大，滑差冲击开始显著上升；而变频器输出电压的起始相位是随机的、不确定的，即使变频器的输出电压频率等于工频电压频率，所输出的三相电源和工频电源的的初始相位也不一致，由于相位的不一致，造成了在切换过程中的各种问题，使大功率电机变频转工频的问题更加复杂，正是由于变频器电压输出起始相位具有随机性,变频器输出的三相电源和工频电源的初始相位不一致,导致了电机切换时产生的瞬时电流也具有随机性,有时会远大于电机的额定电流,在现场生产中表现为电机的电流或电压过载,而使空气开关跳闸,烧毁熔断器,严重时还会损坏电机设备。
技术实现思路
为解决上述大功率电机在工变频切换时存在的问题，本专利技术提供了一种大功率电机工变频切换系统及其控制方法。一种大功率电机工变频切换系统，包括：采集电路单元，，用于采集电网的两相电和变频器同相输出的两相电的电压；判断电路单元，用于将采集的电压和相位信号进行比较处理；控制电路单元，用于控制采集电路单元和判断电路单元进行来回动作，直至达到相应的控制要求；执行电路单元，主要用来执行电气控制回路单元的导通工作；电气控制回路单元，控制电机完成输出波形的锁相，同时控制主回路切换电路单元完成工变频的转换工作；所述的采集电路单元与判断电路单元连接，所述的判断电路单元与控制电路单元和执行电路单元连接；所述的执行电路单元与电气控制回路单元连接；所述的电气控制回路单元与电机连接。所述的采集电路单元包括采集信号模块、整流模块、电源信号处理模块、比较信号处理模块；所述的采集信号模块与整流模块连接，所述的整流模块分为整流桥一和整流桥二；所述的整流桥一与电源信号处理模块连接，所述的整流桥二与比较信号处理模块连接；所述的采集信号模块分别与变压器T1、变压器T2连接；变压器T1与整流桥一连接，整流桥一与电源信号处理模块连接，处理为电源信号；变压器T2与整流桥二连接，整流桥二与比较信号处理模块连接，处理为比较信号；所述的电源信号处理模块与电路板连接，为电路板提供电源；所述的比较信号处理模块为lm324比较器。所述的判断电路单元包括放大电路模块和相位检测电路模块；所述的放大电路模块与相位检测电路模块连接；判断电路单元通过输出引脚控制开关一和开关二的导通，进而开关控制电路单元动作，并通过电位器R6调整开关一和开关二的动作点；当相位检测电路模块检测到相位一致后，通过开关三控制继电器K1的吸合关断，完成相位的检测控制；当相位检测电路模块检测到相位不一致时，控制电路单元控制采集电路单元和判断电路单元重新执行采集和判断，直至检测到相位一致为止。所述的电气控制回路单元包括变频器扩展继电器、相位检测继电器、交流接触器KM1、时间继电器KT、中间继电器KA、交流接触器KM2、启动按钮SB1；所述的变频器扩展继电器、相位检测继电器串联连接；所述的相位检测继电器后串接交流接触器KM2常闭触点一、中间继电器KA常开触点；所述的启动按钮SB1与启动按钮SB2、中间继电器KA常闭触点、交流接触器KM2常闭触点二、交流接触器KM1常开触点串联连接；所述的时间继电器KT常开触点与启动按钮SB3、交流接触器KM1常闭触点、交流接触器KM2常开触点串接。一种大功率电机工变频切换控制方法，包括：a、采集电路模块采集电网的两相电和变频器同相输出的两相电的电压，一部分经变压器TI转换为可控范围内的电压，经由D1、D2、D3、D4整流器并联组成的整流桥一整流后，再经电源信号处理模块处理为电源信号；一部分经变压器T2转换为可控范围内的电压，经由D5、D6、D7、D8整流器并联组成的整流桥二整流后，再经比较信号处理模块处理为比较信号；b、判断电路单元将采集的比较信号经运算放大器U1放大后与系统设定的参数进行比较，当比较信号与设定参数一致时，判断电路单元将判断信号传给执行电路单元；当比较信号与设定参数不一致时，判断电路单元将判断信号传给控制电路单元；控制电路单元再次控制采集电路单元执行采集电压信号动作，直至采集的电压信号经判断电路单元比较一致，控制电路单元停止动作；c、执行电路单元控制电气控制回路单元导通，完成工变频的转换；执行电路单元控制转换开关SA闭合，同时通过控制启动按钮SB1启动变频器，交流接触器KM1常开触点接触吸和，变频器运行，为保证相位检测的准确高效，目标频率要比市电高些，将变频器运行至目标频率50.10hz后，变频器扩展继电器的PA、PC触点闭合，相位检测电路单元检测到相位一致后，相位检测继电器的PA、PC触点闭合，同时中间继电器KA常开触点吸合，交流接触器KM1常开触点断开，控制时间继电器KT得电，经过一段时间延时后时间继电器KT常开触点闭合，交流接触器KM2常开触点得电吸合，完成变频运行到工频的转换;d、电气控制回路单元控制电机完成输出波形的锁相，同时控制切换电路单元完成电机由工频到变频的切换；交流接触器KM1为变频运行主回路接触器，交流接触器KM2为工频运行主回路接触器，两个接触器不能同时闭合，要保证交流接触器KM1断开一定时间后交流接触器KM2才能吸合。本专利技术专利有效提高切换的成功率，能快速准确的捕捉到相位同步。当检查到变频器与电网的相位同步之后立刻进行切换，这可有效防止在不确定相位的情况下切换带来的电流冲击，防止损坏电源开关及接触器拉弧等，并且系统简单高效，系统简单后切换的稳定性与成功率就会增加。系统有效的降低成本，可批量生产加工。附图说明图1：本专利技术专利结构框图；图2：本专利技术专利采集信号单元结构框图；图3：本专利技术专利判断电路单元结构框图；图4：本专利技术专利电气控制回路单元电路图。图5：本专利技术专利主回路切换电路单元电路图。具体实施方式一种大功率电机工变频切换系统，包括：采集电路单元（1），用于采集电网的两相电和变频器同相输出的两相电的电压；判断电路单元（2），用于将采集的电压和相位信号进行比较处理；控制电路单元（3），用于控制采集电路单元（1）和判断电路单元（2）进行来回动作，直至达到相应的控制要求；执行电路单元（4），主要用来执行电气控制回路单元（5）的导通工作；电气控制回路单元（5），控制电机（6）完成输出波形的锁相，同时控制主回路切换电路单元完成工变频的转换工作；所述的采集电路单元（1）与判断电路单元（2）连接，所述的判断电路单元（2）与控制电路单元（3）和执行电路单元（4）连接；所述的执行电路单元（4）与电气控制回路单元（5）连接；所述的电气控制回路单元（5）与电机（6）连接。所述的采集电路单元（1）包括采集信号模块（101）、整流模块（102）、电源信号处理模块（103）、比较信号处理模块（104）；所述的采集信号模块（101）与整流模块（102）连接，所述的整流模块（102）分为整流桥一（105）和整流桥二（106）；所述的整流桥一（105）与电源信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大功率电机工变频切换系统，其特征是：包括：采集电路单元（1），用于采集电网的两相电和变频器同相输出的两相电的电压；判断电路单元（2），用于将采集的电压和相位信号进行比较处理；控制电路单元（3），用于控制采集电路单元（1）和判断电路单元（2）进行来回动作，直至达到相应的控制要求；执行电路单元（4），主要用来执行电气控制回路单元（5）的导通工作；电气控制回路单元（5），控制电机（6）完成输出波形的锁相，同时控制主回路切换电路单元完成工变频的转换工作；所述的采集电路单元（1）与判断电路单元（2）连接，所述的判断电路单元（2）与控制电路单元（3）和执行电路单元（4）连接；所述的执行电路单元（4）与电气控制回路单元（5）连接；所述的电气控制回路单元（5）与电机（6）连接。

【技术特征摘要】
1.一种大功率电机工变频切换系统，其特征是：包括：采集电路单元（1），用于采集电网的两相电和变频器同相输出的两相电的电压；判断电路单元（2），用于将采集的电压和相位信号进行比较处理；控制电路单元（3），用于控制采集电路单元（1）和判断电路单元（2）进行来回动作，直至达到相应的控制要求；执行电路单元（4），主要用来执行电气控制回路单元（5）的导通工作；电气控制回路单元（5），控制电机（6）完成输出波形的锁相，同时控制主回路切换电路单元完成工变频的转换工作；所述的采集电路单元（1）与判断电路单元（2）连接，所述的判断电路单元（2）与控制电路单元（3）和执行电路单元（4）连接；所述的执行电路单元（4）与电气控制回路单元（5）连接；所述的电气控制回路单元（5）与电机（6）连接。2.根据权利要求1所述的一种大功率电机工变频切换系统，其特征在于：所述的采集电路单元（1）包括采集信号模块（101）、整流模块（102）、电源信号处理模块（103）、比较信号处理模块（104）；所述的采集信号模块（101）与整流模块（102）连接，所述的整流模块（102）分为整流桥一（105）和整流桥二（106）；所述的整流桥一（105）与电源信号处理模块（103）连接，所述的整流桥二（106）与比较信号处理模块（104）连接；所述的采集信号模块（101）分别与变压器T1（107）、变压器T2（108）连接；变压器T1（107）与整流桥一（105）连接，整流桥一（105）与电源信号处理模块（103）连接，处理为电源信号；变压器T2（108）与整流桥二（106）连接，整流桥二（106）与比较信号处理模块（104）连接，处理为比较信号；所述的电源信号处理模块（103）与电路板（109）连接，为电路板（109）提供电源；所述的比较信号处理模块（104）为lm324比较器。3.根据权利要求1所述的一种大功率电机工变频切换系统，其特征在于：所述的判断电路单元（2）包括放大电路模块（201）和相位检测电路模块（202）；所述的放大电路模块（201）与相位检测电路模块（202）连接；判断电路单元（2）通过输出引脚控制开关一（203）和开关二（204）的导通，进而开关控制电路单元（3）动作，并通过电位器R6（205）R6调整开关一（203）和开关二（204）的动作点；当相位检测电路模块（202）检测到相位一致后，通过开关三（206）控制继电器K1（207）的吸合关断，完成相位的检测控制；当相位检测电路模块（202）检测到相位不一致时，控制电路单元（3）控制采集电路单元（1）和判断电路单元（2）重新执行采集和判断，直至检测到相位一致为止。4.根据权利要求1所述的一种大功率电机工变频切换系统，其特征在于：所述的电气控制回路单元（5）包括变频器扩展继电器（501）、相位检测继电器（502）、交流接触器KM1（503）、时间继电器KT（504）、中间继电器KA（...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆平，
申请(专利权)人：山东奥卓电气科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37