变频器系统输入侧故障保护方法及控制系统技术方案

本发明专利技术揭示了一种变频器系统输入侧故障保护方法及控制系统，所述故障保护方法，在变频器系统输入侧发生部分故障时根据不同的故障类型采用分断故障变频器及故障单元，保证系统正常运行；当故障导致系统必须停机时，对发生故障时的运行参数进行保存，并使系统内各变频器协调关联停机。所述变频器系统输入侧故障保护控制系统包括：保护系统通讯单元，故障检测单元，逻辑控制单元，故障保护执行单元；故障保护系统内的组成部件可按实际需要进行配置，方便灵活。与现有技术对比，本发明专利技术的有益效果：针对变频器系统的输入侧的故障进行有效的保护和故障处理，更好满足变频器系统的要求，提高变频器系统的安全性与系统运行的可靠性。高变频器系统的安全性与系统运行的可靠性。高变频器系统的安全性与系统运行的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
变频器系统输入侧故障保护方法及控制系统


[0001]本专利技术涉及变频器领域，更具体地说，涉及变频器系统输入侧故障保护方法及控制系统。

技术介绍

[0002]当前由多台变频器组成的变频器系统在实际应用中越来越广泛。通过多台变频器的协同关联控制，可完成复杂生产现场的工艺要求。变频器系统的供电可以是每台变频器单独供电，也可是统一供电，这样在处理系统输入侧故障时，就需要区分不同情况进行故障处理。
[0003]变频器正常运行过程中，采用的是三相工频电源，当电网发生波动，如电压短时间内突然失电或由于较大负载突然投入引起电网电压短暂下降时，如果不采取任何措施，由于电机侧的负载以及变频器自身的损耗，电容上的能量会很快的消耗，使其电压迅速下降，当母线电压低于变频器自身的欠压点时，就会导致变频器进入不受控停机模式。
[0004]此时变频器系统内不同的变频器如果因断电使停机过程不受控制，不同变频器间的动作不保持协调关联性，会对变频器系统的整体运行造成影响，进一步可能发生事故。
[0005]在确认电源电压再次达到启动电压后，则变频器系统进入再次启动状态，而对于一些需要连续运行的工业生产场合，由于电网的波动引起的变频器系统停机再启动，会影响其正常的生产运行，造成不必要的经济损失，所以需要采取一些措施避免此类情况的出现。
[0006]综上所述，对变频器系统整体上的输入侧故障保护方法与控制系统成为越来越受到关注的实际问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种变频器系统输入侧故障保护方法及控制系统，来解决在多台变频器组成变频器系统在运行过程中发生输入侧故障时的保护问题。对于变频器系统的输入侧的主要功能是对整个变频器系统进行供电，变频器系统可以对系统内每台变频器单独供电，或是选择统一供电。在发生变频器系统输入侧故障时，通过检测变频器系统的外部电压电流数据与变频器内部直流母线的电压电流数据，来确定变频器系统输入侧故障的类型。
[0008]参见图1所示，针对变频器系统内的每台变频器10，均有变频器系统输入侧故障检测单元20和变频器系统输入侧故障保护单元40与其相连；并与变频器系统输入侧故障通讯单元30进行通讯联系，为后期在发生变频器系统输入侧故障时，在确定故障类型的过程中，变频器自身的故障检测数据和变频器系统输入侧故障检测单元的检测数据同时提供给变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元，增加故障检测的准确性，避免误动作；同时变频器系统输入侧故障保护系统的各个单元可根据变频器系统内变频器的情况进行增加，增加了系统的灵活性。
[0009]所述变频器系统输入侧故障保护方法包括以下步骤：在变频器系统上电时，通过变频器系统输入侧故障保护通讯单元与变频器系统的通讯，记录变频器系统中每台变频的基础资源表到变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元中，作为发生故障时变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元执行保护动作的依据；变频器系统正常运行时，变频器系统输入侧故障保护检测单元实时检测各个变频器的运行状态，当变频器系统发生输入侧故障时，变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元分析故障状态，以及发生故障的变频器数量，根据前期保存的变频器系统基础资源表进行分析，确定应该采取的保护措置；保护措施通过变频器系统输入侧故障保护执行单元执行，并保存当前变频器系统运行数据到变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元，同时对外报警；故障排除后，变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元对变频器系统进行现场恢复并继续运行。
[0010]变频器系统输入侧故障检测单元可对变频器系统中输入侧故障进行故障检测，所述检测故障包括：1)对于单台变频器，输入侧故障检测包括输入电源电压幅值检测，输入三相电源缺相检测，输入电源三相不平衡检测，直流母线电压限值检测，直流母线电流检测；2)对于变频器系统，输入侧故障检测包括进线电源电压检测，输入侧进线电流检测；实际包括的检测单元数量根据变频器系统实际要求进行增减，保证系统的输入侧运行状态实时得到检测。
[0011]变频器系统自身的故障检测和变频器系统输入侧故障保护系统的故障检测可互为验证，如图3所示，可以提高故障判断的准确性，避免误动作。
[0012]变频器系统输入侧的故障保护针对的故障可分为短时电压跌落故障和断电故障。针对短时电压跌落故障采取的保护措施主要保证变频器能够不受影响的正常运行；对于断电故障，采取的保护措施主要保证变频器系统内的变频器能相互协调关联的有序停机，或是同步停机，避免因为系统内变频器的停止运行不受控而对系统产生不利影响。
[0013]在需要变频器系统停机的情况下，应该保存故障时变频器系统的运行数据，为后期系统故障排除后的恢复运行提供参考。变频器系统内采用共直流母线系统以此保证变频器系统协调停机的步骤如下：首先确定变频器系统发生断电故障或短时断电故障，通过变频器系统输入侧故障保护执行单元在各台变频器的直流母线电容间接触器可根据实际情况构成共直流母线运行系统；其次，考虑合理的避免不必要的能量损失，在主要储能环节直流母线电容的电路前后端按实际需要分断所有不必要的损耗电路，使变频器系统在发生输入侧故障时组成共直流母线系统只完成必要的操作，减少其他能量损耗；进一步的，在确定变频器系统的直流母线总储能后，可确定在发生电源故障时变频器系统可正常运行的时间；最后，按此运行时间为上限预留相应余量后，对系统内各变频器停机参数进行设置，保证变频器系统内各变频器按系统指令要求停机或进入保护状态。同时对外报警，保存变频器系统现场运行数据，为变频器系统恢复运行提供数据支撑。
[0014]本专利技术还提供了变频器系统输入侧故障保护控制系统，包括以下单元：变频器系统输入侧保护系统通讯单元，变频器系统输入侧故障检测单元，变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元，变频器系统输入侧故障保护执行单元；其中变频器系统输入侧故障检测单元包括对变频器内部输入侧的故障检测，也包括对变频器系统外部输入侧的故障检测；变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元包括逻辑控制系统，存储系统和外围操作单元；
变频器系统输入侧故障保护执行单元执行对变频器及变频器系统的故障保护；变频器系统输入侧故障保护通讯单元负责变频器系统输入侧故障保护系统与变频器系统的通讯。
[0015]有益效果：该专利技术具备对变频器系统输入侧的保护功能，且易于按变频器系统需求进行拓展，对于变频器系统输入侧故障保护提供了合理的保护方案，使变频器系统可以安全、高效运行，在发生故障后的系统恢复也提供了数据支持。
附图说明
[0016]利用附图对专利技术作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本专利技术的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0017]图1是本专利技术变频器系统输入侧故障保护控制系统的原理示意图；图2为本专利技术变频器系统输入侧故障保护方法的工作逻辑控制流程示意图；图3为本专利技术变频器系统输入侧故障保护方法故障判断原理示意图；图4为本专利技术变频器系统输入侧故障保护方法故障判断流程示意图；图5为本专利技术变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.变频器系统输入侧故障保护方法，其特征在于，所述变频器系统由一台或多台变频器组成，变频器系统内的变频器数量按实际需进行增加或减少，组成满足需要的变频器系统；所述变频器系统输入侧故障保护方法针对变频器系统的实际情况，对变频器系统输入侧故障进行保护，保护方法包括以下步骤：变频器系统通电开机后，每台变频器进行自检，变频器系统输入侧故障保护通讯单元建立与变频器系统内每台变频器的通讯联系，通讯方式可选择：485通讯，Modbus通讯，以实际变频器系统使用的通讯方式为准；变频器系统与变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元通过变频器系统输入侧故障保护通讯单元建立通讯联系，存储变频器基本运行参数到变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元中，单台变频器的基本运行参数包括：每台变频器的额定功率，每台变频器的直流母线电容容量，每台变频器的直流母线电压限制，每台变频器输入侧电流限值；所有相关数据记录到每台变频器对应的资源表，存储在变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元中指定的存储单元，建立变频器系统基础资源表；变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元中的变频器系统基础资源表，还包括：组成变频器系统的变频器数量，系统中各台变频器的联动关系；此信息作为变频器系统基础数据与单台变频器基础资源表分别存储在指定的存储单元；变频器系统内每台变频器对应的变频器系统输入侧故障检测单元的基础运行参数保存到变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元中，变频器系统输入侧故障检测单元的基础运行参数包括：每台变频器输入侧故障检测单元数量，变频器内部输入侧故障检测单元编号，变频器外部输入侧故障检测单元编号；变频器系统内各变频器间的变频器系统输入侧故障检测单元编号；所有这些信息组成变频器输入侧故障保护检测单元基础资源表，存储在指定的存储单元，为后期发生故障时的保护动作提供基础数据；变频器系统内每台变频器对应的变频器系统输入侧故障保护执行单元的基本参数保存到变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元中，变频器系统输入侧故障保护执行单元的基本参数包括：每台变频器输入侧故障保护执行单元数量，每台变频器内部输入侧故障保护执行单元编号，每台变频器外部输入侧故障保护执行单元编号；变频器系统输入侧故障保护执行单元信息，变频器系统内两台变频器之间的变频器系统输入侧故障保护执行单元信息，所有数据组成变频器系统输入侧故障保护执行单元基础资源表存储在指定的存储单元，为后期发生故障时的保护动作提供基础数据；通过变频器系统输入侧故障保护系统的通讯单元，实时接收变频器系统的运行状态信息，同时接收变频器系统输入侧故障检测单元的检测数据，变频器系统输入侧电源实时电压电流参数与变频器内部直流母线电压电流数据发送到变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元，综合判断变频器系统输入侧是否发生故障及发生故障信息；如果发生变频器系统输入侧故障，根据故障信息通过变频器系统输入侧故障保护逻辑控制单元的指令使变频器系统输入侧故障保护执行单元动作，同时保存变频器系统运行的状态信息，记录故障发生时变频器系统内每台变频器的运行状态，为故障排除后的运行提供必要信息；变频器系统输入侧故障发生时，变频器系统输入侧故障保护可对单台变频器进行保护，也可对变频器系统整体进行保护，所采取的措施按变频器系统输入侧逻辑控制单元的
指令执行；变频器系统输入侧故障发生后，变频器系统输入侧故障保护动作执行完毕后，报警并等待故障排除；故障排除后，按故障时记录的运行状态，恢复变频器系统运行。2.根据权利要求1所述变频器系统输入侧故障保护控制方法，其特征在于，对于变频器系统的输入侧故障保护是建立在相应的数据资源表的基础上，具体包括：变频器系统数据资源表，包括组成变频器系统的变频器数量，各变频器之间的工作流程和配合关系；各台变频器自身的基础资源表；变频器系统输入侧故障保护单元通讯单元基础资源表；变频器系统输入侧故障检测单元基础资源表，包括针对每台变频器的检测单元基本信息，变频器系统中不同变频器间的故障检测单元基本信息；变频器系统输入侧故障保护执行单元的基础资源表，包括每台变频器的故障保护单元信息以及变频器系统内各台变频器之间的故障保...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐宇，
申请(专利权)人：常州捷驰达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：