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 同期装置与变频软启动

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liul_sharp
侠圣

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楼主    2022-09-16 22:36:20
主题:同期装置与变频软启动 精华帖 

这是多年前和同事一起做的一个验证试验,使用同期装置而不使用S120的旁路功能(r0108.16)去软启动电机。

图1:主回路图,2个接触器组成的旁路系统(接触器不互锁,重叠旁路),同期装置7VE61有2组互感器分别测量电网和电机侧电压。



同期装置7VE61有5个DO信号如下:

  • 升速

  • 降速

  • 升压

  • 降压

  • 合闸(合KM1指令)

上述信号通过硬接线接入S120的CU,再使用DCC做程序。逻辑:升、降速用来调节电机转速。升降压用来调节变频器的输出电压。

疑问来了:UF不是成正比么,改变转速不是就改变了电压了?确实如此,VC转速模式下UF确实是正比。但是电机Flux是可以调节的。电压是可以通过改变p1570来调节的,让电机稍微增加或者减少一些磁通就可以达到调节电机电压的目的,且能保持转速不变(因为是速度控制)。这就相当于解耦UF了。

所以,DCC就要考虑给定值的RAMP、LIMIT等等,防止电机磁通突变产生啸叫等等。

另外,变频输出电压的调节幅度虽然受制于调制、进线电压等因素,但是对于软启动来说,调节幅度不会太大。



图2:启动变频器运行到50Hz,还没有启动同期装置,LED均不亮。黄色波形是网侧电压波形,青色是电机侧电压波形,红色波形为2个波形的差值。下同。


图3:启动同期装置后,频率差和电压差已经落到了同期装置设定的范围内,LED指示。


图4:相位差也落入同期装置设定的范围内,合闸前的瞬间。通道1和通道2的LED均点亮时,合闸信号输出。红色电压差为0是,合闸。


其实这个应用对于大型电机的软启动应用是很常见的,我们只是拿来验证S120或者说常规变频器在电压、转速的解耦验证,以及具体的实现方法(控制逻辑)。而对于同步电机,调节励磁电流就能调节电压了,是相通的。


题外:

同期装置里面有个重要参数:合闸的导前时间T,本实验是指KM1导前时间,指的是同期装置发合闸指令到KM1能稳定合闸的用时,差不多是KM1的动作时间。因为青色波形,也就是变频器的输出电压波形会随着转速的波动而来回游走,所以2个波形的相位差为0的时刻有无穷多个。电网频率20ms,所以要将这个导前时间算进去,发合闸指令后,等相位差为0的时刻,开关正好能合上。

liul_sharp
侠圣

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7楼    2022-09-18 09:16:08
精华帖  主题:回复:同期装置与变频软启动

变频器自身的旁路功能(r0108.16=1)是由锁相环(PLL)来检测的,要配置VSM10模块。相位调节应该是通过调节调制波的相位或者载波的相位来实现的。重点是能锁住相位不动,使得2个波形一致。

而同期装置纯粹是靠调速以使得2个波形产生相对缓慢的滑动,滑动速度很低(相位差几乎为0)的时候,就可以“预测”同期点的时刻,提前一个“导前时间”去合闸。重点是2个波形要相对缓慢运动,而不是锁住。


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