变频器的旁路功能及相关应用

       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

看过推荐的文档。

我印象里，有关变频器的旁路功能和应用，在西门子的驱动产品里，过去只在工程型的变频器里有电网同步的转换功能。比如，6SE70和S120变频器。而现在的推荐文章，介绍了在G130和G150的变频器上如何正确使用。这对用户而言真是太方便了。因为能有变频与工频自由电源同步转换的应用场合，往往是G系列的变频器使用。用工程型变频器只做这件事成本有点高了。这样就很好。满足客户需求，降低使用成本。

我记得n年以前，在工控网技术论坛以及西门子的技术论坛传动版区，因为大功率恒压供水项目的变频器转工频应用，讨论得特别热烈。那时，能有变频器的电源输出相位与工频相位同步的功能基本没。变频转工频是一件很头疼，很冒险的操作。而为了项目成本，又不得不而为之。它的最大的弊端，就是转换过程导致的电网冲击很大。风机泵类的变频器专用，又是比较简单、便宜的变频器，所以，这类问题，解决方案五花八门。

我记得当时西门子驱动部门给出的推荐方案是，不用变频转工频，变频就是变频，工频采用软起动器启动。有几台并联驱动的电机，就是n软起+1变频的方案。但是对于大功率的项目软起也是成本，尽管软起比变频的成本低很多。国内的用户想了很多的方案，实现一台变频可以完成n台电机的变频转工频。于是外挂的电源相位检测器应运而生。

现在，这一切都成为了过去。G130和G150有了这个同步的旁路功能。对于过去这种棘手的应用，那就是分分钟搞定的了。

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学习了，这样旁路真的很方便。以前做旁路都是自己做控制电路控制接触器隔离接通。使用变频器功能控制旁路接触器确实方便。

学习了，中压和低压的变频切工频是不是原理都一样啊？之前有幸见过一次TEMIC的中压变频器的变频切工频的过程，厂家带的类似示波器的仪器可以记录整个投切过程的波形曲线。

不带重叠的同步旁路方式 (P1260=2)

其他的变频也是采用这种方式吧，没有电压相位的检测。

VSM10电压检测模块将近三千元，可能对于用户来说，成本有点贵了，

对于大功率的变频器一带多系统，如果买个软起，估计3k都下不来的，3k一个模块，能对n个电机的变频转工频或者工频转变频，应该还是可以接受的吧？就是相位检测器嘛。自己做这个功能，估计成本也会差不多的。

一样的，记录透切波形的目的，应该是记录在旁路切换过程中负载的波动。

西家传动里 同步发布了，的确不错！

很好的功能，学习了。

西家，永远都有亮点，一直都有学不完的东西，脑细胞不够用啊