变频器应用中电压瞬时波动的解决方案

1　引言

　　目前，变频器技术广泛地运用到工业生产控制中，极大地提高了生产的综合效率;同时对其稳定性提出了更高的要求。在变频器的使用中经常受到瞬时电压波动的影响，特别是在连续生产工艺中遇到这种情况时，将会造成大面积的停车事故，造成较大的生产损失。本文就针对电压波动对变频器的影响，以siemen公司的6se70系列的变频器为例，充分使用变频器的功能，对变频器应用中如何解决瞬时电压波动问题提出了详细的解决方案和相关的重要参数设置。

2　电压瞬时波动引起变频器停机的原因

　　电压瞬时波动产生的原因大致分为两种：

　　（1）雷击电网引起的电压瞬时波动

　　雷雨季节时，如果高压电网受到雷击，高压侧避雷器动作，大量的雷击电流引向大地，引起电压瞬时下降，电压下降波形图如图1所示。

　　（2）电网设备发生事故引起的电压瞬时波动

　　如电网关系如图2所示。当bc线发生故障（如相间短路故障）时，变电站b和变电站c的保护装置保护性动作，用户站d的电压出现瞬间波动，电压会在短时间瞬时下降。

　　以上两种情况出现的电压瞬时下降，会引起变频器的直流母线电压下降，变频器出现直流母线欠压（f008）故障使系统跳闸;如果瞬间电压下降达到了变频器控制回路继电器的断开电压时，控制回路继电器断开，变频器也会出现故障停车。

3　柔性响应功能的原理

　　对于电压波动对变频器控制系统的影响，目前普遍都使用大型ups电源系统来解决。但如果只针对瞬间的电压下降而引起的直流母线下降问题，可以充分利用变频器的柔性响应功能即可实现。在电源出现瞬时电压下降的情况下，变频器按当时的电源电压降低输出电压，可以继续运行直到直流母线电压低于50%的额定值。当柔性响应功能激活时，控制深度被限制在异步电机空间矢量调节的范围内（最大输出电压减小）。同时，通过控制深度的限制，在电源不掉电的情况下，变频器可以按照设定的柔性响应最小输出电压（vflrmin）的高值持续运行。如图3所示［1］，当电源电压瞬间从额定运转电压（v drated）下降到柔性响应启动阀值（vdflron），柔性响应启动。当电源恢复时，电源电压值达到柔性响应关闭阀值（vdflr off）时，柔性响应关闭。可以有效的预防电源瞬时电压下降引起的变频器直流母线欠压故障。柔性响应开关门坎值，一般在65%～115%，关闭门坎值位于超过开/关门坎值的5%处。flr调节器只在v/f开环/闭环控制模式和释放柔性响应用v/f=常数时被释放。调节器保证v/f比值为常数。在电压瞬间下降时变频器输出频率以及电机转速降低。

4　变频器控制系统改造方案

　　当电源电压瞬时下降时，变频器的电子板电源（dc24v电源）也会受到影响，应该使用单独的稳压电源，最好使用不间断电源（ups）。同时，也要考虑到瞬间电压下降达到了变频器控制回路继电器的断开电压时，控制回路继电器断开，变频器也会出现故障停车的情况。为此，变频器控制系统的改造图如图4所示：不间断电源（upspower）向变频器的电子板提供dc24v的电源，当电网电压发生电压瞬时下降的情况，变频器的电子板正常工作;同时，ups电源向变频器的控制回路（启动/停止）提供ac220v的控制电源，当电网电压发生电压瞬时下降的情况时，控制回路的继电器保持在吸合状态，异常停车事故不会发生。

5　参数设置

　　柔性响应应用的参数设置如附表所示：

　　其他参数的设置，根据生产的实际需要进行设置。同时，可以通过，r345查看最大控制深度，r346查看当时允许的最大输出电压。

6　结束语

　　我公司06年雷雨前对全厂的变频器全部改造为柔性响应的控制方式。06年8月20日雷击电网引起电网波动，与我公司同在一个220kv变电站的其他用户的变频器全部出现直流母线欠压跳闸故障，造成较大的经济损失;我公司的变频器因为改造成柔性响应控制，所以没有出现任何故障。