摘要：針對JZE高壓變頻器在現場實際應用的需要，對變頻器在運行中高壓瞬間失電9秒內不停機，在30秒（可設定）內 高壓恢復后，變頻器自動重啟機的功能實現進行闡述，簡述了JZE高壓變頻器的控制組成，詳細介紹PLC編程，人機界面設計。

　　關鍵詞：變頻器，PLC，飛車啟動 

　　1.引言：在節能降耗、保護環境作為國家工作重點的大環境下，最有效的節能產品高壓變頻器應用越來越廣，為適應用戶的各種要求，變頻器的功能日趨多樣化，但由于高壓變頻器大多應用于比較重要的場合，此環節出問題會造成不同程度的損失，而在各種應用場所，都存在高壓瞬間失電的情況，如工廠的兩路電源切換，電網出現故障瞬間恢復等，一般的高壓變頻器在輸入電壓跌落超過一定時間或是輸入掉電后變頻器便會保護停機，或者是最多支撐運行幾秒鐘后停機，此種現象在我國已發生多起并導致機組停機（包括一些應用進口高壓變頻器在內的一些實例）。POWERSMART系列高壓變頻器充分研究并考慮了此種因素的影響，在輸入跌落或者是輸入掉電后，只要是在設定的時間內電壓恢復正常（最長可設定至30秒），能自行無沖擊啟動，將電機拖動至運行前的狀態，不會終止后續生產。因此變頻器具有“高壓瞬間失電再起動功能”是必要的。 

　　2. JZE高壓變頻器的控制組成 

　　控制基本組成框圖： 

　　控制單元柜主要由主控制器、溫控器、風機保護器、人機界面（彩色觸摸屏）、PLC、嵌入式微機、開關電源、EMI模塊、隔離變壓器、空氣開關、接觸器、繼電器、模擬量模塊、開關量模塊等組成。 
　　
　　主控制器，由總線板、電源單元、CPU單元、接口單元、3個相控單元及開關量、模擬量的輸入、輸出子模塊等組成。它是變頻器的控制核心，由兩片DSP及多片FPGA、CLPD等構成，通過優質光纖將PWM信號傳送到功率單元中，從而實現了高可靠的控制。 
　　
　　溫控器，可以接3個感溫探頭，來測試切分變壓器的溫度，并提供告警或保護節點。 
　　
　　風機保護器，有3臺，用來監控風機的缺相、過流等。其中，接功率單元柜的為2臺，切分變壓器柜1臺。 

　　PLC，內置PID調節模塊和程序，可以實現閉環控制。它還含有模擬量、開關量模塊，其路數可根據用戶要求進行定制。 

　　人機界面，設在控制單元柜前門上，用來提供設置、監視和切換等操作。它分別有數碼管方式和彩色觸摸屏方式兩種，根據用戶需求可進行選配，分別如下圖所示：   

液晶觸摸屏操作界面 

　　2. 高壓瞬間失電再起動功能特點 

　　高壓瞬間失電再起動功能應具有以下兩個階段 

　　1.當變頻器在運行當中高壓瞬間失電再恢復時間在9秒內，變頻器不停機，當高壓恢復后自動恢復到原設定頻率工作。 

　　2.當變頻器在運行當中高壓瞬間失電再恢復時間超過9秒，在30秒內恢復，變頻器自動重啟動到設定頻率。 
　　
　　九洲電氣PowerSmart6000系列高壓大功率變頻器具有高壓掉電再恢復功能，可靠保證供電瞬時失電連續運行不跳閘（時間通過軟件可設定），變頻裝置瞬時失電后的5個周波之內，變頻器運行不受任何影響；如果超過5個周波，在9秒內，變頻器自動降額運行，待輸入電壓恢復正常后，自動重新提升輸出頻率到給定值。實現此功能 
　　
　　控制系統必須采用UPS不間斷電源供電，用于在任何狀態下，保持控制電源供電穩定。UPS同時用于給功率單元內的控制板電源，在高壓失電后，控制板能夠繼續保持運行。在變頻器短時高壓失電時，系統快速調節變頻器的運行頻率，使其在短時間內下降到電機現有轉速的同步頻率，再從快速下降狀態調節為PID控制狀態，動態調節頻率下降速率，將電機從異步電動機的運行狀態轉變為異步再生發電機的狀態，將電機轉子存儲的飛輪動能轉變為電能。在變頻器失電其間，保持電機再生異步發電機狀態運行，轉子中的飛輪動能轉換為電能維持系統的消耗。將電容陣列電壓作為關鍵進程點，通過對變頻器輸出頻率下降的速率調節，使電容陣列電壓保持在額定狀態。在變頻器高壓電源恢復后，變頻器自動跟蹤將輸出頻率快速向上調節，當測定電流方向變化時，穩定頻率輸出延時，防止系統振蕩，最終將頻率升到失電前的數值。如果在高壓電源長時間超過9秒（時間可通過軟件設置）失電的情況下，變頻器自動停機，并輸出報警。此時進入第二判據，30秒內高壓是否恢復，如果高壓恢復，則自動重啟動變頻器恢復到原設定頻率工作，此種情況下對于大慣性負載，電機處在旋轉狀態，變頻器必須具有飛車啟動功能才能實現。 
　　
　　對于第一階段，需要在DSP內編程控制，第二階段則可以通過PLC編程實現。 

　　3.飛車啟動功能原理 
　　
　　九州電氣變頻器高壓變頻器“飛車啟動”功能采用的是無速度矢量傳感器的方式。我們采用的是把電機加入搜索電壓后產生的定子電流通過矢量分解，取出轉矩電流分量，借觀測轉矩電流分量間接觀測轉子頻率來實現。當定子旋轉磁場速度與電機轉子速度相同時，電機轉子速度既為同步轉速。此時，轉矩電流分量理論上應等于零。但實際終在電機轉子頻率的搜索過程中，旋轉磁場角頻率是變化的。而矢量變換分解轉矩電流的變換關系式是對某一角頻率而言的，頻率搜索時變化補償也不可能無窮小