智能变频调速装置控制电路解析

智能变频调速装置控制电路解析

发表时间：2018-04-18T09:45:13.787Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：付玉佳

[导读] 摘要：本文介绍智能变频调速装置控制电路，该电路通过一只转换开关实现工/变频运行；通过面板电位器调节频率改变电机转速，调节抽油机冲次，实现简单快捷地调整抽油机参数的功能。

（大庆油田第三采油厂第一油矿）

摘要：本文介绍智能变频调速装置控制电路，该电路通过一只转换开关实现工/变频运行；通过面板电位器调节频率改变电机转速，调节抽油机冲次，实现简单快捷地调整抽油机参数的功能。该电路有工/变频两套各自独立保护系统：变频运行保护系统是通过变频器故障输出端子监测报警输出；工频保护系统通过热继电器来检测设备运行的平稳性，对电动机实现断相保护、过载保护功能，可在机采井控制领域内广泛推广。

一、现场实物图：

智能变频调速装置控制电路现场实物图

二、原理图：

智能变频调速装置控制电路原理图

三、工作原理：

1.闭合总电源及进行参数设置

（1）闭合总电源【QF1】,变频器输入端R、S、T上电，根据参数表设置变频器参数；

（2）闭合控制电源【QF2】，经控制变压器TC提供控制回路220V电源，HL1电源指示灯亮。

2.工频启动与停止

(1)工频启动：将工/变频转换开关【SA】转至工频位置,端子③→④接通，按下工频启动按钮【SB3】,回路经1→7→8→9→10→11→0闭合，KM1线圈得电，回路8→9线间KM1常开触点闭合自锁，控制回路中2→3线间KM1常闭触点断开，断开变频控制回路，与KM2接触器实现机械联锁。同时主回路中KM1主触头闭合，电动机工频运行，回路1→12线间KM1常开触点闭合，KM3线圈得电，强制风机运行,工频运行指示灯HL2亮。

（2）工频停止：按下停止按钮【SB1】，回路7→8断开，KM1线圈失电，回路8→9线间KM1常开触点断开，回路2→3线间KM1常闭触点复位，回路1→12线间KM1常开触点断开，KM3线圈失电，强制风机停止，同时KM1主触头断开，电动机停止运行，工频运行指示灯HL2熄灭。

3.变频启动与停止

(1)变频启动：将工/变频转换开关【SA】转至变频位置，端子①→②接通，按下启动按钮【SB2】，回路经1→4→5→6→0闭合，KA、KT1、KT2线圈得电，回路5→6线间中间继电器KA常开触点闭合自锁，回路1→2线中间继电器KA常开触点闭合，经回路1→2→3→0闭合,变频接触器KM2线圈得电，主触头闭合，电动机开始运行，回路1→12线间KM2常开触点闭合，风扇接触器KM3线圈得电，强制散热风扇运行,同时回路9→10线间KM2常闭触点断开，与KM1接触器实现机械联锁。当时间继电器1延时时间到达后，回路13→14线间KT1延时闭合常开触点短接变频器输入端子[DINI]与公共端端子[COM]，变频器正转输出，操作面板【正转】、【RUN】指示灯亮，频率数值由电位器给定，同时回路1→2线间时间继电器KT2延时断开瞬时闭合触点闭合，变频运行指示灯HL2亮。

变频调速：该变频器调速控制采用面板电位器调速，顺时针旋转电位器钮频率上升电动机加速，逆时针旋转电位器钮频率下降电动机减速，频率数值在面板七段数码管上显示。

（2）变频停止：按下停止按钮【SB1】，回路4→5断开，中间继电器KA、时间继电器KT1、KT2线圈失电，回路中5→6线间KA的常开触点断开，回路1→2线间中间继电器KA常开触点断开，时间继电器KT2断电延时，延时断开触点保持，变频运行指示灯HL2保持，回路经2→3线间工频接触器KM1常闭触点变频接触器KM2线圈保持，KM2主触头保持变器输出端子与电动机输出端子的连接，回路13→14线间时间继电器KT1延时闭合瞬时断开触点断开，变频器[DINI]端子与[COM]端子断开，操作面板【正转】、【RUN】指示灯熄灭，【STOP】指示灯亮，频率数值开始下降，电动机转速下降，电动机轴上的机械能通过电动机转换成再生电能，经变频器[PB]与[P]端子之间的外置直

流制动单元能够将这部分能量提取出来并快速消耗在制动电阻上，以热量的方式释放掉，实现电机快速停止。时间继电器2延时时间到达后，回路1→2线间KT2瞬时闭合延时断开触点断开，变频接触器KM2线圈失电，KM2主触头断开，变频器与电动机断开连接，回路1→12线间KM2常开触点断开，KM3线圈失电，强制散热风扇停止，变频运行指示灯HL3灭。

四、保护原理

1.工频运行状态下：

热继电器FR为电动机的过载保护，当电动机发生过载，达到热继电器的整定值并积累一定时间后，控制回路10→11线间热继电器辅助常闭触点断开，KM1线圈失电，主回路KM1主触头断开，电动机停止运行。

QF1为电动机的短路、欠压和过流保护。控制回路中，主要依靠QF2来实现短路及过载保护。

2.变频运行状态下：

电源发生缺相、欠压、电动机发生短路、过载及变频器内部发生过热、过流等故障，变频器自动切断变频器输出，并报相关故障码，显示在数码屏上，电机停止运行。

五、常见问题处理

1、时间继电器参数的设定

本控制系统中在启动和停止时分别采用了时间继电器进行延时，启动延时的作用是：在按下启动按钮【SB2】后，变频接触器KM2将变频器与电机接通，而变频器的运行信号要经通电延时继电器KT1延时给定，时间应设定在5秒（S），以内，如设定太长会给操作人员造成误以为电路出现故障；停止延时的作用是：在按下停止按钮【SB1】后，变频器运行信号丢失，变频器减速停车，此时变频接触器继圈因断电延时继电器KT2的瞬时闭合延时断开触头而继续得电，当KT2延时到达后，变频接触器断开变频器与电机的连接，这样避免负荷侧对变频器的影响，有效保护变频器，时间设定稍小于停止时间数值应参考减速时间参数，一般选择10-15秒（S），如时间太短或太长都起不到应有的保护使用。

2、变频器常见故障的处理

当油井压力变化而使抽油机平衡度发生变化，使得电动机负载波动范围增大现象，导致这款汇川变频器在启动和运行过程中经常报“ERR05”“或ERR07”故障代码，此代码显示加速过电压或恒速过电压，处理时首先故障复位，然后进入参数菜单，对加速时间F09、减速时间F10、V/F曲线方式F1-04及转矩提升F1-05等参数进行有针对性的设置。

结束语：智能变频调速装置控制电路，通过转换开关实现工/变频运行，并根据生产实际情况改变电动机的运行方式，利用面板电位器调节变频器输出频率改变电机转速，可根据生产需求调节抽油机的冲次，实现、安全、快捷的调参功能。从而达到降本增效的目的。作者信息：

付玉佳，大庆油田第三采油厂第一油矿，维修电工技师，从事电机控制、变压器、节能方面的工作。