一种简单实用的变频器应急备份应急电路

2011-10-26王华军国家广电总局623台

中国科技信息 2011年10期

关键词：低电平备份变频器

王华军国家广电总局623台

一种简单实用的变频器应急备份应急电路

王华军国家广电总局623台

本文对DX系列中波机中的变频器的工作原理进行了介绍，以及对来自合成器的控制信号，和返回的状态信号的链路图和真值表功能简单说明，对备份控制电路的原理详细的分析，以及试用时的问题和解决方法。

DX系列中波机；变频器；应急备份

前言

在DX系列中波机的合成器中，变频器的正常工作与否对发射机的正常工作起着至关重要的作用，当发射机正常工作时，风机低速运行，而当某个PB出现故障，需要甩出该PB，此时阻隔负载上的功率瞬间大大增加，这时，合成器内的风机就需全速运行，而控制风机速度的就是用变频器来控制，但当变频器出现故障时，合成器会因为风量故障而使发射机关机，更换一个变频器需要很长的时间，兄弟台为此做了一个变频器的整体备份，当变频器出现故障时，能自动切换，但电路相对较复杂，我们机房根据对变频器线路的认识和理解，而且考虑到变频器出现故障的概率较小，做了一个简单而实用的切换电路。成本小，仅需几个交流接触器，和继电器即可实现。

1 变频器的工作原理

下面简单介绍一下变频器的工作原理，变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器。

以这种常见的交－直－交型变频器为例，简要说明一下变频器的工作原理。交－直－交型变频器的工作原理是借助微电子器件、电力电子器件和控制技术，先将工频电源经过二极管整流成直流电，再由电力电子器件把直流电逆变为频率可调的交流电源。其工作原理如图1所示由图可知，变频器由主电路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制回路组成。

各部分的功能如下：

1. 整流器它的作用是把三相交流电源整流成直流电。在SPWM变频器中，大多采用全波整流电路。大多数中、小容量的变频器中，整流器件采用不可控的整流二极管或者二极管模块。

2. 逆变器它的作用与整流器相反，是将直流电逆变为电压和频率可变的交流电，以实现交流电机变频调速。逆变电路由开关器件构成，大多采用桥式电路，常称逆变桥。在SPWM变频器中，开关器件接受控制电路中SPW M调制信号的控制，将直流电逆变成三相交流电。

3. 控制电路这部分电路由运算电路、检测电路、驱动电路、保护电路等组成，一般均采用大规模集成电路。

2 变频器与合成器电路的连接

图1

图2

控制变频器的速度由CCU(合成器控制单元)发出允许、正向、速度1、速度2、速度3、速度4等控制信号，而变频器又返回准备、关机、转速正常、风机故障等信号。与合成器之间的线路链路图如图2所示，马达控制器即变频器的控制和状态通过J5端口接至合成器CCU接口板的J11端子在板上经过光电隔离电路，由J4端子输出至CCU数字I/O板的J1经过板上的EPLD处理后经底板至CCU控制板，再至PLC(可编程逻辑控制)的输入模块。开机前与开机后的状态在CCU接口板上测量的真值表在表2所示，高电平为24V，低电平为0V。

表1

CCU接口板的光耦电路如图3所示，根据真值表，开机前和开机后的区别是在关机和转速正常两个值不一样，开机后是变频器来状态信号的是高电平时，从图3可以看出，与在CCU接口板上将此接点悬空，效果相同，同理，低电平等通此接点接地。

3 变频器的备份电路

根据我台播音的特点，播音时间短，而且变频器损坏的几率很小。但当变频器损坏，更换时时间长，接线容易出错。所以根据这个思路，做备份电路时，可以短时间将风机全速运行，而且风机全速运行也是允许的，就是杂音大点，只需将风机正常运行的状态信号返回给TCU即可。备份电路如图4所示，其中K 1、K 2为交流接触器，K 3为继电器QF1、QF2为3相的电源断路器，正常工作时，QF1合上，K 1吸上，K 1的常闭接点断开，K 2不吸合，K 3也不吸和，所以K 3的常闭接点（1，9），（2，10）接通，当变频器出现故障（即风机控制器）出现故障时，根据图上的操作提示，断开QF1，合上QF2即可，当QF1断开时，变频器没有电源，电路不工作，变频器输出的状态相当于悬空，从上节的真值表可以看出，只需将有低电平状态的设置成低电平，接地即可。从真值表可以看出，将风机准备和转速正常两个状态信号的输入接地即可，在QF1断开，QF2合上后，K 2吸和，风机全速50HZ高速运转。同时K 3也吸合，K 3的（5，9），（6，10）接通，返回TCU的状态信号正常，发射机可以正常开机。

4 采用变频器运转时和直接启动电机的启动电流、起动转矩

采用变频器运转，随着电机的加速相应提高频率和电压，启动电流被限制在1 5 0%额定电流以下(根据机种不同，为125%～200%)。用工频电源直接启动时，启动电流为额定电流6～7倍，因此，将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地启动(启动时间变长)。启动电流为额定电流的1.2～1.5倍，起动转矩为70%～120%额定转矩；对于带有转矩自动增强功能的变频器，起动转矩为1 00%以上，可以带全负载启动。原风机使用的是5A的延时保险，当直接切换成工频时，因启动电流太大，发生烧保险的现象，根据直接启动的启动电流，将5A保险更换成30A的延时保险，则不会再有烧保险的现象。