本实用新型专利技术公开变频和工频无扰切换系统，包括电流互感器、输入电抗器、变频器、输出滤波器、第一开关、第二开关、第三开关、控制器。控制器，与电流互感器的二次侧、工频电源的输出端、变频器的输出端连接，用于分别获取工频电源侧采样电流、工频电源侧采样电压、变频器输出侧采样电压，并根据获取的电流和电压，利用锁相环控制变频器输出电压与工频电源电压的相位、幅值、频率一致，以及，控制器，还用于在锁相成功时控制第一开关、第二开关、以及第三开关的分闸或合闸，以完成变频与工频的双向切换。相应地，还公开一种冷却塔风机。该系统和冷却塔风机可解决现有的变频工频切换系统因切换电流大，易发生晃电的问题。易发生晃电的问题。易发生晃电的问题。
【技术实现步骤摘要】
变频和工频无扰切换系统、冷却塔风机
[0001]本技术属于变频控制
，具体涉及一种变频和工频无扰切换系统、冷却塔风机。
技术介绍
[0002]中国的新疆、西藏、内蒙、东三省等省份四季和昼夜的温差较大，变频驱动的冷却塔风机会随着气候和气温的变化而开启。当冬季或夜晚时温度较低，风机低频率运行即可满足生产工艺需求，变频器需进入变频运行状态，起到节能效果；夏季或白天的室外温度高，为保障冷却塔水温能在控制范围内，冷却塔风机必须满负荷运行，变频器就会长时间满频率(50Hz)运行。一年四季，冷却塔风机的变频器在低频与满频率之间互相切换，变频器始终处于工作状态，导致变频器故障率陡增，严重时还会危及电网安全。
[0003]而现有的变频工频切换系统的切换电流大，容易发生晃电的问题。
技术实现思路
[0004]本技术要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种变频和工频无扰切换系统、冷却塔风机，可解决现有的变频工频切换系统的切换电流大，容易发生晃电的问题，保证负载的安全稳定运行。
[0005]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：
[0006]一种变频和工频无扰切换系统，包括电流互感器、输入电抗器、变频器、输出滤波器、第一开关、第二开关、第三开关、控制器；第一开关的输入端用于与工频电源的输出端连接，第一开关的输入端还与第三开关的输入端连接；第二开关的输出端用于与负载输入端连接，第二开关的输出端还与第三开关的输出端连接；输入电抗器、变频器和输出滤波器依次串接在第一开关和第二开关之间；电流互感器的一次侧串接在工频电源的输出端与第一开关的输入端之间；控制器，与电流互感器的二次侧、工频电源的输出端、变频器的输出端连接，用于分别获取工频电源侧采样电流、工频电源侧采样电压、变频器输出侧采样电压，并根据获取的工频电源侧采样电流、工频电源侧采样电压、变频器输出侧采样电压，利用锁相环控制变频器输出电压与工频电源电压的相位、幅值、频率一致，以及，控制器，还与第一开关、第二开关，以及第三开关连接，用于在锁相成功时控制第一开关、第二开关、以及第三开关的分闸或合闸，以完成变频与工频的双向切换。
[0007]优选地，控制器具有模拟量输入端口。模拟量输入端口，用于接收外部传感器检测的温度或压力对应的信号。
[0008]优选地，控制器还具有模拟量输出端口，模拟量输出端口与变频器连接。模拟量输出端口，用于输出控制变频器输出电压与工频电源电压的相位、幅值、频率一致的信号。
[0009]优选地，控制器包括输入继电器、输出继电器，输入继电器设置在控制器的输入端，输出继电器设置在控制器的输出端。输入继电器的数量为多个，多个输入继电器分别用于接收第一开关、第二开关、第三开关的状态监测信号，以及变频器故障输入信号；输出继
电器的数量为多个，多个输出继电器分别用于输出对第一开关、第二开关、第三开关分闸或合闸的控制信号，其中，状态监测信号为监测第一开关、第二开关、第三开关的分闸或合闸的状态信号。
[0010]优选地，控制器还具有通讯接口。通讯接口用于与第三方电气监控系统进行通讯。
[0011]优选地，控制器采用32位ARM芯片STM32F103。
[0012]优选地，变频和工频无扰切换系统还包括显示器。显示器，与控制器连接，用于提供人机交互功能。
[0013]优选地，第一开关、第二开关、第三开关的开关类型相同，且采用以下三种类型之一：快速接触器、负荷开关、断路器。
[0014]优选地，变频和工频无扰切换系统还包括隔离断路器，隔离断路器串接在工频电源的输出端与电流互感器的一次侧之间。
[0015]相应地，本技术实施例还提供一种冷却塔风机，包括电动机，还包括温度传感器/压力传感器，以及如上所述的变频和工频无扰切换系统，其中，温度传感器/压力传感器与变频和工频无扰切换系统的控制器相连，电动机与变频和工频无扰切换系统的第二开关和第三开关的输出端连接。
[0016]本技术的变频和工频无扰切换系统、冷却塔风机中，将第一开关的输入端与第三开关的输入端连接，第二开关的输出端与第三开关的输出端连接，且变频器串接在第一开关和第二开关之间，以便于通过控制三个开关的分闸或合闸，完成变频与工频的切换。此外，将控制器与工频电源的输出端、电流互感器的二次侧、变频器的输出端连接，以便于获取工频电源侧采样电压、工频电源侧采样电流，以及变频器输出侧采样电压，且控制器根据上述获取的数据，利用锁相环控制变频器输出电压与工频电源电压的相位、幅值、频率一致，且在锁相成功时控制三个开关的分闸或合闸，以完成变频与工频的双向切换，从而避免切换过程中因变频器输出电源与工频电源(相角、幅值、频率)不同步而产生大电流，引起晃电事故。
附图说明
[0017]图1：本技术实施例的一种变频和工频无扰切换系统的结构示意图；
[0018]图2：本技术实施例的一种变频和工频无扰切换系统的控制器的端子连接示意图。
具体实施方式
[0019]为使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细描述。
[0020]实施例1：
[0021]如图1、图2所示，本实施例提供一种变频和工频无扰切换系统，可应用于驱动电动机在变频运行方式和工频运行方式之间的双向无扰切换。该变频和工频无扰切换系统包括电流互感器、输入电抗器、变频器、输出滤波器、第一开关、第二开关、第三开关、控制器(图1中未示出)。其中：第一开关的输入端用于与工频电源的输出端连接，第一开关的输入端还与第三开关的输入端连接；第二开关的输出端用于与负载输入端连接，第二开关的输出端
还与第三开关的输出端连接；输入电抗器、变频器和输出滤波器依次串接在第一开关和第二开关之间；电流互感器的一次侧串接在工频电源的输出端与第一开关的输入端之间；控制器，与电流互感器的二次侧、工频电源的输出端、变频器的输出端连接，用于分别获取工频电源侧采样电流、工频电源侧采样电压、变频器输出侧采样电压，控制器内置有锁相环，并用于根据获取的工频电源侧采样电流、工频电源侧采样电压、变频器输出侧采样电压，利用锁相环控制变频器输出电压与工频电源电压的相位、幅值、频率一致，以及，控制器，还与第一开关、第二开关，以及第三开关连接，用于在锁相成功时控制第一开关、第二开关、以及第三开关的分闸或合闸，以完成变频与工频的双向切换。
[0022]本实施例中，工频电源为三相工频电网电源A/B/C。电流互感器(如图1、2中所示的LHa～c)的一次侧串接在工频电源的输出端与第一开关KM1的输入端之间，电流互感器的二次侧与控制器连接，以便于控制器获取工频电源侧采样电流。输入电抗器(如图1中所示L)的输入端与第一开关的输出端连接，输入电抗器的输出端与变频器VFD的输入端连接，用于限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击，有效保护变频器。输出滤波器(如图1中所示du/dt)的输入端与变频器的输出端连接，其输出端与第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变频和工频无扰切换系统，其特征在于，包括电流互感器、输入电抗器、变频器、输出滤波器、第一开关、第二开关、第三开关、控制器，第一开关的输入端用于与工频电源的输出端连接，第一开关的输入端还与第三开关的输入端连接；第二开关的输出端用于与负载输入端连接，第二开关的输出端还与第三开关的输出端连接；输入电抗器、变频器和输出滤波器依次串接在第一开关和第二开关之间；电流互感器的一次侧串接在工频电源的输出端与第一开关的输入端之间；控制器，与电流互感器的二次侧、工频电源的输出端、变频器的输出端连接，用于分别获取工频电源侧采样电流、工频电源侧采样电压、变频器输出侧采样电压，并根据获取的工频电源侧采样电流、工频电源侧采样电压、变频器输出侧采样电压，利用锁相环控制变频器输出电压与工频电源电压的相位、幅值、频率一致，以及，控制器，还与第一开关、第二开关，以及第三开关连接，用于在锁相成功时控制第一开关、第二开关、以及第三开关的分闸或合闸，以完成变频与工频的双向切换。2.根据权利要求1所述的变频和工频无扰切换系统，其特征在于，控制器具有模拟量输入端口，模拟量输入端口，用于接收外部传感器检测的温度或压力对应的信号。3.根据权利要求2所述的变频和工频无扰切换系统，其特征在于，控制器还具有模拟量输出端口，所述模拟量输出端口与变频器连接，模拟量输出端口，用于输出控制变频器输出电压与工频电源电压的相位、幅值、频率一致的信号。4.根据权利要求3所述的变频和工频无扰切换系统，其特征在于，控制器包括输入继电器、输出继...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐景珏，杨全林，于泽强，曹正宇，马腾飞，张全财，刘杰，
申请(专利权)人：新特能源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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