工频—变频切换

变频与工频的切换问题（湖北宜昌市自动化研究所，湖北宜昌 443000）张燕宾摘要：分析了低压变频调速系统中变频与工频切换过程中的暂态过程，根据不同负载暂态过程的特点，提出了不同的切换要领，并介绍了以风机和供水水泵为代表的具体切换方法。

关键词：变频与工频切换；电磁过渡过程；自由制动过程；差频同相；频率陷阱；切换时间1 变频与工频切换的主电路1.1 切换控制的提出有的用户在采用变频调速拖动系统时，常常提出了变频器和工频电源进行切换的要求。

主要有两种类型：(1) 故障切换部分生产机械在运行过程中，是不允许停机的。

如纺织厂的排风机、锅炉的鼓风机和引风机等。

针对这些机械的要求，在“变频运行”过程中，一旦变频器因故障而跳闸时，必须能够自动地切换为“工频运行”方式，同时进行声光报警。

(2) 多泵供水的切换在多泵供水系统中，常采用由一台变频器控制多台水泵的方案。

用水量较少时，由变频器控制“1号泵”进行恒压供水；当用水量增大，变频器的运行频率已经到达额定频率而水压仍不足时，将“1号泵”切换为工频工作。

同时变频器的输出频率迅速降为0Hz，并切换至“2号泵”，使“2号泵”变频起动。

1.2 切换控制的主电路(1) 主电路的构成图１切换控制的主电路如图1所示，各接触器的功用是：① KM1用于将电源接至变频器的输入端；② KM2用于将变频器的输出端接至电动机；收稿日期：2003－08－13作者简历：张燕宾（1937－），男，江苏海门人，曾任宜昌市自动化研究所高级工程师、自动化研究所副所长、宜昌市科委驻深圳联络处主任、宜昌市自动化学会理事长、湖北省自动化学会常务理事，曾著《SPWM变频调速应用技术》、《变频调速应用实践》、《变频器应用基础》。

③ KM3用于将工频电源直接接至电动机。

此外，因为在工频运行时，变频器不可能对电动机的过载进行保护，所以，有必要接入热继电器KH，用于作为工频运行时的过载保护。

(2) 切换的动作顺序切换时，应先断开KM2，使电动机脱离变频器。

工频与变频的切换原理嗨，朋友们！今天咱们来聊聊一个超有趣的话题——工频与变频的切换原理。

这可不是什么晦涩难懂的天书内容哦，只要跟着我，保准您能轻松搞明白。

先来说说工频吧。

想象一下，工频就像是一个老老实实按部就班干活的老工人。

他呢，就按照固定的节奏，一成不变地工作着。

比如说，我们家里的一些传统电器，像那种老式的电扇，插上电就按照固定的速度转呀转，这个固定的速度就是工频在起作用呢。

这个老工人虽然可靠，但是缺乏灵活性呀。

就好比一条单行道，只能以一种速度前行，没有别的选择。

再来说说变频呢。

变频呀，就像是一个聪明机灵的小年轻。

他懂得根据不同的情况调整自己的工作方式。

变频技术就像是这个小年轻脑袋里的智慧，让电器能够根据实际的需求来改变工作频率。

比如说变频空调，在刚启动的时候，它会快速制冷或者制热，这时候它的工作频率就比较高，就好像这个小年轻在冲刺阶段，充满活力。

等房间的温度快要达到设定值的时候呢，它就会降低频率，慢悠悠地保持这个温度，就像小年轻放慢脚步维持成果一样。

这多智能呀，不像工频那个老工人那么死板。

那这两者怎么切换的呢？这可就有趣了。

我给您打个比方，这就好比是一场接力赛。

有这么一个场景，一个工厂里有一台大型电机。

刚开始呢，这电机是在工频状态下运行的。

就像那个老实的老工人先上了跑道，按照传统的方式带着机器运转。

这时候，有个工程师小王在旁边监测着设备的运行情况。

小王心里想啊：“这工频虽然稳定，可现在生产任务变了，要是能更节能、更灵活就好了。

”这时候呢，变频技术就像是一个候补选手站在旁边。

当满足一定条件的时候，就像是接力棒交接的时刻到来了。

那这个交接是怎么实现的呢？这得靠一套控制系统。

这个控制系统就像是裁判，它一直在观察电机的各种运行参数。

比如说，当电机负载突然变轻的时候，控制系统就会想：“嘿，现在这种情况，变频上场肯定更合适呀。

”然后它就会发出指令，开始把电机从工频切换到变频。

这个切换过程就像是把接力棒从老工人手里交到小年轻手里一样。

交流异步电动机变频-工频切换的探讨
异步电动机变频-工频切换是一种常见的控制方式，适用于需
要根据工作需求调整电机转速的场景。

该控制方式通过变频器控制电机的转速，实现对电机运行状态的灵活调节。

异步电动机变频工频切换的主要优点有：
1. 节能环保：通过变频控制电机转速，可以根据实际负载需求调节电机工作频率和电压，实现节能效果。

相比传统的固定速度工作模式，可以大幅度降低能耗，减少对环境的污染。

2. 提高负载适应能力：异步电动机在变频工作模式下可以根据负载情况自动调节转速，提高了电机的负载适应能力。

在需要快速启动、停止或者变速的工况下，可以更加准确地控制电机的运行状态。

3. 增强电机寿命：异步电动机在变频工作模式下运行时，由于电机起动电流较小，可有效减小电机的磨损和热量产生，从而延长了电机的使用寿命。

然而，异步电动机变频-工频切换也存在一些问题和挑战：
1. 电磁干扰：变频器输出的波形可能会引起电机和附属设备的电磁干扰问题，导致其他设备的不正常工作或者破坏。

2. 控制系统复杂性：异步电动机变频-工频切换需要准确控制
变频器的输出频率和电压，对控制系统的设计和调试要求较高，
需要具备一定的专业知识和经验。

3. 成本较高：相比传统的工频启停控制方式，异步电动机变频-工频切换需要安装和配置额外的变频器设备，增加了系统的成本投入。

综上，异步电动机变频-工频切换是一种在特定应用场景下可以提供多种优势的电机控制方式，但也需要考虑到电磁干扰、控制复杂性和成本等方面的挑战。

在实际应用中，需要根据具体的需求和条件进行合理的选择和权衡。

任务11 单台水泵变频与工频切换运行控制学习目标：1．掌握用PLC控制变频器进行工频和变频切换的方法。

2．了解变频器工频、变频切换的方法及参数设置的相关知识。

3．能设计在合适的情况下使电动机转入工频运行。

4．能正确设置变频启动工频运行控制变频器参数及编制PLC控制程序。

一、变频与工频切换控制原理1．变频器两个控制信号XT和XF在中变频器有两个主要控制信号，一是目标信号XT ；二是反馈信号XF。

（1）目标信号XT是变频器模拟给定端子10得到的信号，该信号是一个与压力的控制目标相对应的值，通常用百分数表示。

目标信号也可以由变频器键盘给定，而不必通过外部电位器给定。

（2）反馈信号XF是由压力传感器SP反馈到变频器模拟端子3的信号，该信号反映了实际压力值的大小。

2．系统主电路主电路电动机具有工频与变频两路切换，接触器KM1用于将电源接至变频器的输入端；接触器KM2用于将变频器的输出端接至电动机；接触器KM3用于将工频电源通过热继电器KH接至电动机，热继电器KH用作电动机工频运行时的过载保护。

3．系统控制电路系统运行方式由三位开关SA选择。

（1）工频运行方式（2）变频运行方式（3）故障报警二、系统的主要硬件配置1．变频器的选择（1）变频器类型的选择本任务的负载属于风机、泵类负载。

因此，这种负载可选择普通功能型变频器或风机、水泵型专用变频器。

例如，本例可选择MM440或MM430变频器。

（2）变频器容量的选择通用变频器容量主要根据电动机的额定电流、负载性质和加减速时间等要求选择。

2．压力传感器的选择压力传感器用来检查供水总管路的出水压力，为系统提供反馈信号。

常用的压力传感器有压力变送器SP和远传压力表P等两种。

（1）压力变送器是一种能够将压力信号转换成电压信号或电流信号的装置。

（2）远传压力表基本结构是在压力表的指针轴上附加一个能够带动电位器滑动触点的装置。

变频泵切换至工频泵操作卡A级操作纲要1. 启动备用泵2. 切换3. 切换后的调整和确认3.1 运转泵正常3.2 停用泵正常B级切换机泵操作初始状态确认：工频泵（）班组确认人:_________________ ( P ) 一确认泵入口阀全开( P ) 一确认泵出口阀开( P ) 一确认泵预热阀关闭( P ) 一确认泵流量稳定，满足生产要求( P ) 一确认泵出口压力在正常稳定状态（P）一确认泵振动值稳定且在允许范围内变频泵（）班组确认人：_________________ ( P ) 一确认泵入口阀全开( P ) 一确认泵出口阀关闭( P ) 一一确认泵各路冷却水投用正常( P ) 一确认泵预热正常（与运转泵温度相差50℃-80℃）( P ) 一确认电机送电1.启动变频泵（）班组确认人：_________________[ I ] －联系班长准备启运变频泵[ I ] －联系电工准备启运变频泵[ I ] －把变频控制开度调到100%[ M ] －安排外操操作员到现场[ P ] －变频泵盘车，无卡涩[ P ] －检查变频泵前后两端轴承箱的润滑油油位在1/2-2/3处( P ) －确认变频泵两端轴承箱补偿油杯充满油[ P ] －打开变频泵两端轴承箱放油球阀检查润滑油( P ) －确认润滑油质正常，润滑油密封点无泄漏点[ P ] －关闭变频泵的预热线阀及跨线阀[ P ] －与内操岗位操作员联系准备启泵[ P ] －启动变频泵电动机[ P ] －如果出现下列情况立即停止启动泵异常泄漏轴承箱温度一直上升振动异常异味异常声响冒烟、火花电流持续超高（ P ）一确认泵出口达到启动压力且稳定2. 切换班长确认：_______________[ P ] －缓慢打开变频泵出口阀2-3扣，确保泵运转正常[ P ] －缓慢开大变频泵的出口阀[ P ] －逐渐关小工频泵的出口阀( P ) 一确认工频泵出口阀全关，变频泵运转正常，流量正常[ P ] －停工频泵电动机（见离心泵的停泵规程）[ I ] －逐渐开大出口控制阀、缓慢降低变频转速，保证流量稳定( P ) 一确认变频泵压力，电动机电流在正常范围内[ I ] －继续调整控制阀开度，降低变频开度( I ) 一确认满足流量的前提下，尽量降低变频开度[ P ] －检查切换后的各部位（泵出入口阀门、法兰、泵体密封点以及相关换热器）泄漏情况[ P ] －半小时后的进行润滑油检查[ P ] －工频泵进行预热（因变频泵出口压力低，注意预热阀开度）( P ) 一确认工频泵预热正常。

变频器和工频电源的切换
当变频器出现故障或电动机需要长期在工频频率下运行时，需要将电动机切换到工频电源下运行。

变频器和工频电源的切换有手动和自动两种，这两种切换方式都需要配加外电路。

如果采用手动切换，只需要在适当的时候用人工来完成，控制电路比较简单。

如果采用自动切换方式，除控制电路比较复杂外，还需要对变频器进行参数预置。

大多数变频器常有下面两项选择：
1)报警时的工频电源/变频器切换选择。

2)自动变频器/工频电源切换选择。

用户只需在上面两个选项中选择“用”，那么当变频器出现故障报警或由变频器起动的电动机运行到达工频频率后，变频器的控制电路会使电动机自动脱离变频器，改由工频电源为电动机供电。

交流异步电动机变频-工频切换的探讨引言：异步电动机是工业生产中常用的电动机类型之一，而变频技术的应用也越来越广泛。

在实际应用中，异步电动机的变频-工频切换是一个重要的问题，本文将对这一问题进行探讨，并分析其影响因素和解决方法。

一、异步电动机的变频技术异步电动机的变频技术是指通过改变电源频率来控制电动机的转速。

在工业生产中，变频技术可以实现对电动机的精确控制，使其适应不同的工作需求。

变频技术的应用可以提高生产效率，降低能耗，并且可以提供更多的操作灵活性。

二、异步电动机的工频技术异步电动机的工频技术是指将电动机接入工频电源，通过改变电动机的绕组连接方式或改变电源电压来实现对电动机转速的控制。

工频技术在许多场合下仍然是一种经济实用的选择，尤其是在转速要求相对较低或者需要长时间连续工作的场合。

三、异步电动机的变频-工频切换在一些特殊的工况下，需要将异步电动机从变频运行模式切换为工频运行模式，或者相反。

例如，当变频器发生故障或需要维护时，需要将电动机切换到工频模式，以确保生产的正常进行。

而在一些特定的工作任务中，可能需要将电动机从工频模式切换到变频模式，以获得更好的控制效果。

四、影响异步电动机变频-工频切换的因素1. 电动机的设计参数：电动机的设计参数将直接影响其在变频和工频模式下的性能。

因此，在进行变频-工频切换时，需要考虑电动机的额定功率、额定电压、额定转速等参数是否适用于切换后的工作模式。

2. 变频器的性能：变频器作为控制电动机的核心设备，其性能直接影响切换的稳定性和可靠性。

在选择和使用变频器时，需要考虑其输出功率、控制精度、过载能力等因素。

3. 切换过程中的保护措施：切换过程中，特别是在变频-工频模式切换时，需要采取相应的保护措施，以防止电动机和其他设备受到损坏。

常见的保护措施包括过电流保护、过温保护、过载保护等。

4. 切换的控制策略：切换过程中的控制策略也是影响切换效果的重要因素之一。

合理的控制策略可以确保切换过程的平稳进行，避免电动机产生冲击或过载现象。

如何在变频与工频之间合适顺畅地切换？随着领域的不断发展，变频器的出现让许多行业得到了优异的表现。

然而，许多机械设备在工作过程中不仅需要使用变频器，还需要通过工频器进行操作。

因此，如何在变频与工频之间合适顺畅地切换，成为了许多机械设备行业必须处理的一项难题。

什么是变频器和工频器在讨论变频和工频之间的切换之前，我们需要了解什么是变频器和工频器。

变频器指的是变频调速器，可以通过改变电机转速来达到调节设备的效果。

变频器主要的优势在于调速范围广，可以实现任何转速的调节，同时减少过载电流和减少机器噪音等问题。

工频器与变频器不同，指的是工频电源。

这种电源是单一频率的，通常是50或60赫兹。

一些机械设备只能通过工频电源运行。

变频器和工频器之间切换的挑战切换变频器和工频器之间并不难，但是它需要消耗时间和成本、影响生产。

同时，由于变频器和工频器之间的连接不同，需要更改电机驱动的连接。

这种更改将导致机器的运行时间延长，因此必须等到工作结束后再进行切换。

另外，不需要切换连接，而直接使用变频器会更加方便，但这仅适用于那些没有使用工频的机器。

在切换之前，需要注意的另一个问题是，变频器的功率大小通常要比工频器大，因此需要合理应用变频器的能力。

同时，不同类型的设备在切换时需要采取不同的方法。

这就需要我们了解如何适应不同的工作环境。

适应不同工作环境的方法在进行变频和工频之间的切换时，需要注意以下几点。

1. 确保机器没有运行切换时，您必须确保机器已停止运行。

特别是在切换连接时，如果机器仍在运行，可能导致机器受损。

2. 确定机器所需的电源类型在切换之前，必须确定机器的电源类型，以便了解何时使用变频器和何时使用工频器。

这是非常重要的，因为变频器和工频器的电流值不同，如果选择错误会导致机器运行出现问题。

3. 使用适当的连接方法选择正确的连接方式至关重要，可以确保电机被正确连接到变频器或工频器。

使用正确的连接方法，可以放置机器因连接错误而受损。

变频与工频切换变频与工频切换是电力系统中非常重要的一个环节，它主要涉及两种不同的频率，即工频和变频。

工频通常指的是电力系统中的额定频率，而变频则是指通过改变电源频率来控制电机的转速。

在电力系统中，变频与工频切换通常发生在电机启动或运行过程中。

下面将从几个方面对变频与工频切换进行详细阐述。

一、变频器的工作原理变频器是一种将交流电转化为可变频率的设备，它主要由整流器、逆变器和控制器组成。

整流器将交流电转化为直流电，逆变器将直流电转化为可变频率的交流电，控制器则控制逆变器的开关和转换过程。

在电机启动时，变频器可以控制电机的启动转速和加速过程，从而减少对电网的冲击和对机械设备的冲击。

二、变频与工频切换的优点1.节能：通过变频控制电机的转速，可以更加精确地控制电机的输出功率，从而减少能源的浪费。

2.延长设备寿命：变频控制可以减少机械设备的振动和冲击，从而延长设备的使用寿命。

3.提高生产效率：通过变频控制电机的转速，可以更加精确地控制生产过程，从而提高生产效率。

4.降低噪音：通过变频控制电机的转速，可以降低机械设备的噪音，从而改善工作环境。

三、变频与工频切换的缺点1.成本高：变频器的成本比普通电机要高，因此需要投入更多的资金。

2.维护难度大：变频器的维护比普通电机要复杂，需要专业技术人员进行维护。

3.对电网的影响：变频器的运行会对电网产生一定的影响，需要采取相应的措施来保证电网的稳定运行。

四、变频与工频切换的实现方式1.手动切换：在电机启动或运行过程中，可以通过手动方式将电机从工频切换到变频或从变频切换到工频。

这种方式需要操作人员具备一定的技能和经验。

2.自动切换：在电机启动或运行过程中，可以通过自动方式将电机从工频切换到变频或从变频切换到工频。

这种方式需要使用相应的传感器和控制算法来检测和控制电机的状态。

3.软启动器：软启动器是一种特殊的启动设备，它可以通过逐渐增加电机电流的方式将电机从工频启动到变频。

这种方式可以减少对电网的冲击和对机械设备的冲击。

变频器用继电器自动切换变频与工频线路
1.线路图
通用变频器用继电器切换变频与工频线路如下图。

2.工作原理
SA为运行方式选择开关。

当SA拨至“工频运行”时，按下启动按钮SF1，中间继电器KA1吸合并自锁，KM3动作，电动机M进入“工频运行”，按下ST1，电动机M停转。

当SA拨至“变频运行”时，按动启动按钮SF1，KA1动作并自锁，KM2动作，将电动机M 接至UF的输出端，随后KM1也动作，此时按下SF2.中间继电器KA2动作，变频器的FWD与CM接通，电动机开始升速，进入“变频运行”状态。

KA2动作后，停止按钮ST1失去作用，以防止直接通过切断UF的电源而使M停机。

在变频器运行刚过程中，如果UF因故障跳闸，则“30B~30A”断开，接触器KM2和KM1均断电，变频器和电源之间，以及M与UF之间都被切断；与此同时，“30B~30C”闭合，由蜂鸣器HA和指示灯HL进行声光报警。

同时，使延时继电器KT线圈带电，延时结束后，其触点接通，使KM3动作，M自动进入工频运转状态。

此时，操作人员应及时将SA旋至“工频运行”位置，声光报警停止。

在变频器运行时，如按下停止按钮ST2，中间继电器KA2断电，变频器的FWD与CM 之间断开，M会自动减速，终止停机。

3.应用
此线路可以实现变频与工频的自动切换功能。

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