变频器的旁路功能及相关应用

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       变频器在使用过程中，经常会遇到变频器需要长期运行在50Hz，不进行调速的工况；也会遇到变频器故障时，生产工艺要求电机继续运行的工况，这个时候就需要变频器具备旁路功能（by pass mode）。
一、旁路功能概述：
1、 旁路功能白话解释：就是并联一个通道的意思。在电子电路中，一般是将一个电容与电阻并联，将电阻上的交流成份进行“滤除”，提供一个交流通道，该通路理解为旁路，该电容称之为旁路电容。
2、 在变频应用中的旁路功能解释：针对电机，由变频器驱动还是由工频电网直接驱动，通常由变频器驱动转为工频驱动的过程叫旁路切换。
3、 变频器的旁路功能：是工艺控制器中包含的一个功能块，需要首先激活工艺控制器，才能使用旁路功能。
4、 旁路过程：由变频器的CU单元控制切换逻辑及算法，驱动变频器继电器输出接点，控制两个接触器，使得电动机由变频器驱动，或者由工频电网驱动。
二、变频器旁路功能的简单图示：

三、变频器旁路功能分类：
以SINAMICS G130/G150为例，在变频器的输出侧安装接触器， 同时在电机工频回路安装接触器、断路器及熔断器等，根据两个接触器的动作时序及是否互锁，可以将旁路功能分为如下三种方式：
A、 带重叠的同步旁路方式 (P1260=1)
        此功能可以将电机同步切换到网侧，也可以将电机同步切换到由变频器控制。旁路过程中，变频器通过VSM10模块检测电网电压、频率、相位，然后控制变频器的输出，当变频器的输出电压、频率、相位满足旁路条件时，网侧接触器K2闭合，接触器  K1   和K2会在同步的过程中同时闭合一段时间（同步锁相），然后K1断开，电机在工频电网运行，这种同步旁路方式对电网没有冲击，是比较好的旁路切换方式。
B、 不带重叠的同步旁路方式 (P1260=2)
         与方式一类似，没有VSM10模块检测电网电压，当变频器的输出超过50Hz时，发出OFF2 指令，封锁输出，K1断开，K2闭合，在满足K1、K2互锁前提条件下，K2 需要尽快投入到工频电网上去，尽可能减小电机转速跌落，这种不带重叠的旁路方式，对于电网 可能造成冲击，因为电机投入电网瞬间， 由于电机剩磁的影响， 在电机端子上有感应电压， 这个感应电压与电网没有任何关联，频率、相位、电压幅值具有很大的随机性，一般不推荐这种旁路方式。
C、 无同步的旁路方式 (P1260=3)
         该旁路方式随机性也比较大，没有VSM10模块检测电网电压，变频器运行在任意频率都可以执行旁路功能，变频器发出OFF2 指令，封锁输出，K1断开，K2闭合，对电网冲击的可能性更大，一般不推荐使用。
四、带重叠的同步旁路方式时序及状态位：

五、带重叠的同步旁路功能注意事项：
1、接触器分断能力，必须能够带载分断。
2、变频器控制方式须采用无编码器矢量控制或者线性V/F控制。
3、旁路控制是工艺控制的一部分，必须使能。
4、同步旁路功能是通过变频器控制，实现电机同步切换到网侧或变频器供电侧，接触器的反馈信号必须反馈到变频器。
5、可以通过参数 p3802 激活同步功能，Infeed、 vector必须连接 VSM10。
6、在变频器处于 “Ready to start and bypass” 或 “Ready to operate and      bypass” 状态时，使用温度传感器监视电机温度 ，防止电机过热损坏。
7、 当 OFF2 或 OFF3 命令有效以后，所有的旁路开关都被关断。
8、需要加Uk 值为 10 %的输出电抗器，用于变频器与电网电压之间的解耦。
9、接触器闭合状态返回信号需要正确接入。
六、旁路功能应用场合：
１、轮船侧推系统
２、大功率水泵组循环投入和切换
３、矿山皮带机驱动系统
４、大功率风机驱动