4 串級調速系統在全速狀態下的故障處理

　　4.1 全速正常轉停車過程中故障處理邏輯控制程序

　　串級調速控制系統的正常停車為就地或遠方停車按鈕或停車命令，或為故障時系統停車指令。在全速狀態下，高壓開關qf保持閉合狀態，接觸器2km處于斷開狀態，而接觸器1km、3km、4km處于閉合狀態，斬波器igbt的導通時間是整個周期，水阻的極板在最小位上。當按下就地設備上的停車按鈕或從遠方觸摸屏發出停車命令時，控制器plc發出高壓開關qf斷開命令，然后再檢測qf的輔助觸點是否是真的斷開。如果經過一定的時間，這個qf斷開信號沒有返回到plc的輸入端，則plc認為高壓開關發生故障，發出報警信號，提醒工作人員現在設備發生故障需要檢查設備，直至此故障被徹底的解決掉；如果qf的輔助觸點斷開，則這個斷開信號將返回到plc的輸入電路。plc會認為有全速轉向停車的過程已經結束，發送命令使得停車狀態指示燈亮起來。該故障處理流程如圖4所示。

圖4 全速正常轉停車過程中故障處理流程

如圖5中信號1為電容電壓，信號2為4km返回。在進行保護時，4km分快于2km合。從圖中可以看出，當某一時刻qf跳閘時，電容電壓十分迅速的從70v降至0v。而接觸器4km在qf跳閘后經過55ms左右后由閉合狀態轉換到斷開狀態。

圖5 qf跳閘故障波形圖

4.2 全速態下緊急停車過程中故障處理邏輯控制程序

　　串級調速控制系統在全速狀態下在某些特殊的情況下需要緊急停車。如圖6所示，在這種情況下，plc發出斷開高壓開關qf的命令。如果在一定時間內qf狀態的返回信號沒有送到plc的輸入端，則plc會發出使得接觸器4km斷開的命令；如果這個qf斷開信號送到了plc的輸入端，這個系統在全速狀態下緊急停車過程結束，發送命令使得停車狀態指示燈亮起來。

圖6 全速下緊急停車過程故障處理流程

　　而plc發出斷開接觸器4km的信號，可以從圖3的基于plc的內所饋串級調速系統原理圖中得知，這相當于是把整流、斬波和逆變這三部分從系統中切除。讓系統在全速、轉子繞組開路或者轉子繞組串水阻的方式運行。如果經過一定時間接觸器4km的斷開信號沒有返回到plc的輸入端，則plc會認為接觸器4km也發生故障不能正常操作，在發報警信號的同時，閉鎖系統進入調速狀態的權限。

　　當接觸器4km的斷開信號送到plc的輸入端后，plc發斷開接觸器1km的命令，既然高壓開關都不能斷開，但要想使電機停下來，也只有讓電機處在轉子繞組開路的狀態。當接觸器1km在一段時間內沒有把斷開信號返回到plc的輸入端，系統也只能保持全速的工作狀態，發出報警信號的同時，閉鎖系統進入調速狀態的權限。如果這個斷開信號送到了plc的輸入端，則電機按最壞的處境，保持在轉子開路的狀態下，當然這種情況下，電機是無奈的停止轉動。plc在發出報警信號的同時，閉鎖系統進入啟動和調速狀態的權限。

　　如圖7所示為逆變停止后停車的電壓波形圖。圖中信號1為電容電壓，信號2為4km返回。正常全速或故障轉全速時，電容儲能不為零，額定電壓約70v，全速時電容電壓約40v。

圖7 全速停車過程波形圖

5 結束語

　　本文充分考慮了內反饋串級調速系統的原理，采用西門子公司的plc組成串調的控制系統，充分利用了plc控制系統的全數字化，簡單可靠，體積小，控制更加準確，搞干擾能力強等優點，并且通過流程圖全面分析了電機在全速狀態下可能出現的幾種故障，通過仿真波形可以看出在plc控制系統中，當全速狀態下某種異常情況發生時，控制系統都能夠及時準確的采取相關的保護措施，由于全速狀態是電機工作的一個重要狀態，如果全速狀態下的故障發生率能夠得到有效的控制，那么對于維護整個調速系統的穩定性將是至關重要的。