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图4 全速正常转停车过程中故障处理流程

如图5中信号1为电容电压，信号2为4km返回。在进行保护时，4km分快于2km合。从图中可以看出，当某一时刻qf跳闸时，电容电压十分迅速的从70v降至0v。而接触器4km在qf跳闸后经过55ms左右后由闭合状态转换到断开状态。


图5 qf跳闸故障波形图

4.2 全速态下紧急停车过程中故障处理逻辑控制程序

串级调速控制系统在全速状态下在某些特殊的情况下需要紧急停车。如图6 所示，在这种情况下，plc发出断开高压开关qf的命令。如果在一定时间内qf状态的返回信号没有送到plc的输入端，则plc会发出使得接触器4km断开的命令；如果这个qf断开信号送到了plc的输入端，这个系统在全速状态下紧急停车过程结束，发送命令使得停车状态指示灯亮起来。


图6 全速下紧急停车过程故障处理流程

而plc发出断开接触器4km的信号，可以从图3的基于plc的内所馈串级调速系统原理图中得知，这相当于是把整流、斩波和逆变这三部分从系统中切除。让系统在全速、转子绕组开路或者转子绕组串水阻的方式运行。如果经过一定时间接触器4km的断开信号没有返回到plc的输入端，则plc会认为接触器4km也发生故障不能正常操作，在发报警信号的同时，闭锁系统进入调速状态的权限。

当接触器4km的断开信号送到plc的输入端后，plc发断开接触器1km的命令，既然高压开关都不能断开，但要想使电机停下来，也只有让电机处在转子绕组开路的状态。当接触器1km在一段时间内没有把断开信号返回到plc的输入端，系统也只能保持全速的工作状态，发出报警信号的同时，闭锁系统进入调速状态的权限。如果这个断开信号送到了plc的输入端，则电机按最坏的处境，保持在转子开路的状态下，当然这种情况下，电机是无奈的停止转动。plc在发出报警信号的同时，闭锁系统进入启动和调速状态的权限。

如图7所示 为逆变停止后停车的电压波形图。图中信号1为电容电压，信号2为4km返回。正常全速或故障转全速时，电容储能不为零，额定电压约70v，全速时电容电压约40v。


图7 全速停车过程波形图

5 结束语

本文充分考虑了内反馈串级调速系统的原理，采用西门子公司的plc组成串调的控制系统，充分利用了plc控制系统的全数字化，简单可靠，体积小，控制更加准确，搞干扰能力强等优点，并且通过流程图全面分析了电机在全速状态下可能出现的几种故障，通过仿真波形可以看出在plc控制系统中，当全速状态下某种异常情况发生时，控制系统都能够及时准确的采取相关的保护措施，由于全速状态是电机工作的一个重要状态，如果全速状态下的故障发生率能够得到有效的控制，那么对于维护整个调速系统的稳定性将是至关重要的。

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关键词： PLC 串级调速系统 全速状态 故障处理