变频器输出切换的问题
变频泵循环运行方式优点很多，但实现起来却较复杂，关键问题是变频器输出切换的问题。在非同步状态下，即变频器的频率和相位与工频电源的频率和相位不一致时，将水泵电动机从变频器供电切换到工频电网供电，将可能遇到很大的电流冲击。如果在水泵电动机脱离变频器后，等待一段时间（1－2s），待电动机的反电动势降下来后再接到工频电源，则流过电动机的电流约为电动机额定电流的5倍；如果不等待切换，即在电动机的反电动势比较高时切换，若电动机的反电动势与工频电源电压的相位差正好为180°，则情况最糟，电流将会达到电动机直接起动时电流的2倍，即一般的异步电动机将流过额定电流10倍左右的电流，对供电电网和电动机会产生过大的电流冲击。
目前，多数变频泵循环运行方式的供水系统（包括应用变频器供水控制基板组成的系统）采用延长切换时间的办法（一般超过1s），来避开相位不一致造成的电动势叠加，等电动机的感应电动势降下来后再切人工频电源，但此时电动机（水泵）的速度已很低，切换后电动机瞬间电流基本等于直接起动电流（5倍的电动机额定电流），使变频泵向工频电网切换成为了水泵的工频直接起动；再者，变频泵循环运行方式中，变频泵向工频电网切换次数，多于变频泵固定运行方式中工频泵起动次数。以上原因导致，变频泵循环方式会比变频泵固定方式更多次地冲击电网、水泵和管网中的管路、阀等设各，更加上变频泵循环方式控制复杂，或用户设计不当等原因，会大大降低设各的可靠性。
针对这种状况，可以采用监频监相控制器，用来监视切换时变频器输出的频率和相位，当其与工频电源的频率和相位一致时，再完成水泵由变频器电源的切换，使切换后瞬时电流大致等于电动机的额定电流，基本上实现对生产和电网无任何影响的无扰动切换。
（1）监频监相控制器工作原理 监频监相控制器监视变频器输出频率和工频电源频率（基本上是50Hz），当两者相差小于0.2Hz时，控制器开始检测变频器输出电压与工频电源的相位差，当相位差小于5°（最大相差180°）时，控制器输出信号，给变频供水系统提供可以进行切换的信息。其电路原理框图如图 1所示。
图1 监频监相控制器电路原理框图
图1中，工频三相电源、变频器的三相输出作为控制器的输人，信号经取样整形电路、隔离放大电路，进入单片机，单片机对两种电源的频率、相位进行计算判断后，在显示单元显示相应的输入/输出频率，指示灯指示两种电源是否同频、同相，当变频器输出相位、频率与工频电源相位、频率一致时，控制器给出继电器输出信号（或晶体管集电极开路输出信号）。同时，当出现工频电源断相，或者变频器输出相序与工频相序相反等故障时，控制器都可给出相应提示。
（2）无扰动切换的实现 以ABB公司的ACS401型变频器和SIEMENS（西门子）公司的CPU224型可编程序控制器组成的变频器循环运行方式为例，来介绍无扰动切换的实现，电路原理图如图2所示。
系统由变频器、监频监相控制器、可编程序控制器和接触器、继电器、转换开关及运行旋钮等组成。在用水量增大，变频器输出频率升至工频电源频率时，系统进入切换等待时期，当变频器输出相位与工频电源相位一致时，监频监
