變頻泵循環(huán)運行方式優(yōu)點很多，但實現(xiàn)起來卻較復(fù)雜，關(guān)鍵問題是變頻器輸出切換的問題。在非同步狀態(tài)下，即變頻器的頻率和相位與工頻電源的頻率和相位不一致時，將水泵電動機從變頻器供電切換到工頻電網(wǎng)供電，將可能遇到很大的電流沖擊。如果在水泵電動機脫離變頻器后，等待一段時間（1－2s），待電動機的反電動勢降下來后再接到工頻電源，則流過電動機的電流約為電動機額定電流的5倍；如果不等待切換，即在電動機的反電動勢比較高時切換，若電動機的反電動勢與工頻電源電壓的相位差正好為180°，則情況最糟，電流將會達到電動機直接起動時電流的2倍，即一般的異步電動機將流過額定電流10倍左右的電流，對供電電網(wǎng)和電動機會產(chǎn)生過大的電流沖擊。

　　目前，多數(shù)變頻泵循環(huán)運行方式的供水系統(tǒng)（包括應(yīng)用變頻器供水控制基板組成的系統(tǒng)）采用延長切換時間的辦法（一般超過1s），來避開相位不一致造成的電動勢疊加，等電動機的感應(yīng)電動勢降下來后再切人工頻電源，但此時電動機（水泵）的速度已很低，切換后電動機瞬間電流基本等于直接起動電流（5倍的電動機額定電流），使變頻泵向工頻電網(wǎng)切換成為了水泵的工頻直接起動；再者，變頻泵循環(huán)運行方式中，變頻泵向工頻電網(wǎng)切換次數(shù)，多于變頻泵固定運行方式中工頻泵起動次數(shù)。以上原因?qū)е�，變頻泵循環(huán)方式會比變頻泵固定方式更多次地沖擊電網(wǎng)、水泵和管網(wǎng)中的管路、閥等設(shè)各，更加上變頻泵循環(huán)方式控制復(fù)雜，或用戶設(shè)計不當(dāng)?shù)仍�，會大大降低設(shè)各的可靠性。

　　針對這種狀況，可以采用監(jiān)頻監(jiān)相控制器，用來監(jiān)視切換時變頻器輸出的頻率和相位，當(dāng)其與工頻電源的頻率和相位一致時，再完成水泵由變頻器電源的切換，使切換后瞬時電流大致等于電動機的額定電流，基本上實現(xiàn)對生產(chǎn)和電網(wǎng)無任何影響的無擾動切換。

　�。�1）監(jiān)頻監(jiān)相控制器工作原理 監(jiān)頻監(jiān)相控制器監(jiān)視變頻器輸出頻率和工頻電源頻率（基本上是50hz），當(dāng)兩者相差小于0.2hz時，控制器開始檢測變頻器輸出電壓與工頻電源的相位差，當(dāng)相位差小于5°（最大相差180°）時，控制器輸出信號，給變頻供水系統(tǒng)提供可以進行切換的信息。其電路原理框圖如圖 1所示。

　　圖1 監(jiān)頻監(jiān)相控制器電路原理框圖

　　圖1中，工頻三相電源、變頻器的三相輸出作為控制器的輸人，信號經(jīng)取樣整形電路、隔離放大電路，進入單片機，單片機對兩種電源的頻率、相位進行計算判斷后，在顯示單元顯示相應(yīng)的輸入/輸出頻率，指示燈指示兩種電源是否同頻、同相，當(dāng)變頻器輸出相位、頻率與工頻電源相位、頻率一致時，控制器給出繼電器輸出信號（或晶體管集電極開路輸出信號）。同時，當(dāng)出現(xiàn)工頻電源斷相，或者變頻器輸出相序與工頻相序相反等故障時，控制器都可給出相應(yīng)提示。

　　（2）無擾動切換的實現(xiàn) 以abb公司的acs401型變頻器和siemens（西門子）公司的cpu224型可編程序控制器組成的變頻器循環(huán)運行方式為例，來介紹無擾動切換的實現(xiàn)，電路原理圖如圖2所示。

　　系統(tǒng)由變頻器、監(jiān)頻監(jiān)相控制器、可編程序控制器和接觸器、繼電器、轉(zhuǎn)換開關(guān)及運行旋鈕等組成。在用水量增大，變頻器輸出頻率升至工頻電源頻率時，系統(tǒng)進入切換等待時期，當(dāng)變頻器輸出相位與工頻電源相位一致時，監(jiān)頻監(jiān)相控制器輸出同相信號，可編程序控制器通過切換接觸器把變頻泵從變頻電源切換到工頻電源，實現(xiàn)無擾動切換。在實際應(yīng)用中，有以下幾個問題值得注意：

　　1）在進行切換時，不宜直接從變頻器輸出側(cè)斷開運行中的電動機（水泵），因為斷開瞬間的電流電壓沖擊不利于變頻器中的功率開關(guān)器件，不僅會減損其壽命，甚至?xí)䦟?dǎo)致其損壞。在保護功能比較完善的高品質(zhì)變頻器中，直接從輸出側(cè)斷開運行中的電動機（水泵），會導(dǎo)致變頻器故障停機，如abb的acs600系列變頻器，此時會提示overcurrent（過電流）而停機。切換的步驟一般應(yīng)為：第一步使變頻器停機，第二步在其輸出側(cè)進行切換操作，第三步是在切換完成后，變頻器帶另一臺水泵重新起動。以圖2中變頻泵由2號泵轉(zhuǎn)為3號泵為例，第一步繼電器ka斷開，變頻器自由停機；第二步斷開接觸器km3，閉合km4，2號水泵切換至工頻電源；第三步閉合km5，閉合ka，變頻器帶3號水泵開始運行。

　　2）在變頻器輸出頻率和工頻電源的頻率基本相同時，同相信號出現(xiàn)的頻率是工頻電網(wǎng)的頻率與變頻器輸出頻率之間差值的倒數(shù)，即

　 　ft＝1/|（fcomn-fvar）|

　　圖2 具有無擾動切換功能的
　　變頻泵循環(huán)運行方式原理圖

　　式中ft——同相信號出現(xiàn)的頻率；

　　fcon——工頻電網(wǎng)的電源頻率；