变频转工频问题探讨

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变频与工频的切换问题

变频与工频的切换问题（湖北宜昌市自动化研究所，湖北宜昌 443000）张燕宾摘要：分析了低压变频调速系统中变频与工频切换过程中的暂态过程，根据不同负载暂态过程的特点，提出了不同的切换要领，并介绍了以风机和供水水泵为代表的具体切换方法。

关键词：变频与工频切换；电磁过渡过程；自由制动过程；差频同相；频率陷阱；切换时间1 变频与工频切换的主电路1.1 切换控制的提出有的用户在采用变频调速拖动系统时，常常提出了变频器和工频电源进行切换的要求。

主要有两种类型：(1) 故障切换部分生产机械在运行过程中，是不允许停机的。

如纺织厂的排风机、锅炉的鼓风机和引风机等。

针对这些机械的要求，在“变频运行”过程中，一旦变频器因故障而跳闸时，必须能够自动地切换为“工频运行”方式，同时进行声光报警。

(2) 多泵供水的切换在多泵供水系统中，常采用由一台变频器控制多台水泵的方案。

用水量较少时，由变频器控制“1号泵”进行恒压供水；当用水量增大，变频器的运行频率已经到达额定频率而水压仍不足时，将“1号泵”切换为工频工作。

同时变频器的输出频率迅速降为0Hz，并切换至“2号泵”，使“2号泵”变频起动。

1.2 切换控制的主电路(1) 主电路的构成图１切换控制的主电路如图1所示，各接触器的功用是：① KM1用于将电源接至变频器的输入端；② KM2用于将变频器的输出端接至电动机；收稿日期：2003－08－13作者简历：张燕宾（1937－），男，江苏海门人，曾任宜昌市自动化研究所高级工程师、自动化研究所副所长、宜昌市科委驻深圳联络处主任、宜昌市自动化学会理事长、湖北省自动化学会常务理事，曾著《SPWM变频调速应用技术》、《变频调速应用实践》、《变频器应用基础》。

③ KM3用于将工频电源直接接至电动机。

此外，因为在工频运行时，变频器不可能对电动机的过载进行保护，所以，有必要接入热继电器KH，用于作为工频运行时的过载保护。

(2) 切换的动作顺序切换时，应先断开KM2，使电动机脱离变频器。

工频与变频的切换原理

工频与变频的切换原理嗨，朋友们！今天咱们来聊聊一个超有趣的话题——工频与变频的切换原理。

这可不是什么晦涩难懂的天书内容哦，只要跟着我，保准您能轻松搞明白。

先来说说工频吧。

想象一下，工频就像是一个老老实实按部就班干活的老工人。

他呢，就按照固定的节奏，一成不变地工作着。

比如说，我们家里的一些传统电器，像那种老式的电扇，插上电就按照固定的速度转呀转，这个固定的速度就是工频在起作用呢。

这个老工人虽然可靠，但是缺乏灵活性呀。

就好比一条单行道，只能以一种速度前行，没有别的选择。

再来说说变频呢。

变频呀，就像是一个聪明机灵的小年轻。

他懂得根据不同的情况调整自己的工作方式。

变频技术就像是这个小年轻脑袋里的智慧，让电器能够根据实际的需求来改变工作频率。

比如说变频空调，在刚启动的时候，它会快速制冷或者制热，这时候它的工作频率就比较高，就好像这个小年轻在冲刺阶段，充满活力。

等房间的温度快要达到设定值的时候呢，它就会降低频率，慢悠悠地保持这个温度，就像小年轻放慢脚步维持成果一样。

这多智能呀，不像工频那个老工人那么死板。

那这两者怎么切换的呢？这可就有趣了。

我给您打个比方，这就好比是一场接力赛。

有这么一个场景，一个工厂里有一台大型电机。

刚开始呢，这电机是在工频状态下运行的。

就像那个老实的老工人先上了跑道，按照传统的方式带着机器运转。

这时候，有个工程师小王在旁边监测着设备的运行情况。

小王心里想啊：“这工频虽然稳定，可现在生产任务变了，要是能更节能、更灵活就好了。

”这时候呢，变频技术就像是一个候补选手站在旁边。

当满足一定条件的时候，就像是接力棒交接的时刻到来了。

那这个交接是怎么实现的呢？这得靠一套控制系统。

这个控制系统就像是裁判，它一直在观察电机的各种运行参数。

比如说，当电机负载突然变轻的时候，控制系统就会想：“嘿，现在这种情况，变频上场肯定更合适呀。

”然后它就会发出指令，开始把电机从工频切换到变频。

这个切换过程就像是把接力棒从老工人手里交到小年轻手里一样。

变频转工频问题的研讨

一
些不足：
（）变频转工频时采用先投后切的方式，１而变频器的输出电压是根据电动机的额定电压参数设定的，
２变频转工频时电动机的情况分析
当电动机退出变频电源后，定子开路，其端电压瞬
当电网电压过高或过低时，便是同频同相的条件已即
（ｎｎＡｒｓａｄＳｉｎｅＣｏｌｇ，ｈｎｄ０，ｉａＨｕａｔｎｃｅｃｌｅＣａｇｅ４０Ｃｈｎ）ｅ１５３
Ａｂｓｒｃ：ｅｍｅｈｄｏｒｑｅｃｏｖｒｉｎｃａｇｎｎｏｐｗｅｒｑｅｃｓｄｓｕｓｄＴｈｈｕｈｎｔａｔＴｈｔｏｆｆｅｕｎｙｃｎｅｓｏｈｎｉｇｉｔｏｒｆｅｕｎｙｉｉｃｓｅ．ｅｔｏｇｔａｄ
说明延时转换成功的几个实例。
后，由鉴相器比较出一暂态相位差信号，用该信号反复
来调整变频器的输出参数，使变频／频的稳态相位最工后趋于一致，后采用先投后切（称同步切换）然又的顺序实现电动机变频与工频之间的转换。这种 “ 同频同相检测加上同步切换 ” 的方法也存在
ｍｏｔｅｆｔｍｅｄｌｙｃｎｖｒｉｒｅｅｅｈｄｏｉ－ｅａｏｅｓｏｎａｅｐｒｓｎｔｄ．
Ｋｅｒｓ：ｒｑｅｃｏｖｒｉｎ／ｐｗｅｒｑｅｃｓｍｅｐａｅｃｎｅｓｏｔｍｅｄｌｙｃｎｅｓｏｙｗｏｄｆｅｕｎｙｃｎｅｓｏｏｒｆｅｕｎｙ；ａ－ｈｓｏｖｒｉｎ；ｉ－ｅａｏｖｒｉｎ

交流异步电动机变频-工频切换的探讨

交流异步电动机变频-工频切换的探讨
异步电动机变频-工频切换是一种常见的控制方式，适用于需
要根据工作需求调整电机转速的场景。

该控制方式通过变频器控制电机的转速，实现对电机运行状态的灵活调节。

异步电动机变频工频切换的主要优点有：
1. 节能环保：通过变频控制电机转速，可以根据实际负载需求调节电机工作频率和电压，实现节能效果。

相比传统的固定速度工作模式，可以大幅度降低能耗，减少对环境的污染。

2. 提高负载适应能力：异步电动机在变频工作模式下可以根据负载情况自动调节转速，提高了电机的负载适应能力。

在需要快速启动、停止或者变速的工况下，可以更加准确地控制电机的运行状态。

3. 增强电机寿命：异步电动机在变频工作模式下运行时，由于电机起动电流较小，可有效减小电机的磨损和热量产生，从而延长了电机的使用寿命。

然而，异步电动机变频-工频切换也存在一些问题和挑战：
1. 电磁干扰：变频器输出的波形可能会引起电机和附属设备的电磁干扰问题，导致其他设备的不正常工作或者破坏。

2. 控制系统复杂性：异步电动机变频-工频切换需要准确控制
变频器的输出频率和电压，对控制系统的设计和调试要求较高，
需要具备一定的专业知识和经验。

3. 成本较高：相比传统的工频启停控制方式，异步电动机变频-工频切换需要安装和配置额外的变频器设备，增加了系统的成本投入。

综上，异步电动机变频-工频切换是一种在特定应用场景下可以提供多种优势的电机控制方式，但也需要考虑到电磁干扰、控制复杂性和成本等方面的挑战。

在实际应用中，需要根据具体的需求和条件进行合理的选择和权衡。

大功率电机变频切换工频存在的问题

交流异步电动机变频-工频切换的探讨交流异步电动机变频-工频切换的探讨The Discussion on AC Asynchronous Motor of VF to WF Switching摘要：为减少电机启动电流对电网的冲击和摆脱电网容量对电机启动的制约，有用户提出用变频器启动，升到50Hz后切换至工频，变频器再去启动其它电机。

本文就如何切换才能避免产生冲击电流，避免对电动机以及整个系统的电气性能和机械性能造成损害，进行了深入的分析，并通过多次试验找到了解决途径，继而开发成了正式成品。

关键词：交流异步电动机变频转工频无冲击切换Abstract:In order to reducing the restriction of motor starting current to power network and getting rid of the limitation of net ing variable-frequency starting was put forwards.This paper has a deep analysis on how to avoid the impulse current,and the harm of impacting to electrical performance and mechanical properties in whole system.Also by multiple tests found the way,and developed the formal product.Key words:Ac asynchronous motor VF to WF Non-impact switching1.问题的提出为减少电机启动电流对电网的冲击和摆脱电网容量对电机启动的制约，有用户提出用变频器启动，升到50Hz后切换至工频，变频器再去启动其它电机。

引风机变频改造后变频与工频互切探讨

Telecom Power Technology 运营探讨引风机变频改造后变频与工频互切探讨方　武（大唐华银金竹山火力发电分公司，湖南引风机在变频改造后，引风机出力由静叶（或动叶）调节变为变频调节，变频器的可靠性直接关系到引风机乃需要考虑当变频器出现故障后，对应引风机能够快速进入工频运行恢复出力，在变频器故障处理完成后，能及时转换为工频运行，提高机组运行的经济性。

变频切工频；工频切变频；引风机变频改造Discussion on Frequency Conversion and Power Frequency Mutual Cutting of InducedFANG WuDatang Huayin Jinzhushan Thermal Power Generation Branch After the frequency conversion transformation of the induced draft fan regulation to frequency conversion regulation converter is directly related to the safety of the induced draft fan and even the whole furnace.Therefore ，the corresponding induced draft fan can quickly enter the power frequency 工频电源进线变频调试系统QFGK 1GK 0QS 1QS 2QS 3QF 11R1M工频电源进线变频调速系统旁路QF 1 柜3QF 旁路柜2QF 3QF 11QF 2旁路柜1电阻柜R 1GK 0M GK 1图3　变频器重故障切工频过程中机组重要参数趋势引风机变频改造后增加变频和工频互切功能后，引风机变频运行既提高经济性，也降低了由于变频器出现故障而带来的安全风险。

风机变频转工频注意什么

风机变频转工频注意什么风机变频转工频是指将原本运行在变频状态下的风机，通过相应的操作，将其转换为运行在工频状态下的风机。

风机变频转工频需要考虑到许多因素，下面将详细介绍。

一、控制系统的转换将风机从变频状态转变为工频状态，需要对控制系统进行相应的改变，主要是更改控制程序和参数的设置，来实现工频运行的需求。

需要将变频器操作面板的参数改为适合于工频运行的参数，包括工频变频器的控制方法、控制器的类型和控制模式等。

同时，需要将风机的工作曲线修改成适合工频转速的曲线，使得风机可以在工频下更加稳定地运行。

二、电机运行能力风机转换成工频状态后，风机电机的转速将从变频运行状态下的几百转，变成了每分钟1450转。

因此，需要考虑电机能否正常运行，以及电机输入电压和电流是否符合设计要求。

需要确认电机是否具备适应于工频运行的能力，否则可能会导致电机起动困难，或者出现过载情况，对设备运行造成影响，甚至可能损坏设备。

三、变频器的保护设置变频器是控制变频转速的重要设备，需要进行保护设置，以防止不当操作或异常情况对设备造成损坏。

主要包括设置上限电流、下限电压、过载保护和温度保护等。

需要适时验证保护设置是否有效，以及设备所能承受的负载能力是否符合实际需求。

四、电源质量风机在运行时，需要从电源中获取电能，所以电源的电压和电流质量至关重要。

电网在运行时，常常会出现瞬间电压波动或电压峰值，需要进行适当的过滤和稳压，保证电源供应足够的电量，以避免风机由于电压异常而出现故障。

五、电缆选择变频转工频时，电缆的选择是至关重要的，因为变频器会产生大量的电磁干扰，特别是在高频段，会产生影响电缆的信号波动，从而影响风机的运行。

所以需要选择质量较好的电缆，并采取适当的屏蔽、保护措施，以抵抗电波干扰。

风机转变频需要考虑的因素较多，需要做好细致的计划和操作。

在变频转工频的过程中，需要充分保护设备，确保其稳定运行，减少维修成本，延长设备寿命。

变频-工频切换过程中冲击电流产生原因及防范措施

变频-工频切换过程中冲击电流产生原因及防范措施王丁磊;郭涛【摘要】The phenomenon of the current impact in the equipment of fluid during the transform between variable frequency and industrial frequency was analyzed. The most important reason of the current impact is not the phase offset,but the unmatched of rotate speed. The preventive and reduce measures of current impact were found through analyzing. Such as setting the appropriate switching time, ensure the difference of rotate speed before and after switching,interlocking set,etc. Can ensure the smooth and reliable during the switching of variable frequency and industrial frequency. It can be ensured that no significant current impact phenomenon occurs and the switching process is smooth by setting the appropriate rotate speed of fore - and - aft through experiments.%分析了流体类机械设备在变频-工频切换过程中出现的电流冲击现象,发现造成电流冲击最重要的原因并不是相差造成的,而是转速不匹配造成的.通过分析找到防止和降低电流冲击的方法,即通过设置合适的切换时间,保证切换前后的转速差,设置多重互锁等方法可以保证变频和工频间切换的平稳和可靠.实验表明通过设置合适的切换时间切换前后的转速,可以保证切换过程没有明显的电流冲击现象发生,切换过程平稳.【期刊名称】《电气传动》【年(卷),期】2011(041)008【总页数】5页(P15-19)【关键词】变频-工频切换;电流冲击;切换时间;转速匹配【作者】王丁磊;郭涛【作者单位】安阳师范学院计算机与信息工程学院,河南安阳455002;安阳师范学院计算机与信息工程学院,河南安阳455002【正文语种】中文【中图分类】TG1561 引言对于通风机、鼓风机、水泵、油泵等流体类机械，其负载往往是变化的，为保证流体输出压力恒定和节能，一般都是通过变频控制来实现的。

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２变频转工频时电动机的情况分析
当电动机退出变频电源后，定子开路，其端电压瞬时变为零，转子电流就作为励磁电流产生气隙磁通。由于转子因惯性继续旋转，旋转的磁通会在定子绕组中感应出电势。如果紧接着合闸接上工频电源，由于其电源电压与电机感应电势的相位不同，严重时两者的相位相反，就会使电机产生很大的冲击电流，造成电机及设备的损坏。因此，在变频转工频时，必须想办法避免过大的冲击电流。
式中ｒ＝Ｌ２／Ｒ２一电磁时间常数，ｓ；Ｌ２，Ｒ２一转子绕组等效电感与电阻，ｆｌ．由于笼型电机的转子电感很小，则：很小，由（２）式可知，Ｄ４．将随时间快速衰减，由（１）式可知，Ｅ：也迅速减少，一般经过３＾－５：后Ｅ，就几乎等于零。如果此时再合闸接上工频电源，不仅冲击电流不会过大，而且冲击时间极短。采用延时转换，所用设备少，经济性好。但要延时多少才恰当，需根据电机的功率大小与负载的具体情况而定，很难有一个确定的数值。这是因为延时时间长
围（即“ 差频” ），在该范围内电动机等待着同相的转换时机而进行转换。只要设定好频段的大小、灵敏度与选择性３个技术参数，就能指导系统快速、平稳的进行先切后投（又称异步切换）。由于是先切后投，因此使用时不受电网电压过高或过低的影响；同时由于“ 差频同相检测” 采用开环控制，控制单元与变频器是非接触式的（ “ 同频同相检测” 是闭环控制，控制单元与变频器是接触式的），因此具有较大的通用性。但由于价格高，加上参数设置需要一定的经验，所以实际使用该装置的情况不是很多。
摘要：对目前变频转工频的方法进行了讨论，介绍了延时转换的思路与方法。关键词：变频／工频；同相转换；延时转换中图分类号：ＴＭ７６文献标识码：Ｂ
ＤｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｎＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＣｈａｎｇｉｎｇｉｎｔｏＰｏｗｅｒＦｒｅｑｕａｕｃｙ
ＫＭ１ＫＭ２
４变频／工频的延时转换
如果在变频转工频时使定子感应电势大大减少，甚至等于零之后再合闸接上工频电源，显然能避免过大的电流冲击，延时转换就是根据这个理由提出来的。由电机学的知识可知，三相异步电动机定子每相电势：
式中Ｅ，一定子绕组的感应电势，Ｖ；Ｗｌ一定子每相绕组串联匝数；ｋｗ：一定子绕组系数；
ＰＬＣ控制自动合上工频电源开关ＫＭ，
图２变频转工频流程图
电动机，额定功率２．２ｋＷ，额定电压３８０Ｖ，额定电流４．７Ａ，起动电流倍数为７。变频运行的频率为４０Ｈｚ时，采用图１所示电路整定时间继电器延时１．５ｓ实现变频转工频，用示波器进行观察，其冲击电流的最大值为２３．８Ａ，小于电机直接起动时允许的最大电流３２．９
《电气开美）（２００７．Ｎｏ．１）
文章编号：１００４－２８９Ｘ（２００７）０１一０００２பைடு நூலகம்１一０３
变频转工频问题的研讨
胡浩周晓军
（湖南文理学院，湖南常德４５０００３）
５应用举例
某合成纤维厂一台型号为Ｙ９０Ｌ－２的三相异步
《电气开吴）（２００７．Ｎｏ．１）
．一
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变频运行
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０１一
变频器自动分闸５！
ＰＬＣ控制自动断开变频输出开关ＫＭ
延时设定时间
电动机，整个延时６－８ｓ；对于５００ｋＷ以上的电动机，整个延时８－１０ｓ就可以了。
如果在实际工作中需要更短的延时时间，可在电
机定子侧接上三相灭磁电阻，减少至合闸（ＫＭ，）时的电流冲击，加快转子电流的衰减，缩短４５ｍ衰减的时
间，但这要增大一些设备投资。
来影响。所以这一转换方法提出后未能得到较多的具体实施。我们在这方面做了许多工作，取得了一些经验，认为变频延时转工频是可行的，现介绍如下：（１）对于小功率电动机（一般＜３ｋＷ），当变频器输入端跳闸退出运行后，可通过时间继电器延时０．５－３ｓ后投上工频电源，电机的冲击电流不会大于允许的起动电流。图１是我们设计使用过的延时转换电路。ＫＭ２ＳＫＭ１ＳＢ
（４．７Ｘ７）Ａ，
另一台型号为Ｙ３１５Ｍ２－４的三相异步电动机，额定功率ＭＯＭ额定电压３８０Ｖ，额定电流２９４Ａ，起动电流倍数为７。变频运行的频率为４５Ｈ：时，用ＰＬＣ控制延时６ｓ后转工频运行，示波器观察其冲击电流的最大值为１４２０Ａ；变频运行的频率为４０Ｈｚ时，其冲击电流的最大值为１７３０Ａ，均小于电机起动时允许的最大电流２０５８（２９４Ｘ７）Ａ，
头闭合自锁，常闭辅触头打开切断ＫＴ线圈通路，变频转工频结束。
（２）对于大中型电动机，采用ＰＬＣ控制变频运行时，通过检测系统故障，实现变频延时转工频的全过程，其流程图如图２所示。当变频器输入端Ｓ自动分的气隙磁通：闸，ＰＬＣ控制变频器输出端ＫＭ，断开（见图１－ａ）后，５４ｍ－ｅ－｀／＇（２）经延时接上工频电源。延时的时间除考虑电机及负载
一些对避免电流冲击有好处，但延时过长电机转速降低过多，投上工频电源后电机还要加速起动，对生产带
的情况之外，还要留有一定时间的安全裕量。有条件的地方最好先通过实验仿真，确定Ｔ），ｍ衰减到零所需的时间，再加上２－４ｓ的延时裕量，就可安全地实现变频
转工频运行。实际工作的经验是：对于５００ｋＷ以下的
（ａ）主电路示意图（ｂ）控制电路图图１变频／工频延时转换电路
电路的工作原理：需要变频运行时，首先Ｓ合闸，Ｅ，＝４．４４，／，Ｗ，ｋｗ，Ｏ．（１）然后按ＳＴ，ＫＭ，线圈得电，其主触头闭合，电机接上
说明延时转换成功的几个实例。
电压与电机感应电势同相位，则可避免产生很大的冲击电流，因此，利用“ 频率相位检测器” 实现同频同相合闸，就是目前流行的变频转工频的一种方法。其“ 同频同相检测加上同步切换” 系统是由“ 采样— 鉴相— 变频器” 组成的锁相闭环监控系统，在变频／工频同频后，由鉴相器比较出一暂态相位差信号，用该信号反复来调整变频器的输出参数，使变频／工频的稳态相位最后趋于一致，然后采用先投后切（又称同步切换）的顺序实现电动机变频与工频之间的转换。这种“ 同频同相检测加上同步切换” 的方法也存在
（ＨｕｎａｎＡｒｔｓａｎｄＳｃｉｅｎｃｅＣｏｌｌｅｇｅ，Ｃｈａｎｇｄｅ４１５００３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｃｈａｎｇｉｎｇｉｎｔｏｐｏｗｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｔｈｏｕｇｈｔａｎｄ
气一每极气隙磁通，Ｗｂ；
．ｌｆ＝．ｆ２／ｓ一定子频率，Ｈｚ；几一转子频率，Ｈｚ；
：一ｎｏｎ－ｏｎＸ１００％一电机转差率；
ｎ。一电机的同步转速，ｒ／ｍｉｎ；ｎ一电机转子转速，ｒ／ｍｉｎ；在短时间的转换阶段，转子的转速ｎ与频率几变化小，那么人变化小；在变频断电后，由转子电流产生
ｍｏｔｈｅｄｏｆｔｉｍｅ一ｄｅｌａｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
ＨＵＨａｏＺＨＯＵＸｉａｏ一Ｉｕｎ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ／ｐｏｗｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｓａｍｅ一ｐｈａｓｅｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｔｉｍｅ一ｄｅｌａｙｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ１引言
一些不足：
（１）变频转工频时采用先投后切的方式，而变频
器的输出电压是根据电动机的额定电压参数设定的，当电网电压过高或过低时，即便是同频同相的条件已满足，但同幅不一定满足。如果鉴相器不具备鉴幅功能，电网电压过高时进行变频／工频转换，就会使变频器损坏；电网电压过低时转换，会使变频器输出过流。（２）调频同相检测系统是对具体的变频器的硬件进行调整、实现闭环控制的，所以厂家生产的同步切换装置只能与自己生产的变频器或按自己要求指定生产的变频器配套使用，即不具有通用性。
在工矿企业的设备改造中，越来越多的拖动装置由原来的工频系统改为变频系统运行，提高了产品的
质量，节省了电能。对企业的某些重要设备（如风机泵类等）要求必须连续可靠的运行，不允许中断。如果变频系统出现故障，必须在很短的时间内转工频电源，使电动机不间断运转。在变频转工频时，必须保证转换的安全性与可靠性，同时还要考虑经济性。本文从分析电动机变频转工频时的情况入手，对目前采用的同相转换进行了讨论，并提出延时转换的思想和方法，并举例