离散变频软起动过程的若干问题
软启动与变频器基本知识问答
软启动与变频器基本知识问答1、什么是变频器？变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
2、为什么变频器的电压与电流成比例的改变？异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。
因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，防止弱磁和磁饱和现象的产生。
这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
3、失速防止功能是什么意思？如果给定的加速时间过短，变频器的输出频率变化远远超过转速〔电角频率〕的变化，变频器将因流过过电流而跳闸，运转停止，这就叫作失速。
为了防止失速使电机继续运转，就要检出电流的大小进行频率控制。
当加速电流过大时适当放慢加速速率。
减速时也是如此。
两者结合起来就是失速功能。
4、有加速时间与减速时间可以分别给定的机种，和加减速时间共同给定的机种，这有什么意义？加减速可以分别给定的机种，对于短时间加速、缓慢减速场合，或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的，但对于风机传动等场合，加减速时间都较长，加速时间和减速时间可以共同给定5、什么是变频分辨率？有什么意义？对于数字控制的变频器，即使频率指令为模拟信号，输出频率也是有级给定。
这个级差的最小单位就称为变频分辨率。
变频分辨率通常取值为0.015~0.5Hz.例如，分辨率为0.5Hz，那么23Hz的上面可变为23.5、24.0 Hz，因此电机的动作也是有级的跟随。
这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题。
在这种情况下，如果分辨率为0.015Hz左右，对于4级电机1个级差为1r/min 以下，也可充分适应。
另外，有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。
6、变频器的寿命有多久？变频器虽为静止装置，但也有像滤波电容器、冷却风扇那样的消耗器件，如果对它们进行定期的维护，可望有10年以上的寿命。
变频器运行中出现的问题与对策
～ ．
膨胀 收 缩及 热 变形， 需 适 皿 恒 誊 ？
、 Ｉ 波， 正ｉ ｌ ， Ｉ 投泪 ＾ ｈ 蛔 坎 暮 踵ａ ７ ５ ｈ
。 十 “
＼ 垒 净
： ‘ ． ： ｌ ‘ — ｆ ｌ ｒ： 上
， ｝
呵
凡
卧
：
制温度 ， 且 适 当降低 组合 图９嵌入补强整体热处理工艺 件的热处理 升／ 降温速率 。 曲线
４ ． ７ ． ４ 升温 速 度： ２ ０ ０ ℃以 下 不限 制， Ｙ ｔ － Ｎ Ｎ Ｎ￣
焊 度 接 为 为 钢 单 管 面 与 满 加 焊 固 板 ， 焊 的 角 最 高 小 。
壁厚 。 ４ ． ６ 嵌入补强组合件的
一
。 ｏ
一 Ｉ ｌ Ｉ
ｌ ｌ
？ 上 日 寸 持 在 ５ ５ — ９ ０ ￣ Ｃ ／ ｈ ２ ￣ ． Ｎ ， 且 温 度 在 ２ ０ ０ ℃ 时
张文华
（ 天津晋铝建设有限公 司 山西河津 ０ ４ ３ ３ ０ ０ ）
摘
要：本文重点 阐／ ＊ － ＿ Ｔ变频器在运 行 中出现的 问题 ，主要表现 为：高次谐 波、噪 声与振动 、 负载 匹配、发 热等 问
题 。本文针对以上 问题进行 分析 并提 出相应措施 。
关键词：变频器
负载
文章编号 ： １ ０ ０ ２ — ３ ６ ０ ７（ ２ ０ １ ３ ）０ ２ — ０ ０ ４ ６ — ０ ２
中图分类号 ：Ｔ Ｍ ９ ２ １ ． ５ １ ： Ｔ Ｄ ６ ３ 文献标识码 ：Ｂ
引 言
部分组成 。 整流部分为三相桥式不可控整流器 ， 中间滤波 部分采用大电容作为滤波器， 逆变部分为Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ Ｚ． 项桥式逆 变器 ， 且输人为Ｐ ＷＭ波形。 输出电压中含有除基波以外的 其它谐波， 较低次谐波 通常对 电动机负载影响较 大， 引起 转矩脉动 ； 而较高 的谐波 又使 变频器输 出电缆的漏 电流 ห้องสมุดไป่ตู้增加， 使 电动机 出力不足 ， 因此变频器输 出的高低次谐 波 都必须抑制 ， 可以采用以下方法抑制谐波 。
施耐德软启动器常见问题及解答
VSD Marketing Wayne.shi
13
ATS48是否提供相间短路和对地短路保护功能？
对ATS48而言并不直接提供该两种保护功能，提供此功能的软起 动都是通过快熔来实现的； ATS48可以通过外置的快熔来实现此两种保护功能； ATS48没有将快熔作为内置产品是处于如下考虑——快熔出现故 障后需要备件更换，作为内置的特定产品在供货上存在问题， 因此莫不如通过外置快熔的方式来实现这两种保护功能。
VSD Marketing Wayne.shi
9
ATS48内三角形接法时应注意什么？
只有ATS48***Q型的软起动器才适用内三角形接法， ATS48***Y不适用内三角形接法； 当使用此功能时，高级设定菜单（drC）中的dlt参数要设成 on，调整菜单设定In仍设置为线路电流，这时软起动器的停 车方式只能选择自由停车且不能使用级联功能和预热功能。
VSD Marketing Wayne.shi
10
ATS48拖动多台电机时有何特殊的处理方案？
ATS48支持一台软起动器拖动多台电机，这样可以节省成本； 为了满足在一拖多情况下软起动器与电机的参数匹配，ATS48可 以提供两套电机参数的输入功能，通过逻辑端子的输入来实现 两套参数间的切换；
VSD Marketing Wayne.shi
3
ATS48软起动器的主要应用在何种场合
ATS48软起动器的驱动对象是电机，可抑制电机在直接起动过程 中造成的电网冲击和对机械结构的冲击； 在无调速要求的情况下软起动器完全可以满足要求，其价格大 概为同功率变频器的1/4左右； 注：当前客户并非理智消费，在采用软起动器可以解决问题的 情况下仍然会采用变频器。 主要的应用对象是风机、泵类负载，占到软起动器应用的80％ 以上； 主要的场合涵盖了冶金、热力、电力、市政、基础设施、商用 楼宇等等行业。
变频器软启动原理
变频器软启动原理
变频器软启动是一种通过逐渐增加输出电压和频率来实现平稳启动的技术。
其原理基于变频器主电路中的电力电子器件和控制单元的协调工作。
首先，在软启动开始时，变频器将输出电压及频率设置为较低的初始值。
控制单元会逐渐增加输出电压，从而逐渐提高负载的供电能力。
一般情况下，软启动的时间段持续几秒钟至几分钟不等，具体取决于负载的特性。
其次，在软启动过程中，控制单元还会逐渐增加输出频率。
通过逐步增加频率，使负载逐渐适应变频器的输出，减小负载对变频器的冲击。
这样可以避免因电压和频率突然增加而对设备和负载造成潜在的损坏。
最后，在软启动过程完成后，变频器达到额定输出电压和频率，可以正常运行，并适应负载的工作要求。
总的来说，变频器软启动的原理是通过逐渐增加输出电压和频率，以避免对负载和设备造成过大的冲击，实现平稳启动和适应负载的能力提升。
变频器常见故障及分析
变频器常见故障及分析变频器是现代化工控制系统的重要组成部分，其作用是将工业电机的电压和频率进行调节控制，实现对电机的精确控制。
然而，在实际应用过程中，变频器也经常会出现一些故障问题，影响其正常运行。
本文将会介绍一些常见的变频器故障以及对其进行分析的方法。
1. 变频器无法启动变频器无法启动是比较常见的故障现象。
其原因可能是电源故障、控制器故障、过载保护等。
解决方法是：首先检查电源是否正常，确保电压、电流都在正常范围内；其次，检查控制器是否工作正常，查看是否有报警信息或故障代码；最后，检查驱动装置是否存在过载或者其他问题，排除故障所在问题，解决问题。
2. 变频器电机运行不稳定变频器驱动的电机在运行中可能会发生不稳定的情况。
这种情况通常是由于控制器的参数设置不当、电磁干扰、电机故障等原因引起的。
修复方法主要可以从以下三个方面入手：首先，检查控制器的参数设置是否正确；其次，做好电磁干扰的控制，尽量避免外部因素对系统的干扰；最后，检查电机是否故障，如叶片松动、绝缘破损等。
3. 变频器冷却不良冷却不良是变频器常见的故障。
原因可能是风扇故障、散热器污染或散热器不足等。
解决方法是首先检查风扇是否正常，确保风量、风压都在正常范围内；其次，检查散热器是否受到污染或障碍物的阻碍，及时清理销毁；最后，可以考虑换装更高效的散热器或者进行改造升级。
4. 变频器输出电压/电流异常输出电压/电流异常是变频器故障中比较常见的一种。
原因可能是变频器过载、短路故障、电源问题、输出滤波组件问题等。
针对这种情况，可以先检查变频器的电源是否正常，查看是否有电源电压异常、波动等情况；接着，检查输出滤波组件是否损坏或磨损，如有需要及时更换；最后，可以考虑增大变频器的功率，以满足系统的功率需求。
5. 变频器运行时出现异响异响是变频器在运行时较为常见的一种故障。
原因可能是电机故障、轴承磨损、齿轮松动等。
解决方法是首先检查电机和轴承的情况，如发现轴承磨损严重就应该考虑更换轴承；其次，检查齿轮连接是否紧固，若出现松动状况，及时进行调整或更换；最后，可以考虑更换电机或更换变频器控制卡来修复故障。
可控硅软启动的工作原理及常见故障
软起动的分类
软起动可分为有级和无级两类，前者的调节是分档的；后者的调 节是连续的。传统的软起动均是有级的，如星/角变换软起动，自 耦变压器软起动，电抗器软起动等等。我们本课主要介绍是无级类 的：液阻软起动、磁控软起动和晶闸管软起动。
变频调速装置也是一种软起动装置，它是比较理想的一种，它 可以在限流同时保持高的起动转矩，价格贵是制约其推广应用的主 要因素。
起动次数要控制在每小时不超过6次，特别是重负载一定要注意） • b、在起动过程中，保护元件动作，使接触器不能旁路，软起动器长时间工
作，引起保护动作。（检查外围电路） • c、负载过重起动时间过长引起过热保护。（起动时，尽可能的减轻负载） • d、软起动器的参数整定不合理。时间过长，起始电压过低。（将起始电压
升高） • e、软起动器的散热风扇损坏，不能正常工作。（更换风扇）
• 10、可控硅损坏： • a、电机在起动时，过电流将软起动器击穿（检查软起动器功率是否与电机
的功率相匹配，电机是否是带载起动） • b、软起动器的散热风扇损坏（更换风扇） • c、起动频繁，高温将可控硅损坏（控制起动次数） • d、滤波板损坏（更换损坏元件)
入恒流起动。该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。软起动与传统
减压起动方式的不同，笼型电机传统的减压起动方式有Y-q起动、自耦减压起动、电抗器起动等。这些起动方式
都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。
•
• 3、电压双斜坡启动
•
在启动过程中，电机的输出力矩随电压增加，在启动时提供一个初始的启动电压，根据负
• a、参数设置不合理（重新整定参数，起始电压适当升高，时间适当加长）
变频器软故障排除大全-民熔
变频器软故障排除-民熔1过流电流是变频器报警中最常见的现象。
1.1现象（1）当它重新启动时，速度一提高就跳闸。
这是一种非常严重的过流现象。
主要原因有：负载短路，机械部件卡死；变频器模块损坏；电机转矩过小。
（2）上电跳转，这种现象不能复位，主要原因是：模块坏了，驱动电路坏了，电流检测电路坏了。
（3）主要原因是：加速时间太短，电流上限太小，转矩补偿（V/F）设定值过高。
1.2示例（1）43.7kw变频器一启动就跳“OC”。
分析与维护：打开机盖未发现烧坏迹象，IGBT （7mbr25nf-120）在线测量基本无问题。
为了进一步确定问题所在，7台机组的大功率晶管在拆除IGBT后的开闭情况良好。
在测量上半桥驱动电路时，发现其中一个电路与另两个电路有明显的不同。
仔细检查发现光耦a3120的输出引脚与电源负极短路。
更换后，三条电路基本相同。
模块已通电，工作正常。
（2）当2.2kw逆变器通电时，它将跳闸“OC”，并且不能复位。
首先，变频器维护模块没有发现问题。
其次，检查驱动电路，无异常现象。
据估计，问题不在这个地区。
可能是过电流信号处理部分。
电路传感器拆下通电后，显示一切正常。
因此，认为传感器损坏。
找到一个新的并用负载测试替换它。
一切正常。
2过电压和过电压报警通常发生在机器停机时。
主要原因是减速时间太短或制动电阻和制动单元有问题。
（1）例如，一台N2系列3.7KW变频器在停止时跳“Ou”。
分析与维护：在维修本机之前，必须查明“Ou”报警的原因。
这是因为变频器减速时，切割电机转子绕组旋转磁场的速度加快，转子的电动势和电流增大，使电机处于发电状态，而反馈能量通过二极管与逆变环节中的大功率开关管并联流向直流环节，这是由于直流母线电压的增加而引起的。
因此，应重点检查制动回路和测量放电电阻。
测量制动管（ET191）时发现制动管已损坏。
更换后通电运行，快速停机无问题。
三。
欠压和欠压也是我们在使用中经常遇到的问题。
主要是主回路电压过低（220V系列低于200V，380V系列低于400V）主要原因：一个整流桥损坏或三个晶闸管运行不正常都可能导致欠压故障的发生。
变频器软启动工作原理
变频器软启动工作原理变频器软启动是指在启动电动机时，通过控制变频器输出的电压和频率逐渐升高，以实现电动机平稳启动的过程。
变频器软启动的工作原理主要包括三个方面：电路控制、电机控制和保护控制。
变频器软启动的电路控制是通过变频器内部的控制电路实现的。
在启动过程中，变频器通过控制电路逐渐增加输出电压和频率，以实现电动机的平稳启动。
在软启动过程中，变频器内部的控制电路会根据设置的启动参数，逐步增加输出电压和频率，直到达到设定的额定值。
这样可以避免电动机在启动时产生大的电流冲击，从而保护电动机和其他设备的正常运行。
变频器软启动的电机控制是通过变频器对电动机的控制实现的。
在软启动过程中，变频器通过调节输出电压和频率，控制电动机的转速和转矩。
在启动时，由于电动机处于静止状态，需要较大的转矩来克服静摩擦力和惯性力，使电动机开始转动。
随着软启动的进行，变频器逐渐增加输出电压和频率，控制电动机的转速逐渐增加，最终达到额定转速。
通过控制电机的转速和转矩，变频器软启动可以实现电动机的平稳启动，避免因启动时产生的冲击而对设备造成损坏。
变频器软启动还包括保护控制功能。
在软启动过程中，变频器会监测电动机的电流、电压、温度等参数，当出现异常情况时，如电流过大、电压异常等，变频器会通过保护控制功能及时停止启动，以避免对电动机和其他设备的损坏。
通过保护控制功能，变频器软启动可以实现对电动机的全方位保护，提高设备的可靠性和安全性。
变频器软启动通过电路控制、电机控制和保护控制实现对电动机的平稳启动。
通过逐步增加输出电压和频率，控制电动机的转速和转矩，变频器软启动可以避免启动时产生的冲击，保护电动机和其他设备的正常运行。
同时，通过保护控制功能，变频器软启动还可以实现对电动机的全方位保护，提高设备的可靠性和安全性。
变频器软启动在各种工业设备中得到广泛应用，为设备的正常运行提供了可靠的保障。
变频器在实际工作中的软故障该如何解决
变频器在实际工作中的软故障该如何解决变频器（以下简称-VFD）在运行的过程中难免会遇到各种不同的软故障，尤其是在日常工业生产中，当设备连续工作时，不可避免地会出现各种故障，机器停止运行。
那么应该如何减少VFD软故障的发生？减少VFD软故障的方法如下:1、VFD过压欠压；过压报警通常发生在设备停止时。
主要原因是减速时间太短或者制动电阻和制动单元有问题。
欠压也是实际工作中常见的问题。
主要是因为主电路电压太低(220V系列低于200V，380V系列低于400V)。
主要原因:某处整流桥损坏或可控硅三路故障可能导致欠压故障；二是主电路接触器损坏，导致充电电阻上的DC母线失压，可能导致欠压；最后，还有电压检测电路故障导致的欠压问题。
2.过流是VFD频繁报警的现象。
过流现象主要包括:(1)重新启动时，提高速度并跳闸。
这是严重的过流现象。
主要原因有:负载短路，机械部分卡住；逆变器模块损坏；马达的扭矩太小。
(2)上电跳，一般不能复位。
主要原因有:模块不良、驱动电路不良、电流检测电路不良。
(3)重新启动时不会立即跳闸，但加速时主要原因是:加速时间设置过短，当前上限设置过小，扭矩补偿(V/F)设置过高。
实际使用中要注意VFD的操作。
结合实际使用合适的方案，找到合适的解决方案。
变频器的运行和相关参数是如何设置目前我们使用的变频器主要采用交流-DC-交流的方法(VVVF变频或矢量控制变频)。
首先通过整流器将工频通信电源改为DC电源，然后将DC电源改为频率和电压可控的交流电源，为电机供电。
变频器的电路通常由四部分组成:整流器、基本DC环节、逆变器和控制。
有的整流器为三相桥式无控整流器，有的逆变器为IGBT三相桥式逆变器，输出为PWM 波形。
基础DC环节是滤波、DC储能和缓冲无功。
变频器的运行和相关参数的设置:变频器的设定参数很多，每个参数都有一定的选择方案。
在应用中，经常会遇到变频器因单个参数设置不当而无法正常工作的情况。
交-交变频运行过程中存在的问题及其对策以及实现感应电机的重载起动[1]
简论交-交变频运行过程中存在的问题及其对策以及实现感应电机的重载起动摘要电机在国民经济建设中有着举足轻重的地位，在化工，农业生产，国防建设，机械制造等领域中得到广泛应用，可以说我们的生活离不开电机。
然而，电动机的起动特性却一直举步维艰。
如何减少异步电动机起动瞬间的大电流的冲击，是电动机运行中的首要问题。
为此必须设法改善电动机的起动方法，使电动机达到平滑无冲击的起动，于是各种限流起动方法也就应运而生。
本论文主要阐述了电动机的主要起动方法是传统的起动方法和软起动，并分析它们的优缺点，虽然它们有一定的优点，但是都不能满足感应电动机的重载起动的要求，结果只有交-交变频起动才是最合适的选择。
交-交变频的工作原理是让两组交流电路按一定频率交替工作，就可以给负载输出该频率的交流电。
改变两组变流电路的切换频率，就可以改变输出频率;改变变流电路工作时的控制角α，就可以改变交流输出电压的幅值。
关键词:感应电机软起动交交变频AbstractElectrical construction in the national economy has a pivotal position in the chemical industry, agricultural production, national defense construction, machinery manufacturing, and other fields has been widely used, can say that we can not live without motors. However, the motor starting characteristics has been difficult. How to reduce the induction motor starting transient high current impact, is the most important issue in the motor running. So we must find ways to improve the motor starting methods to achieve the smooth and without the impact of motor starting, so a variety of current-limiting starting methods abound. The main motor starting methods are the traditional methods and soft-start aerodynamic analysis of their strengths and weaknesses, although they may have some merits, but it can not meet the heavy induction motor starting requirements, only the AC - AC converter is the most appropriate starting choice. AC - AC converter operating principle is to allow the exchange of the circuit according to a certain frequency of the two groups alternately, it can give the output of the frequency of the AC load. Two inverter circuits to change the switching frequency, you can change the output frequency; change the inverter circuit when the control angle α, can change the AC output voltage amplitude.Key W ords:inverter harmonic wave loading calorification inducing motor soft starting AC-AC variable frequency目录1 引言.......................................................................................................................... - 5 -2 谐波问题及其对策..................................................................................................... - 6 -3 负载匹配问题及其对策.............................................................................................. - 8 -4 发热问题及其对策................................................................................................... - 10 -5 传统的起动方法 ...................................................................................................... - 12 -5.1 定子串电抗器起动.......................................................................................................- 12 -5.2 星-三角起动..................................................................................................................- 12 -5.3 自耦变压器起动...........................................................................................................- 12 -6 软起动 .................................................................................................................... - 13 -7 重载起动方式(交-交变频起动) ................................................................................. - 14 -7.1 交-交变频工作原理 ........................................................................................ - 14 -7.2 整流与逆变工作状态..................................................................................................- 16 -7.3 输出正弦波电压的调制方法.......................................................................................- 16 -7.4 三相低频信号的产生原理.......................................................................................- 16 -7.5 同步信号电路...............................................................................................................- 16 -7.6 零电流检测电路...........................................................................................................- 16 - 9结论或总结 ............................................................................................................. - 18 - 致谢 ....................................................................................................................... - 19 - 参考文献............................................................................................................................ - 20 -1 引言三相交流电动机从发明以来，经历了100多年的历程，在这漫长的岁月里，它为奠定与发展这项经典的传动技术树立了丰碑，。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第４０卷第９期 ２００７年９月 天津大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 、幻１．４０ Ｎ０．９
Ｓｅｐ．２００７
离散变频软起动过程的若干问题 李冬辉，段克亮，马跃贤，王 波 （天津大学电气与自动化工程学院，天津３０００７２）
摘要：针对采用离散变频方式实现三相异步电动机重载软起动过程的一些技术问题进行了分析和研究．首先，分析 离散变频软起动过程中分频谐波的影响，表明分频基波产生的转矩达７０％以上；其次，研究基于失电残压的无速度传 感器测速方法；再次，提出离散频段切换原则，即切换时保持前后频段基波的相位角相吻合，可以防止转矩脉动；最后， 提出基于分频时间片段的控制策略，使得在１个工频周期内就可对系统做出调整，提高了控制的实时性．经理论推导 和仿真分析验证了提出方法的可行性和有效性． 关键词：三相异步电动机；软起动；离散变频；残余电压 中图分类号：ＴＭ９２１．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：０４９３—２１３７（２００７）０９—１０６０—０６
Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｏｆｔ Ｓｔａｒｔｉｎｇ ＬＩ Ｄｏｎｇ—ｈｕｉ，ＤＵＡＮ Ｋｅ—ｌｉａｎｇ，ＭＡ Ｙｕｅ—ｘｉａｎ，ＷＡＮＧ Ｂｏ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｄ ｓｏｍｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｒｉｓｉｎｇ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｏｆ ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒｓ ｗｉｔｈ ｈｅａｖｙ ｌｏａｄｓ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｎ ｍｏｔｏｒ ｄｕｒｉｎｇ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｏｆｔ ｓｔａｒｔｉｎｇ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ、Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｏｒｑｕｅ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｗａｖｅ ｃａｎ ｒｅａｃｈ ｏｖｅｒ ７０％．Ｓｅｃｏｎｄ，ａ ｓｐｅｅｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｓｐｅｅｄ ｓｅｎｓｏｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｖｏｌｔａｇｅ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｉｒｄ，ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｆｏｒ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｔｏｒｑｕｅ ｒｉｐｐｌｅ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ｔｈａｔ ｉｓ，ｋｅｅｐｉｎｇ ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｏｆ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｗａｖｅ ｏｆ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂａｎｄｓ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ ｗｈｅｎ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ．Ａｔ ｌａｓｔ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｉｍｅ ｐｉｅｃｅｓ ｏｆ ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｃａｎ ａｄｊｕｓｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｏｎｅ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｒｅａｌ ｔｉｍｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｅｓｔｉｆｉｅｄ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｖａｌｉｄｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ、 Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅ ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｍｏｔｏｒｓ；ｓｏｆｔ ｓｔａｒｔｉｎｇ；ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｒｅｓｉｄｕａｌ ｖｏｌｔａｇｅ
三相异步电机以其结构简单、制造方便、价格低 廉、运行可靠等优点在冶金、钢铁、石油、机械加工等 诸多领域得到了广泛的应用．为了解决三相异步电机 起动时的电流冲击问题，基于各种起动方法和控制策 略的软起动技术应运而生【ｌ ］，并形成了许多成熟的 产品．常规软起动器通过改变三相反并联晶闸管的触 发角调节电机的起动电压来减小电流冲击，但同时也 限制了起动转矩的大小．因此，常规软起动器不适用 于球磨机、粉碎机、矿山刮板输送机等重载设备的起 动．由电磁转矩公式可知，降低频率可以提升转矩， 收稿日期：２００７．０１－１５；修回日期：２０ｏ７－０６－２７． 作者简介：李冬辉（１９６２一 ），男，博士，副教授 通讯作者：李冬辉，ｌｉｄｏｎｇｈｕｉ＠ｔｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ． 因此可以利用变频的方式调节转矩，从而实现重载起 动．目前的变频方法主要有３种：跳波变频、ＰＷＭ变 压变频、基于半波通断的离散变频．跳波变频是通过 循环产生周期性的触发信号，产生一个顺序的、间断 的电压（流）的控制，由此改变加在电动机上的电压 及频率，使得电机的频率为电源频率的１／Ⅳ（Ⅳ＝１，２， ３，…），实现有级的频率变化．其机理简单，从而实现 其控制要求的硬件配置和软件设计都比较简单，但系 统谐波分量大，功率因数低，电动机谐波损耗较 大．ＰＷＭ变压变频技术中，主电路结构简单，输出
维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年９月 李冬辉等：离散变频软起动过程的若干问题 ・１０６１・ 电压质量好，对频率能实现平滑调节，产生的谐波小， 脉动小，但是价格高，仅为了解决起动问题而采用变 频器是不经济的． １９９９年Ｇｉｎａｎ等人［７Ｉ提出离散变频的软起动方 法，该方法和常规软起动采用相同的主电路，通过有 选择地触发工频半波导通，实现变压变频，在不引入 高成本的前提下弥补了常规软起动器起动转矩低的 不足．离散变频软起动方法提出后出现了许多相关文 章，这些文章探讨了不同的离散频段、不同的晶闸管 触发序列对电机起动效果的影响，并给出了合理的离 散变频方法［８ １０］，对离散变频软起动理论进行了补充 和发展．他们的研究主要集中在离散变频软起动技术 在提高电机起动转矩、降低起动电流方面的能力．实 际中，将离散变频技术用于控制电机起动时，由于离 散变频特殊的晶闸管触发方法，电机运行状态比较复 杂，对电机进行良好的起动控制并不容易．和常规软 起动和变频器起动原理相比，离散变频有其自身的特 点，会对电机的起动造成一定的影响；同时，离散变频 的某些起动状态是上述两种起动方式所没有的，这些 状态可能为采用某些控制方法创造条件．综上所述， 进行离散变频软起动控制，首先应该对离散变频起动 方式有一个深入的了解． １ 离散变频起动过程 离散变频软起动过程分成若干个频率段，简称频 段，每个频段对应确定的晶闸管触发方式．电机从最 低频段开始起动，当达到该频段的额定转速时，调整 触发方式切换到下一频段，当达到下一频段额定转速 时再切换到下个频段，依次类推．当电机达到２分频 段的额定转速时，切换到工频电源上，采用常规软起 动方法控制，这时电机具有较高的转速，常规软起动 方法能够满足负载转矩和起动电流要求． ２离散变频电压谐波及其影响 ２．１ 离散变频电压谐波成分 由离散变频的触发方式可以知道，离散变频得到 的电压不只含有单纯的分频基波分量，还含有许多分 频高次谐波，它们会对电机起动产生影响．分析各种 分频方法可以发现，这些分频方法得到的Ａ相电压波 形都是奇函数，设它们的表达式为．厂（ ），则对于奇数 次分频方法的电压波形存在如下关系 厂（｝）＝一ｆ（ｔ＋ ／２） （１） 对于偶数次分频方法的电压波形存在如下关系 －厂（ ）十ｆ（ｔ＋Ｔ／２）＝ａ ｓｉｎ（ｎ（ｏｎｔ） （２） 式中： 为分频周期；ｎ为分频数；ｃｏｎ为分频基波 频率． 利用式（１）和（２）２个关系式进行傅里叶级数 分解，可以证明，离散变频得到的电压只含有分频基 波的１次、３０：、５次……的奇数次谐波和工频谐波２ 类谐波分量．图１为４分频电压频谱，其分频基波频 率为１２．５ Ｈｚ，Ｒ。为４分频下各次谐波的电压值，电 压只在奇数次和工频谐波处存在谐波分量；同时可以 看出，工频谐波和分频基波的幅值比较接近，并且比 其他次谐波幅值大很多．其他分频方法电压的频谱也 存在类似的比例关系．
．１ Ｉ．１．Ｉ＿－…＿ ０ ２５ ５０ ７５ １００ １２５ １５０ １７５ ２００ ／／Ｈｚ
图１ ４分频电压频谱 Ｆｉｇ．１ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｗｈｅｎ，ｌ＝４
２．２离散变频电压谐波影响 上述各次电压谐波都会对电机的起动产生影响， 由分频电压的傅里叶级数表达式可得各分频电压谐 波相序情况，可以得知，每个分频电压的奇数次谐波 的三相相序是相同的；而工频谐波的三相相序不同， 其中４、７、１０、１３分频的工频谐波是正序的，３分频的 工频谐波分量是零序的（对三相三线制电机不存在零 序分量，可以不考虑），２分频的工频分量是负序的． 由上面的分析可知，各分频方法产生了许多高次的分 频谐波分量，如果把它们对电机的作用都考虑进来会 增加控制的复杂性．对４分频电压进行傅里叶级数分 解，得电压频谱见图１．电机的转矩公式ＩＩ¨为
， 一， ：３ （ ） ———下 — （３） （ｓＲｓ十 ） 十 ‘ （ 。十 。）
式中： 为电磁转矩；ｎ 为电动机极对数；Ｕ 、 为 定子相电压和电源角频率； 为转差率；足、 为定 子每相电阻和折合到定子侧的转子每相电阻；厶 、厶 为定子每相漏感和折合到定子侧的转子每相漏感． 当Ｓ很小时，可忽略上式分母中含Ｓ各项，则
维普资讯 http://www.cqvip.com