電動(dòng)機(jī)是一種把電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的設(shè)備。我國(guó)的電動(dòng)機(jī)用電量占全國(guó)發(fā)電量的60%-70%，風(fēng)機(jī)、水泵設(shè)備年耗電量占全國(guó)電力消耗的1/3，因此節(jié)能效果明顯的變頻器得到了廣泛的應(yīng)用。眾所周知，電機(jī)的起動(dòng)會(huì)產(chǎn)生較大沖擊的電流（一般為額定電流的5-8倍），而且起動(dòng)應(yīng)力較大，使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低。那么變頻器的起動(dòng)方式對(duì)電動(dòng)機(jī)有怎么樣的保護(hù)呢？

一變頻器的起動(dòng)方式分類

　　變頻器從停機(jī)狀態(tài)開(kāi)始起動(dòng)運(yùn)行通常有以下幾種方式：

　　（1）從起動(dòng)頻率起動(dòng)；

　　（2）先制動(dòng)再起動(dòng)；

　　（3）轉(zhuǎn)速跟蹤再起動(dòng)。

二變頻器的起動(dòng)方式原理

1從起動(dòng)頻率起動(dòng)

　　即變頻器在接到運(yùn)行指令后，按照預(yù)先設(shè)定的起動(dòng)頻率和起動(dòng)頻率保持時(shí)間起動(dòng)。該方式適用于一般的負(fù)載。

　　起動(dòng)頻率是指變頻器起動(dòng)時(shí)的初始頻率，它不受變頻器下限頻率的限制；起動(dòng)頻率保持時(shí)間是指變頻器在起動(dòng)過(guò)程中，在起動(dòng)頻率下保持運(yùn)行的時(shí)間。

 

起動(dòng)頻率和起動(dòng)時(shí)間示意圖

　　圖中fs為起動(dòng)頻率，t1為起動(dòng)頻率保持時(shí)間。

　　電機(jī)在開(kāi)始起動(dòng)的時(shí)候，并不是從0Hz開(kāi)始加速，而是從一個(gè)特定頻率下開(kāi)始加速。變頻器設(shè)置起動(dòng)頻率是為了實(shí)際需要，因?yàn)樵陔姍C(jī)起動(dòng)瞬間，有些負(fù)載在靜止?fàn)顟B(tài)下的摩擦力較大，難以從0Hz開(kāi)始起動(dòng)，而設(shè)置起動(dòng)頻率后會(huì)具備一定沖力，這樣拖動(dòng)系統(tǒng)才能夠容易動(dòng)起來(lái)。比如：水泵供水系統(tǒng)中，管道中存在一定積水，而水泵的起動(dòng)難以在水壓下以0Hz起動(dòng)，因此設(shè)定起動(dòng)頻率能夠讓水泵電機(jī)在該頻率下直接起動(dòng)；錐形電機(jī)如果從0Hz開(kāi)始加速，將導(dǎo)致定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦，沒(méi)有辦法快速建立足夠的磁通，使轉(zhuǎn)子和定子間保持一定的氣隙等等。值得注意的地方是，起動(dòng)頻率不能過(guò)大，否則會(huì)造成起動(dòng)沖擊或者過(guò)流。

2先制動(dòng)再起動(dòng)

　　變頻器先給電機(jī)加載脈沖直流，使電機(jī)保持在停止?fàn)顟B(tài)，然后再按照設(shè)定的起動(dòng)頻率直接起動(dòng)。一般運(yùn)用在負(fù)載初始狀態(tài)不確定的場(chǎng)合，如變頻停機(jī)狀態(tài)時(shí)電機(jī)有正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的小慣性負(fù)載，而高速運(yùn)轉(zhuǎn)且慣性大的負(fù)載不合適。

 

先制動(dòng)再起動(dòng)功能示意圖

　　在電機(jī)起動(dòng)之前，如果電機(jī)的拖動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速不為零，而變頻器的輸出是從0Hz開(kāi)始逐步上升，那么就在起動(dòng)的瞬間很容易引起電機(jī)的過(guò)電流故障。先制動(dòng)再起動(dòng)就是事先在電動(dòng)機(jī)定子繞組內(nèi)通入直流電流來(lái)保證電動(dòng)機(jī)在零速的狀態(tài)下開(kāi)始起動(dòng)，這樣就能避免這樣的事故發(fā)生。

　　根據(jù)先制動(dòng)再起動(dòng)的功能示意圖可以知道，它主要包含有兩個(gè)參數(shù)：制動(dòng)量和直流制動(dòng)時(shí)間。制動(dòng)量表示向定子繞組施加多大的直流電壓，而后者則表示直流制動(dòng)的合理時(shí)間。

3轉(zhuǎn)速跟蹤再起動(dòng)

 

轉(zhuǎn)速跟蹤再起動(dòng)功能示意圖

　　變頻器能自動(dòng)跟蹤電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向，對(duì)正在旋轉(zhuǎn)的電機(jī)實(shí)施平滑無(wú)沖擊起動(dòng)，因此變頻器會(huì)有一個(gè)比較緩慢的時(shí)間來(lái)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向。這種起動(dòng)方式特別適合水泵的工頻和變頻切換或者重要設(shè)備異常停機(jī)后的快速恢復(fù)。

三結(jié)語(yǔ)

　　從上世紀(jì)80年代出現(xiàn)開(kāi)始，變頻器不斷更新?lián)Q代，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，控制理論也不斷成熟。它不僅僅是節(jié)能，而且對(duì)電機(jī)的啟停和電機(jī)運(yùn)行也同樣有著不錯(cuò)的保護(hù)性能，可以合理應(yīng)用電機(jī)和延長(zhǎng)電機(jī)壽命。相信在不久的將來(lái)，變頻器會(huì)越來(lái)越專用化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化和簡(jiǎn)單化。

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