在變頻調速系統中，電動機從較低轉速升至較高轉速的過程稱為電動機的加速過程，電動機加速過程的極限狀態是電動機的啟動。變頻器的控制命令包括控制電動機的啟動、停止，電動機的運行方向：
①啟動、停止。當變頻調速系統準備就緒后(通電)，變頻器處于待機狀態，電動機并沒有運行。要使系統運行需給變頻器一個啟動命令。變頻器有三種啟動方式：操作面板；外部端子，可以是固定電平也可是脈沖信號或通信方式�？梢愿鶕䦟嶋H情況，選擇其中的任一種方式。變頻器按正常方式啟動后，變頻器開環運行于設置頻率，或閉環運行于被控量的期望值。變頻器停止時和啟動完全一樣，只不過動作相反。
②電動機的運行方向。交流電動機是通過改變其輸入三相電源任意兩相的相序來改變其旋轉方向的，在變頻中只需給它一個電平信號自動調整三相電源任意兩相的相序，從而改變電動機的旋轉方向，采用模擬量給定的正、反轉控制方式主要有兩種：
l 由雙極性給定信號控制，給定信號可“－”可“＋”，正信號控制電動機正轉，負信號控制電動機反轉，如圖6-8(a)所示。
l 由單極性給定信號控制，給定信號只有“＋”值，由給定信號中間值作為電動機正轉和反轉的分界點，如圖6-8(b)所示。
（1）工頻啟動
電動機工頻啟動是指電動機直接采用工頻電源啟動，也叫直接啟動或全壓啟動。在電動機接通電源瞬間，電源頻率為額定頻率(50Hz)，如圖6-9(a)所示，電源電壓為額定電壓(380V)，如圖6-9(b)所示。由于電動機轉子繞組與旋轉磁場的相對速度很高，電動機轉子電動勢和電流都很大，從而定子電流也很大，一般可達電動機額定電流的(4～7)倍，如圖6-9(c)所示。電動機工頻啟動存在的主要問題有：
①啟動電流大。當電動機的容量較大時，其啟動電流將對電網產生干擾，引起電網電壓波動。
②對生產機械設備的沖擊很大，影響機械設備的使用壽命。
（2）變頻啟動
電動機采用變頻啟動時，電動機電源的頻率從最低頻率(通常是0Hz)按預置的加速時間逐漸上升，如圖6-10(a)所示。以4極電動機為例，假設在接通電源瞬間，將啟動頻率降至0.5Hz，則同步轉速只有15r/min，轉子繞組與旋轉磁場的相對速度只有工頻啟動時的百分之一。電動機的輸入電壓也從最低電壓開始逐漸上升，如圖6-10(b)所示。
電動機轉子繞組與旋轉磁場的相對速度很低，故啟動瞬間的沖擊電流很小。因電動機電源的頻率逐漸增大，電壓開始逐漸上升，如在整個啟動過程中，使同步轉速n0與轉子轉速nM間的轉差Δn限制在一定范圍內，則啟動電流也將限制在一定范圍內，如圖6-10(c)所示。因減小了啟動過程中的動態轉矩，加速過程將能保持平穩，減小了對生產機械的沖擊。
6.2.2 啟動頻率
電動機開始啟動時，并不從變頻器輸出為零開始加速，而是直接從某一頻率下開始加速。電動機在開始加速瞬間，變頻器的輸出頻率便是啟動頻率。啟動頻率是指變頻器開始有電壓輸出時所對應的頻率。在變頻器啟動過程中,當變頻器的輸出頻率還沒達到啟動頻率設置值時，變頻器就不會輸出電壓。通常，為確保電動機的啟動轉矩，可通過設置合適的啟動頻率來實現。變頻調速系統設置啟動頻率是為了滿足部分生產機械設備實際工作的需要，有些生產機械設備在靜止狀態下的靜摩擦力較大，電動機難以從從變頻器輸出為零開始啟動，而在設置的啟動頻率下啟動，電動機在啟動瞬間有一定的沖力，使其拖動生產機械設備較易啟動起來，系統設置了啟動頻率，電動機可以在啟動時很快建立起足夠的磁通，使轉子與定子間保持一定的空氣隙等。
啟動頻率的設置是為確保由變頻器驅動的電動機在啟動時有足夠的啟動轉矩，避免電動機無法啟動或在啟動過程中過流跳閘。在一般情況下，啟動頻率要根據變頻器所驅動負載的特性及大小進行設置，在變頻器過載能力允許的范圍內既要避開低頻欠激磁區域，保證足夠的啟動轉矩，又不能將啟動頻率設置太高，啟動頻率設置太高在電動機啟動時造成較大的電流沖擊甚至過流跳閘。變頻調速系統設置啟動頻率的方式有：
①給定的信號略大于零(X=0+)，此時變頻器的輸出頻率即為啟動頻率fS，如圖6-11(a)所示。
②設置一個死區區間XS，在給定信號X小于設置的死區區間XS時，變頻器的輸出頻率為零，當給定信號X等于設置的死區區間XS時，變頻器輸出與死區區間XS對應的頻率，如圖6-11(b)所示。
啟動頻率的設置既要符合工藝要求，又要充分發揮變頻器的潛力。在設置啟動頻率時要相應設置啟動頻率的保持時間，使電動機啟動時的轉速能夠在啟動頻率的保持時間內達到一定的數值后再開始隨變頻器輸出頻率的增加而加速，這樣可以避免電動機因加速過快而跳閘。在一般情況下只要能合理設置啟動頻率和啟動頻率保持時間這兩個參數即可滿足電動機的啟動要求。
在實際調試過程中，常有這樣的情況，在電動機啟動困難或電動機在啟動過程中過流跳閘時，采取的措施是重新設置在低頻段有更大轉矩提升的轉矩提升曲線，甚至是將變頻器的允許過載能力調大，來解決電動機啟動中存在的問題。這樣電動機雖然能比較好的啟動，但所選擇的轉矩提升曲線不能工作在相對最佳的狀態，可能使電動機運行在過激磁狀態，從而使電動機發熱、無功損耗增加，功率因數降低，而調大變頻器所允許的過載能力，則可能使變頻器或電動機失去應有的保護。在啟動過程中存在的難啟動或過流跳閘的問題，可采用合理設置啟動頻率參數來解決。
不同啟動方式的速度上升曲線如圖6-12所示，可根據實際啟動要求選擇。圖6-12中曲線①適合于需要維持一段低速運轉的啟動場合；圖4-16中曲線②適合于需要有一定沖擊的啟動場合。對于大慣性負載，要求零速啟動，例如風機有可能啟動的瞬間正在旋轉，會有大的沖擊啟動電流，因此，先要直流制動，在啟動程序設置時應注意，否則有可能損壞變頻器。當啟動和停止過程中變頻器電流偏大，甚至發生過流保護，可延長升降速時間，但一般只要不過流，升降速時間應盡量短以提高效率。
6.2.3 變頻調速系統的停機方式
變頻調速系統中的電動機可以設置的停機方式有：
①減速停機。即按預置的減速時間和減速方式停機，在減速過程中，電動機處于再生制動狀態。
②自由制動。變頻器通過停止輸出來停機，此時，電動機的電源被切斷，拖動系統處于自由制動狀態。由于停機時間的長短由拖動系統的慣性決定，故稱為慣性停機。在慣性停機時應注意不應在電動機未真正停止時就啟動，如要啟動應先制動，待電動機停穩后再啟動。這是因啟動瞬間電動機轉速(頻率)與變頻器輸出頻率差距太大，會使變頻器電流過大而損壞變頻器的功率管。
③減速加直流制動。首先按預置的減速時間減速，然后轉為直流制動，直至停機。
④異常停機功能。當生產機械發生緊急情況時，將發出緊急停機信號。對此，有的變頻器設置了專門用于處理異常情況的功能。在異常停機過程，變頻器的操作信號都將無效。
共0條 [查看全部] 網友評論