電動(dòng)機是一種把電能轉換為機械能的設備。我國的電動(dòng)機用電量占全國發(fā)電量的60%-70%，風(fēng)機、水泵設備年耗電量占全國電力消耗的1/3，因此節能效果明顯的變頻器得到了廣泛的應用。眾所周知，電機的起動(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)應力較大，使負載設備的使用壽命降低。那么變頻器的起動(dòng)方式對電動(dòng)機有怎么樣的保護呢？

一變頻器的起動(dòng)方式分類(lèi)

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

　?。?）從起動(dòng)頻率起動(dòng)；

　?。?）先制動(dòng)再起動(dòng)；

　?。?）轉速跟蹤再起動(dòng)。

二變頻器的起動(dòng)方式原理

1從起動(dòng)頻率起動(dòng)

　　即變頻器在接到運行指令后，按照預先設定的起動(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。變頻器設置起動(dòng)頻率是為了實(shí)際需要，因為在電機起動(dòng)瞬間，有些負載在靜止狀態(tài)下的摩擦力較大，難以從0Hz開(kāi)始起動(dòng)，而設置起動(dòng)頻率后會(huì )具備一定沖力，這樣拖動(dòng)系統才能夠容易動(dòng)起來(lái)。比如：水泵供水系統中，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)，因此設定起動(dòng)頻率能夠讓水泵電機在該頻率下直接起動(dòng)；錐形電機如果從0Hz開(kāi)始加速，將導致定子和轉子間的摩擦，沒(méi)有辦法快速建立足夠的磁通，使轉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)

　　變頻器先給電機加載脈沖直流，使電機保持在停止狀態(tài)，然后再按照設定的起動(dòng)頻率直接起動(dòng)。一般運用在負載初始狀態(tài)不確定的場(chǎng)合，如變頻停機狀態(tài)時(shí)電機有正轉或反轉的小慣性負載，而高速運轉且慣性大的負載不合適。

 

先制動(dòng)再起動(dòng)功能示意圖

　　在電機起動(dòng)之前，如果電機的拖動(dòng)系統轉速不為零，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的過(guò)電流故障。先制動(dòng)再起動(dòng)就是事先在電動(dòng)機定子繞組內通入直流電流來(lái)保證電動(dòng)機在零速的狀態(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：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轉速跟蹤再起動(dòng)

 

轉速跟蹤再起動(dòng)功能示意圖

　　變頻器能自動(dòng)跟蹤電動(dòng)機的轉速和方向，對正在旋轉的電機實(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)檢測電動(dòng)機的轉速和方向。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備異常停機后的快速恢復。

三結語(yǔ)

　　從上世紀80年代出現開(kāi)始，變頻器不斷更新?lián)Q代，應用范圍不斷擴大，控制理論也不斷成熟。它不僅僅是節能，而且對電機的啟停和電機運行也同樣有著(zhù)不錯的保護性能，可以合理應用電機和延長(cháng)電機壽命。相信在不久的將來(lái)，變頻器會(huì )越來(lái)越專(zhuān)用化、系統化、網(wǎng)絡(luò )化和簡(jiǎn)單化。

---