多台电动机变频控制中高压异步电动机变频启动

    图10-19是ROSS HiLL公司的高压变频器用于某大型泵站抽水系统的切换控制线路，两台变频器(6000V，1800kW)互为热备，对8台水泵电动机进行软启动和调速运行。由于是高压大功率电动机，所以变频器在低速下的启动力矩和达到额定转速后的工频同步切换技术是关键，ROSS HILL的VFD变频装置具有这方面的成熟技术和功能。具体启动和切换过程如下：    (1)选择用来启动的变频器，如变频器VFD1。    (2)选择应启动的电动机(如电动机M1)，选择过程可由工人或自动作出，由上位机将选中信号发送至变频器VFD1。    (3)从VFD1被选择一台准备运行。    (4) VFD1闭合其连至L总线的接触器K01。    (5) VFD1闭合被选电动机M1的启动接触器S21（此时主线接触器S11必须处在断开的位置）。    (6) VFD1开始以低频(2Hz)低幅值交流电流提供给电动机，由于电动机静止，相对于同步转速下的50Hz，电动机具有普通异步电动机的4%滑差下的特性。    (7)由于异步电动机的转矩和电流均正比与滑差，VFD1将在预设的加速度下增加提供给电动机的启动电流，当电动机力矩超过水泵的静态阻力矩后，电动机开始旋转。    (8)电动机在VFD1的控制下线性加速，直至达到电动机的额定转速、额定电压和频率(50Hz)。加速时，电动机的压频比U/f= 6600/50= 132保持不变。这使电动机保持在规定的定子磁通密度下运行、避免电动机的电磁饱和，维持超过100%的启动力矩。    (9)当电动机频率和电压达到100%额定值后不再改变，此时电动机的驱动力矩与负载力矩达到平衡，而连接在V总线上的电动机电压的频率与电源（V总线）的频率相等，但相位不一定相同，电动机进入同步控制阶段。    (10)接触器S11两端的电压是电动机电压和工频电源电压。当电动机电压与工频电源电压同相时，端电压取两者的差值，为最小值；当电动机电压与工频电源电压反相时，端电压取两者之和，为最大值。电动机电压相位与工频电源电压相位的关系可以通过电动机转距的微小变化作瞬间调整，前移或后移。电动机转距的瞬时减小造成电动机速度的减小，因为此时电动机驱动转距小于负载阻力矩；反之亦然。    (11)在电动机电压和工频电源电压相位相同的瞬间，主线接触器S11的端电压为最小值，此时控制该接触器闭合，然后使启动接触器S21断开，于是电动机由VFD1驱动变为工频电源驱动。    (12) VFD1停止输出，频率降到零，准备启动下一台电动机。    在上述过程中由VFD1在接到控制系统发来的电动机启动信号后自动进行，启动过程中不需人为干预。该系统一般只用于电动机的软启动，一般无需用于停止，停止只要从工频电源上直接断开接触器即可。系统可选择一台电动机作调速控制。此时，该电动机放在最后启动，并且不再切换回到主电源。
    图10-19    高压异步电动机变频启动的切换