多台电动机变频控制中同步切换技术方法（软切

    同步切换就是在不停电的情况下，利用锁相环技术，使变频器输出电压的频率、幅值和相位均保持与电网电压一致，然后可进行变频器与电网之间的相互平稳切换。    (1)由变频器向电网切换。同步切换的过程是这样的：变频器拖动电动机软启动，平稳升频到接近50Hz，进入锁相环路的捕捉范围，之后在锁相环路的作用下，锁定变频器输出电压的频率、幅值、相序和相位与工频电网一致，将电动机与工频电网之间的接触器吸合，电网和变频器同时向电动机供电，然后封锁变频器的输出，并将电动机从变频器输出回路中切出，电动机即平稳地切换到电网工频运行。    由于进行了同步操作，变频器的输出参数与电网参数保持一致，在接入电网时对变频器和电动机都不会有什么影响。然后有一段时间变频器和电网同时对电动机供电。为了使变频器能安全切除，应该逐渐减小变频器的负荷，可以稍稍降低变频器的输出电压幅值，然后封锁变频器的输出，再进行切换操作。    (2)由电网向变频器切换。在由电网向变频器同步切换之前，变频器先空载加速到50Hz，启动锁相环路的跟踪技术，经过一段时间的跟踪调整，达到锁定状态后变频器合闸，然后电网开关跳闸，电动机即平稳地由电网切换到变频器调速运行。    为了尽量减小切换过程中对变频器的冲击作用，在锁定状态，变频器合闸之前，应稍稍调低变频器输出电压的幅值，以免合闸时造成对变频器过大的冲击电流。在过渡到由电网和变频器同时向电动机供电阶段，再稍稍调高变频器输出电压的幅值，逐渐将负荷从电网向变频器转移，以免在电网开关跳闸时对变频器造成过大的冲击。    (3)锁相控制。锁相控制就是利用锁相环路(PLL)通过让变频电源的频率和相位自动跟踪工频电源的频率和相位，达到“锁定”状态，从而为同步切换创造条件。锁相环路是一个闭环的相位控制系统，能够自动地跟踪输入信号的频率和相位，使输出信号的频率和相位与输入信号同步，称之为“锁定”。锁相环路主要由鉴相器(PD)、环路滤波器(LF)和压控振荡器（VCO，这里即为变频器）三个基本部分组成，其构成如图10-16所示。    图10-17为具有同步切换功能的交流异步电动机循环软启动切换控制装置框图。用一台变频器分时软启动3台异步电动机，每一台电动机软启动以后，切换到工频电网定速运行。变频调速系统由变频器、相位信号取样电路、锁相控制电路、可编程控制器和切换接触器等组成。相位信号取样电路对工频电源和变频器输出电压实行取样、隔离和整形处理。锁相环路由锁相控制电路和变频器组成；锁相控制电路则由鉴相器和环路滤波器组成。
    图10-16    锁相环路的基本组成框图
    图10-17    同步切换系统框图    同步切换控制系统以工频电源的电压相位信号θ1(f)作为基准信号，变频器输出的电压相位信号θ2 (t)作为跟踪信号。鉴相器比较两个信号的相位，输出一个正比于两个信号相位差的电压信号ud(t)，经滤波器滤波后作为变频器的辅助频率给定信号，用以控制变频器输出电压的频率和相位，达到跟踪工频电源频率和相位的目的。当二者的频率相等，相位差稳定在一个较小的数值时，称为锁定，此时输出一个切换信号，便可以在PLC的控制下，安全、平稳地进行变频器和工频电网之间的相互切换了。    (4) ABB公司ACS1000中压变频器的同步切换控制功能。ACS1000型中压变频器，是ABB公司采用最新功率开关器件- IGCT（集成门极换流晶闸管）设计生产的三电平新型高效中压变频器系列。并采用了先进的直接转矩控制( DTC)技术，从而获得了非常出色的转矩特性和速度响应特性。输出功率为315~ 5000kW；输出电压等级有2.3、3.3、4.16kV（对于6kV电动机须进行Y／△改接）。    ACS1000变频器的另一个突出优点是，为了满足电动机循环软启动及调速运行和定速运行之间的切换，特别设计了变频器与工频电网之间的同步旁路切换功能，满足了这类用户的要求，拓展了变频器的应用领域。旁路切换控制系统有两种型号：单机旁路和多机旁路，选用多机旁路时最多可控制4台电动机。