多台电动机变频控制中硬切换的危害性及改进办

    (1)由变频器向电网切换。变频器拖动电动机软启动，逐渐升速，当变频器输出频率达到50Hz，电压达到额定电压，电动机的转速也已达到额定转速时，快速将电动机从变频器切出，再立即投入电网运行。通常在切换前必须保证变频器的输出与电网电压同相序，并最好要进行电压的幅值、频率及相位跟踪，使其与电网尽量保持一致，否则将会引起严重的后果。另外，为了避免变频器突然甩负荷而使功率器件承受过大的电流、电压冲击而损坏，故在将电动机从变频器切离之前，应先封锁变频器的输出。    当电动机断开电源后，由于定子开路，定子绕组中储存的磁场能量要经过较长的时间才能衰减完，而转子是短路的，转子电流将按一定的时间常数衰减，这个电流产生的磁通，因转子还在旋转，就会在定子绕组中感应出电动势（反电动势）。感应电动势的频率和相位是随着转子转速的变化而变化的。当转子电流尚未衰减到零时，若合上电源，会因为电源电压与定子储能电动势和转子感应电动势的相位差而产生冲击电流，若合闸时电源电压与感应电动势的相位差刚好为180°时，将会产生比启动电流还要大的冲击电流，这会影响到电网的安全运行及电动机的寿命。因此电动机在断开电源后．应该等转子电流充分衰减后再合上电源。转子电流衰减的时间视电动机容量的大小及其所带负荷的大小而异，一般为1~ 3s。    由电动机反电动势引起的过电流与电动机启动时因为转子堵转(S=1)所产生的堵转电流是不同的，所以在切换时会面临两个问题：一是要避开反电动势引起的冲击电流，二是要利用电动机的转速，以减小合闸冲击电流。因此应当选择一个最为合适的时间重合闸，才能使切换引起的冲击电流最小，并非要等转子完全停止后再合闸，因为此时的电流即为全压静止启动电流。    由此可见，硬切换一定会引起冲击电流，只是其值大小不同罢了，不可能做到平稳切换。为了减小硬切换时引起的冲击电流，当变频器的输出频率已经达到50Hz时，可在变频器及电动机参数许可的范围内，继续加速到55Hz左右，再将电动机从变频器切出，电动机进行自由停车运行，同时转子电流逐渐衰减，经过1～3s，转子电流基本已衰减为零，且转速也已下降到额定转速附近时，再将电动机投入电网工频运行，将会有较小的冲击电流。当然为了避免电动机从变频器切出时变频器因甩负荷而引起的过电压损坏功率器件，在切换前应先封锁变频器的输出。    (2)由电网向变频器切换。由以上的分析可知，在变频器运行中将电动机由电网向变频器切换，这无疑是对变频器作一次破坏性的试验，过大的冲击电流将使变频器跳闸或损坏。如果电动机拖动的负载不允许突然停车的话，或者须由定速运行转为调速运行时，可以这样操作：先将电动机由电网切除，自由停车运行，延时1～3s，避开反电动势的影响，在封锁输出的情况下将电动机接到变频器，变频器跟踪电动机转速并以跟踪频率启动运行，冲击将会很小。ABB公司的ACS1000型变频器就有跟踪启动功能。