变频和工频切换时，在哪些情况下可能出现大电

    这个问题主要和电动机从变频电源上断开后的过渡过程有关。

    1．自由制动的过渡过程。就是在电动机断电后拖动系统转速的下降过程。

    自由制动的时间长短主要和拖动系统的惯性（用飞轮力矩GD²表达）大小有关。在自由制动过程中，拖动系统的转速下降过程称为拖动系统的机械过渡过程。比较典型的例子是风机和水泵，如图4-30所示。

    图4-30    电动机断电后的自由制动过程

   a)风机的自由制动过程b）水泵的自由制动过程

    风机的惯性较大，电动机断电后转速下降较慢，如图a中之曲线①所示；水泵由于水的位能具有阻止水泵继续旋转的作用，故电动机的惯性将很快被克服，停机往往十分迅速，如图b中之曲线③所示。

    转速下降的快慢用时间常数τ表示，τ的含义是转速变化曲线的切线（图a中之曲线②和图b中之曲线④）与横坐标交点所对应的时间，如图a中之τF和图b中之τP。

    2．电磁反应过渡过程。当电动机切断电源后，其基本状态如下：

   (1)定子绕组的自感电动势立即消失。KM2断开（电动机脱离变频电源，如图4-29）后，电动机定子绕组中的电流及其磁场将立即消失，其能量消耗在KM2断开瞬间触点间的电弧上。因此，定子绕组的自感电动势将随着磁场的消失而消失。

   (2)转子绕组中存在衰减的直流电流。由于电动机的转子绕组是自成回路的，所以，根据楞茨定律，转子绕组的自感电动势将阻止电流的消失。从而，转子绕组中的电流将有一个逐渐衰减的过程，它不再交变，其初始值取决于接触器KM2断开瞬间的转子电流值。

    与此同时，转子电流将产生一个逐渐衰减的直流磁场。

   (3)电动机处于同步发电机状态。转子是直流磁场，定子是三相绕组，这是同步发电机的基本组态。就是说，转子在因为惯性而继续旋转的过程中，其直流磁场被定子绕组所切割，并在定子绕组中产生感应电动势，如图4-30a所示。因为直流磁场是在衰减的，所以，定子电动势也是衰减的，如图4-31b中之曲线①所示，曲线②是其切线，时间常数是τE。

    图4-31    电磁过渡过程

   a)电动机状态b）定子电动势

    3．切换过程的主要矛盾。一方面，为了在切换瞬间，电动机的转速不要下降太多。所以切换时间应尽量地短；另一方面，缩短了切换时间，在切换瞬间，电磁过渡过程远未结束，存在着定子绕组的电动势与电源电压叠加的问题。

    4．产生大电流的原因。十分明显，如果在KM3闭合（电动机与工频电源接通，如图4-29）的瞬间，电源电压恰好与定子绕组的电动势同相，如图4-32a和c所示，则切换时将没有附加的冲击电流；反之，如果在KM3闭合的瞬间，电源电压恰好与定子绕组的电动势反相，如图4-32b和d所示，则切换时必将产生很大的冲击电流，在最严重的情况下，冲击电流可接近于直接起动电流的2倍。

    图4-32    切换瞬间的电压波形

   a)、c)电压与电动势同相b）、d）电压与电动势反相