一、引言

近年來(lái)，高壓變頻調(diào)速技術(shù)已越來(lái)越多的應(yīng)用在各行各業(yè)，以達(dá)到節(jié)約電能、改善電機(jī)系統(tǒng)壽命、進(jìn)步產(chǎn)品質(zhì)量的目的高壓變頻器在全世界的應(yīng)用比低壓變頻器晚。但是高壓變頻器用作大型電機(jī)的啟動(dòng)裝置更少。

交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)一直是人們關(guān)注的一個(gè)課題，尤其是高壓大容量交流電動(dòng)機(jī)隨著其用量的急劇增加，軟啟動(dòng)問(wèn)題就變得更加突出。

眾所周知，普通鼠籠式電動(dòng)機(jī)在空載全壓直接啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流會(huì)達(dá)到額定電流的5—7倍。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量相對(duì)較大時(shí)，該啟動(dòng)電流將引起電網(wǎng)電壓急劇下降，電壓頻率也會(huì)發(fā)生變化，這會(huì)破壞同電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至?xí)痣娋W(wǎng)失去穩(wěn)定，造成更大的事故。

電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的大電流在定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的沖擊力，會(huì)破壞繞組絕緣和造成鼠籠條斷裂，引起電機(jī)故障，大電流還會(huì)產(chǎn)生大量的焦耳熱，損傷繞組絕緣，減少電機(jī)壽命。

電動(dòng)機(jī)直接全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的7-8倍，對(duì)于齒輪傳動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，很大的沖擊力會(huì)使齒輪磨損加快甚至破碎；對(duì)于皮帶傳動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，加大了皮帶磨損甚至拉斷皮帶。

對(duì)于水泵類(lèi)負(fù)荷來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，水流會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到全速，在遇到管路拐彎時(shí)，高速的水流沖擊到管壁上，產(chǎn)生很大的沖擊力，形成水錘效應(yīng)，會(huì)破壞管道。如果水泵前面的管路比較長(zhǎng)，當(dāng)水泵電機(jī)突然停止時(shí)，高速的水流會(huì)沖擊到水泵的葉輪上，產(chǎn)生很大的沖擊力，會(huì)使葉輪變形或損壞。

以上各點(diǎn)都會(huì)使設(shè)備增加停工臺(tái)時(shí)，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，增加維修費(fèi)用。

3-10KV電動(dòng)機(jī)的容量都比較大，一般都在200KW以上。近些年來(lái)，許多行業(yè)的生產(chǎn)能力越來(lái)越大，其生產(chǎn)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電機(jī)也越來(lái)越大，如在鋼鐵、化工行業(yè)，10000KW以上的電動(dòng)機(jī)的使用已越來(lái)越多，以上問(wèn)題也變得越來(lái)越嚴(yán)重，人們對(duì)其關(guān)注的程度也越來(lái)越高。

二、各種啟動(dòng)/裝置方式對(duì)比

從1）-9）的排序過(guò)程中，不難看出電機(jī)起動(dòng)方式的進(jìn)化進(jìn)程，變頻器軟起動(dòng)的優(yōu)勢(shì)是明的。

三、一拖二同步無(wú)擾一次原理圖

3.1   系統(tǒng)主要有三部分組成：

第一部分是電機(jī)1和電機(jī)2；

第二部分是無(wú)擾切換部分：KM4、L1 ；

第三部分是變頻及其旁路部分：KM1、KM2、KM3、KM5、KM6、KM7。

嚴(yán)格按照聯(lián)鎖要求設(shè)計(jì)，完全能夠保證變頻調(diào)速系統(tǒng)安全運(yùn)行：KM5與KM6、KM7與KM3，KM2、KM3、KM5相互電氣互鎖；

3.2   M1無(wú)擾切換過(guò)程

變頻運(yùn)行：QF1、KM1、KM2、KM6吸合，KM3、KM6、KM5、KM7斷開(kāi)，電機(jī)M1變頻運(yùn)行。

無(wú)擾切換過(guò)程：M1變頻運(yùn)行至50HZ時(shí)，合KM4，延時(shí)斷開(kāi)KM2，同時(shí)合KM5，延時(shí)斷開(kāi)KM4、KM6，電機(jī)工頻運(yùn)行。M2切換過(guò)程類(lèi)似。

3.3   同步無(wú)擾切換注意事項(xiàng)及優(yōu)點(diǎn)：

    注意事項(xiàng)：

無(wú)擾切換前，變頻控制器在檢測(cè)電網(wǎng)電壓的幅值、頻率和相位后，控制高壓變頻器輸出電壓同頻、同相、幅值可控的電壓，然后才能進(jìn)行軟切換。高壓變頻切換到工頻過(guò)程中，用鎖相環(huán)鎖定工頻電源的相位和頻率，控制高壓變頻器使電機(jī)在稍微高于額定電壓和頻率的狀態(tài)下，提供了更充裕的時(shí)間進(jìn)行切換，這樣，就可以實(shí)現(xiàn)高壓變頻電源與工頻電源之間的軟切換。

    無(wú)擾切換優(yōu)點(diǎn)：

1. 有效的降低了直接切換對(duì)電網(wǎng)的沖擊過(guò)大引起上面配電開(kāi)關(guān)跳閘；
2. 減少了因?yàn)橹苯忧袚Q過(guò)大的沖擊對(duì)電機(jī)絕緣及散熱的影響；
3. 避免了因?yàn)橹苯忧袚Q引起負(fù)載負(fù)荷突然加載給管網(wǎng)還有生產(chǎn)造成影響；
4. 實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)電機(jī)的順序軟起，保護(hù)了電機(jī)。

四、結(jié)束語(yǔ)

英威騰變頻軟起改造的成功實(shí)施運(yùn)行，體現(xiàn)出了變頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用前景，更體現(xiàn)了深圳市英威騰電氣股份有限公司在高壓變頻綜合改造上的技術(shù)解決能力，也驗(yàn)證了國(guó)產(chǎn)高壓變頻器性能的成熟可靠性。在大型水泵、高爐風(fēng)機(jī)等負(fù)載的啟動(dòng)方面都有潛力。