電動機是一種把電能轉(zhuǎn)換為機械能的設(shè)備。我國的電動機用電量占全國發(fā)電量的60%-70%，風(fēng)機、水泵設(shè)備年耗電量占全國電力消耗的1/3，因此節(jié)能效果明顯的變頻器得到了廣泛的應(yīng)用。眾所周知，電機的起動會產(chǎn)生較大沖擊的電流（一般為額定電流的5-8倍），而且起動應(yīng)力較大，使負載設(shè)備的使用壽命降低。那么變頻器的起動方式對電動機有怎么樣的保護呢？

一變頻器的起動方式分類

　　變頻器從停機狀態(tài)開始起動運行通常有以下幾種方式：

　　（1）從起動頻率起動；

　　（2）先制動再起動；

　　（3）轉(zhuǎn)速跟蹤再起動。

二變頻器的起動方式原理

1從起動頻率起動

　　即變頻器在接到運行指令后，按照預(yù)先設(shè)定的起動頻率和起動頻率保持時間起動。該方式適用于一般的負載。

　　起動頻率是指變頻器起動時的初始頻率，它不受變頻器下限頻率的限制；起動頻率保持時間是指變頻器在起動過程中，在起動頻率下保持運行的時間。

 

起動頻率和起動時間示意圖

　　圖中fs為起動頻率，t1為起動頻率保持時間。

　　電機在開始起動的時候，并不是從0Hz開始加速，而是從一個特定頻率下開始加速。變頻器設(shè)置起動頻率是為了實際需要，因為在電機起動瞬間，有些負載在靜止?fàn)顟B(tài)下的摩擦力較大，難以從0Hz開始起動，而設(shè)置起動頻率后會具備一定沖力，這樣拖動系統(tǒng)才能夠容易動起來。比如：水泵供水系統(tǒng)中，管道中存在一定積水，而水泵的起動難以在水壓下以0Hz起動，因此設(shè)定起動頻率能夠讓水泵電機在該頻率下直接起動；錐形電機如果從0Hz開始加速，將導(dǎo)致定子和轉(zhuǎn)子間的摩擦，沒有辦法快速建立足夠的磁通，使轉(zhuǎn)子和定子間保持一定的氣隙等等。值得注意的地方是，起動頻率不能過大，否則會造成起動沖擊或者過流。

2先制動再起動

　　變頻器先給電機加載脈沖直流，使電機保持在停止?fàn)顟B(tài)，然后再按照設(shè)定的起動頻率直接起動。一般運用在負載初始狀態(tài)不確定的場合，如變頻停機狀態(tài)時電機有正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的小慣性負載，而高速運轉(zhuǎn)且慣性大的負載不合適。

 

先制動再起動功能示意圖

　　在電機起動之前，如果電機的拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)速不為零，而變頻器的輸出是從0Hz開始逐步上升，那么就在起動的瞬間很容易引起電機的過電流故障。先制動再起動就是事先在電動機定子繞組內(nèi)通入直流電流來保證電動機在零速的狀態(tài)下開始起動，這樣就能避免這樣的事故發(fā)生。

　　根據(jù)先制動再起動的功能示意圖可以知道，它主要包含有兩個參數(shù)：制動量和直流制動時間。制動量表示向定子繞組施加多大的直流電壓，而后者則表示直流制動的合理時間。

3轉(zhuǎn)速跟蹤再起動

 

轉(zhuǎn)速跟蹤再起動功能示意圖

　　變頻器能自動跟蹤電動機的轉(zhuǎn)速和方向，對正在旋轉(zhuǎn)的電機實施平滑無沖擊起動，因此變頻器會有一個比較緩慢的時間來檢測電動機的轉(zhuǎn)速和方向。這種起動方式特別適合水泵的工頻和變頻切換或者重要設(shè)備異常停機后的快速恢復(fù)。

三結(jié)語

　　從上世紀80年代出現(xiàn)開始，變頻器不斷更新?lián)Q代，應(yīng)用范圍不斷擴大，控制理論也不斷成熟。它不僅僅是節(jié)能，而且對電機的啟停和電機運行也同樣有著不錯的保護性能，可以合理應(yīng)用電機和延長電機壽命。相信在不久的將來，變頻器會越來越專用化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化和簡單化。

---