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案例頻道 關鍵詞： 高壓變頻器 軟啟動裝置 同步切換
一、引言
近年來，高壓變頻調速技術已越來越多的應用在各行各業(yè)，以達到節(jié)約電能、改善電機系統(tǒng)壽命、進步產品質量的目的高壓變頻器在全世界的應用比低壓變頻器晚。但是高壓變頻器用作大型電機的啟動裝置更少。
交流電動機的啟動一直是人們關注的一個課題，尤其是高壓大容量交流電動機隨著其用量的急劇增加，軟啟動問題就變得更加突出。
眾所周知，普通鼠籠式電動機在空載全壓直接啟動時，啟動電流會達到額定電流的5—7倍。當電動機容量相對較大時，該啟動電流將引起電網(wǎng)電壓急劇下降，電壓頻率也會發(fā)生變化，這會破壞同電網(wǎng)其它設備的正常運行，甚至會引起電網(wǎng)失去穩(wěn)定，造成更大的事故。
電動機全壓啟動時的大電流在定子線圈和轉子鼠籠條上產生很大的沖擊力，會破壞繞組絕緣和造成鼠籠條斷裂，引起電機故障，大電流還會產生大量的焦耳熱，損傷繞組絕緣，減少電機壽命。
電動機直接全壓啟動時的啟動轉矩約為額定轉矩的7-8倍，對于齒輪傳動設備來說，很大的沖擊力會使齒輪磨損加快甚至破碎；對于皮帶傳動設備來說，加大了皮帶磨損甚至拉斷皮帶。
對于水泵類負荷來說，電動機全壓啟動時，水流會在很短的時間內達到全速，在遇到管路拐彎時，高速的水流沖擊到管壁上，產生很大的沖擊力，形成水錘效應，會破壞管道。如果水泵前面的管路比較長，當水泵電機突然停止時，高速的水流會沖擊到水泵的葉輪上，產生很大的沖擊力，會使葉輪變形或損壞。
以上各點都會使設備增加停工臺時，影響生產的正常進行，增加維修費用。
3-10KV電動機的容量都比較大，一般都在200KW以上。近些年來，許多行業(yè)的生產能力越來越大，其生產設備的驅動電機也越來越大，如在鋼鐵、化工行業(yè)，10000KW以上的電動機的使用已越來越多，以上問題也變得越來越嚴重，人們對其關注的程度也越來越高。
二、各種啟動/裝置方式對比
從1）-9）的排序過程中，不難看出電機起動方式的進化進程，變頻器軟起動的優(yōu)勢是明的。
三、一拖二同步無擾一次原理圖
圖1 原理圖
3.1 系統(tǒng)主要有三部分組成：
第一部分是電機1和電機2；
第二部分是無擾切換部分：KM4、L1 ；
第三部分是變頻及其旁路部分：KM1、KM2、KM3、KM5、KM6、KM7。
嚴格按照聯(lián)鎖要求設計，完全能夠保證變頻調速系統(tǒng)安全運行：KM5與KM6、KM7與KM3，KM2、KM3、KM5相互電氣互鎖；
3.2 M1無擾切換過程
變頻運行：QF1、KM1、KM2、KM6吸合，KM3、KM6、KM5、KM7斷開，電機M1變頻運行。
無擾切換過程：M1變頻運行至50HZ時，合KM4，延時斷開KM2，同時合KM5，延時斷開KM4、KM6，電機工頻運行。M2切換過程類似。
3.3 同步無擾切換注意事項及優(yōu)點：
注意事項：
無擾切換前，變頻控制器在檢測電網(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，然后才能進行軟切換。高壓變頻切換到工頻過程中，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，提供了更充裕的時間進行切換，這樣，就可以實現(xiàn)高壓變頻電源與工頻電源之間的軟切換。
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無擾切換優(yōu)點：
1) 有效的降低了直接切換對電網(wǎng)的沖擊過大引起上面配電開關跳閘；
2) 減少了因為直接切換過大的沖擊對電機絕緣及散熱的影響；
3) 避免了因為直接切換引起負載負荷突然加載給管網(wǎng)還有生產造成影響；
4) 實現(xiàn)了多臺電機的順序軟起，保護了電機。
四、結束語
英威騰變頻軟起改造的成功實施運行，體現(xiàn)出了變頻技術的廣泛應用前景，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解決能力，也驗證了國產高壓變頻器性能的成熟可靠性。在大型水泵、高爐風機等負載的啟動方面都有潛力。
參考文獻：
[1] 《CHH100系列高壓變頻器產品說明書》深圳市英威騰電氣股份有限公司
[2] 倚鵬 《高壓大功率變頻器技術原理與應用》人民郵電出版社 2008-02出版
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號