基于变频技术实现感应电机的重载启动
电动机的几个启动方式
三相鼠笼式异步电动机使用自耦减压启动器的接线
画出接线原理图和各主要元件的作用
主要元件及作用：
(1)具有两组抽头的自耦变压器。供启动阶段降压用。
(2)欠压脱扣器。当失压或欠压时，使自耦减压启动器退出运行(防再次来电时形成全压启动)。
取A相电压经同步变压器降压后，进入RC移相电路形成滞后30度的正弦电压，由三级管将正弦波形成方波，再经光电隔离、反相及输出电路，在输出端得到同步脉冲信号。
4.6 零电流检测电路
不论是电压型还是电流型控制的无环流交-交变频器，正反组变流器的换向都必须处于零电流状态，此时两组变流器的触发脉冲都被封锁。因此，实际的零电流一定要准确可靠的检测出来，这关系到换相的死区长短，以及换相的可靠性。
2 传统的起动方法
2.1 定子串电抗器起动
对于鼠笼式异步电机一般采用定子回路串电抗器分级起动，绕线式异步电机则采用转子回路串电抗器起动。定子边串电抗器起动，即增加定子边电抗值，可理解为降低定子实际所加电压，其目的是减少起动电流。此起动方式属降压起动，缺点是起动转矩随定子电压的降低而成平方关系下降，外串电阻中有较大的功率损耗。又由于是分级起动，起动特性不平滑。
2.2 星-三角起动
起动时定子绕组星形连接，起动后三角形连接。在电动机绕组星形连接时，电动机电流仅为三角形连接的1/3，遗憾的是电动机的转矩也同样降低到三角形接线时的1/3，为了使电动机在额定转速时达到它的额定转矩，在经历了预先设定的时间后，又从星形接线转换到三角形接线，在转换过程中会出现二次冲击电流。
软起动的优点是起动特性曲线好，使晶闸管的导通角从零度开始，逐渐前移，电机的端电压从零开始逐渐上升，直至达到额定电压，起动电流从零线性上升至设定值，从而满足起动转矩的要求，保证起成功。表1为软起动同传统起动对照表。
变频软起动器与变频器的区别
变频软起动器与变频器的区别导语：本文就变频软起动器的工作原理、主回路构成和性能方面与变频器进行了比较，说明了两种产品的区别，指出两者不同的应用。
引言随着电力电子技术的发展，软起动技术发展迅速，各种新的软起动名词层出不穷。
近年来，变频软起动的概念被提了出来。
由于其与变频器的名称非常接近，而且变频器也具有软起动功能，不了解者往往认为变频软起动器就是变频器，将两个不同的产品混为一谈。
在这里，就我所知对这两个产品进行一个比较，以便需要者有所区分。
一、工作原理的不同1、变频软起动器的工作原理变频软起动器的全称是分级交-交变频软起动器，也称为离散变频软起动器。
变频软起动器利用三相交流调压回路，通过控制三相晶闸管的触发顺序，使晶闸管导通一个或者多个半波周期，对电网电压进行斩波，使几个工频周波内去掉一部分工频上半波和一部分工频下半波，实现电机端电源频率变化的目的。
几种频率波形示例如下图：图一几种频率的波形由于这些频率是对工频交流电分频得到的，是交流电源的一系列子频率，不可能得到连续的频率，所以称之为分级变频或者离散变频。
由于分频是通过斩波的方式实现的，所以得到的波形是不连续的。
考虑到变频后的三相相序和对称性，在这些子频率中，只有3n+1分频能够满足要求，所以变频软起动器的频率变化为f/13→f/7→f/4→f/3→f/2→f(50Hz)。
其中3分频和2分频是为了避免从4分频直接变为工频造成过大冲击而增加的过渡过程。
从图一中可以看出，频率改变的时候电压也发生了改变。
通过适当的控制，可以实现V/f成比例，从而提高电机的低频转矩，让电机以高起动转矩顺利起动。
由于频率的不连续，所以电压的变化也是不连续的。
电机起动完成后，短接开关闭合，短接交流调压回路，使电机直接并网运行。
变频软起动器也能实现软停车功能，采用的方式是低速反接制动，即将频率以f/5→f/8→f/11的顺序变化，使电机电源的相序相反。
2、变频器的工作原理变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
浅议电动机的传统起动与交-交变频起动
5科技资讯科技资讯S I N &T NOLOGY I N FORM TI ON 2008NO .10SC I EN CE &TECH NO LOG Y I N FOR M A TI O N 学术论坛1传统的起动方法1.1定子串电抗器起动对于鼠笼式异步电机一般采用定子回路串电抗器分级起动,绕线式异步电机则采用转子回路串电抗器起动。
定子边串电抗器起动,即增加定子边电抗值,可理解为降低定子实际所加电压,其目的是减少起动电流。
此起动方式属降压起动,缺点是起动转矩随定子电压的降低而成平方关系下降,外串电阻中有较大的功率损耗。
又由于是分级起动,起动特性不平滑。
1.2星-三角起动起动时定子绕组星形连接,起动后三角形连接。
在电动机绕组星形连接时,电动机电流仅为三角形连接的1/3,遗憾的是电动机的转矩也同样降低到三角形接线时的1/3,为了使电动机在额定转速时达到它的额定转矩,在经历了预先设定的时间后,又从星形接线转换到三角形接线,在转换过程中会出现二次冲击电流。
1.3自耦变压器起动当电动机起动时,电动机的定子通过自耦变压器接到三相电源上。
当电机转速升高到一定值时,自耦变压器被切除,电动机定子直接接到电源上,电动机进入正常运行状态。
同直接起动时相比,当电压降到W 2/W 1倍时,起动电流和起动转矩降到(W 2/W 1)2倍(W 2/W 1为自耦变压器的变比)。
这种起动方式的优点是起动时定子电压的大小可调。
比起定子串电抗起动,当限定的起动电流相同时,起动转矩损失较少。
要使变压器的容量和耐压水平提高,将使得变压器的体积增大,成本高,且不允许频繁起动,同样也不能带重负载起动。
1.4频敏变阻器起动对于绕线式异步电机来说,如果仅仅是为了限制起动电流、增大起动转矩,则一般采用转子回路串频敏变阻器起动方式。
但此起动方式在频繁起动下,易发生温升,且结构复杂,不常用。
由此可知上述几种起动方式的共同特点是控制电路简单,起动转矩基本固定不可调,起动中都存在二次冲击电流,对负载机械有冲击转矩,且受电网电压波动的影响,一旦出现电网电压下降,会造成电机堵转,起动困难,且上述几种起动方法,在停机时都是瞬间停机,遇到负载较重时会造成剧烈的机械冲击。
变频一体式电机-概述说明以及解释
变频一体式电机-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：变频一体式电机是一种集成了变频器和电机的一体化设计，通过内部的变频器可以实现对电机的精准控制和调节，从而实现更加高效、稳定的运行。
变频一体式电机的出现为工业生产带来了新的可能性，使得电机系统更加智能化和节能化。
本文将从什么是变频一体式电机、其优势以及应用领域等方面进行介绍和探讨，旨在帮助读者更好地了解这一新型电机技术的特点和价值。
1.2 文章结构本文共分为三个部分：引言、正文和结论。
引言部分将简要介绍变频一体式电机的概念和意义，以及本文的目的和结构。
正文部分将深入探讨什么是变频一体式电机，以及它的优势和应用领域。
结论部分将对文章进行总结，展望未来变频一体式电机的发展方向，并给出结论。
1.3 目的本文旨在探讨变频一体式电机在工业应用中的重要性和优势。
通过对变频一体式电机的介绍和分析，读者可以更加深入了解这种先进的电机技术，并了解其在不同领域中的应用情况。
同时，我们也希望引起读者对于节能环保技术的关注，推动工业领域对于能源利用效率的提升。
通过本文的阐述，使读者能够更好地理解变频一体式电机对于工业生产的重要性，以及其在未来发展中的潜力。
2.正文2.1 什么是变频一体式电机变频一体式电机是将变频器（频率变换器）与电机整合在一起的动力设备，通过电机内部的变频器控制电机的转速和输出功率。
传统的电机系统中，需要单独使用变频器对电机进行频率控制，而变频一体式电机则将变频器直接嵌入电机中，实现了一体化的设计。
通过变频一体式电机，可以实现对电机的精确控制，提高电机的效率和性能。
变频一体式电机通常具有较高的转速范围和可调功率输出，可以适应不同工况下的需求。
同时，由于变频器控制的存在，电机的起动和停止过程更加平稳，减少了对电网的冲击。
总的来说，变频一体式电机是一种集成了变频器控制功能的电机设备，具有灵活性高、效率高、运行稳定等优点，逐渐得到越来越广泛的应用。
2.2 变频一体式电机的优势变频一体式电机的优势主要体现在以下几个方面：1. 高效节能：由于变频一体式电机采用了先进的变频调速技术，可以根据实际需要调节电机的转速，减少能耗浪费，提高能效比。
交—直—交变频调速系统在煤矿提升机改造中的应用
交—直—交变频调速系统在煤矿提升机改造中的应用【摘要】矿井提升机是在繁重而又复杂的条件下进行工作的设备，因此要求提升机的拖动装置能适应频繁启动、停止、调速及换相，并能实现重载启动。
文章分析了传统的直流调速系统、交流调速系统和交-交变频调速系统各自的不足，然后论述了交- 直- 交变频调速系统的原理和优点，最后介绍了用交- 直- 交变频调速系统改造后的提升机的试用效果，试用结果表明，改造是很有效的。
【关键词】交___直___交变频调速；煤矿提升机；直流调速系统；交流调速系统前言煤矿矿井的提升系统是综合了机电液一体化技术的大型复杂设备。
担负着提升煤炭、设备、下放材料和人员等重要任务，在煤矿中发挥着重要的作用。
提升机的性能对于煤矿生产和人员的安全等都有极为重要的作用。
煤矿提升机对电气传动性能要求非常高，因为电气传动性能的好坏，会影响煤矿的生产效率，严重的甚至能影响煤矿的正常生产，煤矿提升机电气系统要求可靠性高，调速特性硬，调速精度高，四象限运行，动态响应速度快，可以准确制动和定位。
1 传统提升机的电控调速系统的不足1.1 直流调速系统的不足（1）只适用于小功率提升系统；（2）直流电机存在电刷和换向器。
结构和制造工艺复杂，较交流电机故障率高，维护工作量大、维护费用高；（3）直流电机体积大，重量大，体积（重量）/功率比大；（4）以晶闸管整流设备为基础的直流调速系统的谐波污染严重，功率因数低造成“电力公害”。
1.2 交流调速系统的不足交流单机、双机拖动的提升系统目前仍然大量地采用绕线电机转子串联电阻的调速方式，此调速方式存在以下几个问题：（1）转子回路串联电阻，造成能源浪费；（2）调速属于有极调速，造成运行不平稳，易引起电气和机械冲击；（3）启动电流和切换电流冲击大；（4）绕线电机滑环存在接触不良，容易引起设备故障；（5）功率因数低。
1.3 交-交变频调速装置的不足此类变频器的调速性能较好，可四象限运行，缺点是需要配套的专用低频电机（约10Hz 左右），且对电网的谐波污染十分严重，功率因数低，对电网上的其他设备造成很大影响，必须加装功率因数补偿装置和谐波控制装置，使系统的总投资数倍增加。
变频技术在皮带输送机上的应用
变频技术在皮带输送机上的应用作者：刘飞来源：《城市建设理论研究》2013年第21期摘要：在煤矿生产中，在皮带机上引入变频技术，可以节约大量电能。
文章首先对通用变频技术和防爆变频器技术进行了分析，并对防爆变频技术在皮带机上的应用进行了举例说明。
关键词：变频技术；皮带输送机；防爆中图分类号： TM921.51 文献标识码： A 文章编号：可利用的煤矿资源，随着各地煤矿资源的不断开采已经越来越少，各企业之间的竞争越来越激烈，作为用电大户的煤炭企业，能否有效提高企业的综合竞争力，就在于能否有效提高机械设备的减少污染排放程度以及节能效率。
在设备中融入变频技术是一项重要的提高企业竞争力、保证企业长期稳定发展、节能减排以及保护环境的举措。
机械设备的用电量在当前的煤矿开采作业中占总用电量的百分之七十以上，因此，煤矿开采企业节能减排的关键就是变频技术的应用，在煤矿生产中变频技术的应用具有非常重要的意义。
变频技术凭借着其良好的节能性与可控性，迅速进入到了煤矿市场，虽然说优点多多，但是在选择变频器的时候也要进行多方面考虑，对其可控性、可靠性、实用性、简易性以及安全性等方面都要进行综合考察，要选取高效合理的变频设备。
1 通用变频技术分析VVVF 变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的1 种，其共同特点是输入功率因数低，谐波电流大，直流回路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能四象限运行。
为此，矩阵式交—交变频应运而生。
由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节，从而，省去了体积大、价格贵的电解电容，其实现功率因数为1，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。
该技术目前虽尚未成熟，但吸引着众多学者深入研究。
矢量控制变频调速是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流通过三相—两相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流，再按转子磁场定向旋转变化，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1( Im1 相当于直流电动机的励磁电流， It1 相当于与转矩成正比的电枢电流) ，模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，再经过相应坐标的反变化，实现对异步电动机的控制。
变频技术在煤矿机电设备中的应用[论文]
![变频技术在煤矿机电设备中的应用[论文]](https://img.taocdn.com/s3/m/15d658066c85ec3a87c2c5f6.png)
浅谈变频技术在煤矿机电设备中的应用摘要：本文简要分析了变频技术原理及国内外应用现状、特点以及在空压机、风机和煤矿运输系统中的应用。
关键词：变频技术煤矿机电设备应用我国高压大容量电动机的调速以及启动方法比较落后，这不但使得煤矿工业生产浪费了大量电能，而且还使设备的寿命缩短。
应用高压变频技术对煤矿机电设备的改造，能够很好的解决这一问题，继而为煤矿生产企业提高经济效益。
一、变频技术原理及国内外应用现状变频技术即改变电流频率的技术，在传统的电器设备中所用到交流电频率是不变的，其转速一经启动就不能改变，通过变频技术可以实现设备以不同的转速运转来适应不同的生产需要。
变频技术的发展历经了各种电器器件的更新换代，从scr（晶闸管）、gto（门极可关断晶闸管）到今天的igbt（绝缘栅双极型晶体管）、hvigbt （耐高压绝缘栅双极型晶闸管），器件的不断更新促使电力变换技术的持续发展。
而在变频技术控制方面，上世纪70年代脉宽调制变压变频调速研究首先进入人们的视野，80年代中期鞍形波脉宽调制变压变频调速模式作为脉宽调制变压变频调速的优化模式被提出，80年代后期又出现了矢量控制变频调速和直接转矩控制变频技术。
调速系统的集成度越来越高，以单片机为基础又研究出了数字信号处理器、精简指令集计算机和高级专用集成电路等。
高压变频器早起由于受电子电器设备耐压性弱的影响，一般采用高-低-高模式，即高压经过变压器降压后通过低压变频器变频，最后通过升压变压器升压供给高压变压器，这样一个流程使得变频器设备体积过大，耗能也增加。
1980年日本东芝电气公司成功研制了1 800 kw 的交-交方式高压变频器。
1981年德国西门子公司研制出4 000 kw 的交-交方式的高压变频器。
此后，法国阿尔斯通、美国ab、日本三菱和日立等公司也相继推出自己的高压变频器设备。
20世纪90年代初，我国在自行开发和研制的高压变频器方面取得了很大成绩，在钢铁行业和电力行业得到很好的应用。
基于交—交变频技术实现异步电机重载起动
１ 引 言
在 大 多 数 工 业 应 用 中 ， 重 载 起 动 的生 产 设 备 还 带
是 相 当 普 遍 的 ，比 如 ，皮 带 输 送 机 、矿 山刮 板 输 送 机
等 。 于 在 起 动 过 程 中根 本 无 法 保 证 这 些 设 备 处 于 轻 由
大 的实 际 意 义 。
时 ，机 械 特 性 基 本 上 是 平 行 下 移 的 ，当转 矩增 大 到 最
大 值 以后 ， 速 再 降 低 ， 性 就 折 回来 了 ， 且 频 率 越 转 特 而 低 时 ， 大 转 矩 越 小 。 采 用 定 子 压 降 补 偿 ， 当地 提 最 若 适
时间的过程 ， 因此 必 须 使 用 专 用 的 控 制 设 备 。这 种 设 备 ， 内还没有 。 国 国外 虽 然 有 报 道 ， 并 没 有 普 及 的产 但
品 出现 。 由 于 要 求 重 载 起 动 的设 备 使 用 面 很 广 ， 制 研 能 够 解 决 感 应 电 动 机 重 载 软 起 动 的控 制 系 统 有 着 重
图 １ 基 频 以 下 恒 压 频 比 时 的 机 械 特 性
维普资讯
基 于 交 ．交 变频 技 术 实现 异 步 电机 重 载 起 动 高 定 子 电压 ， 以增 强 带 载 能 力 。 管 如 此 ， 刚起 动 可 尽 但 时 ， 率 越 低 ， 动 力 矩 却 越 大 。 而 直 接 起 动 和 降 压 频 起 因 软 起 动 不 能 满 足 此 要 求 ， 假 如 采 用 变 频 来 降低 电 源 但 频 率 ， 高 转 子 电流 的 功率 因 数 ， 可 增 大 力 矩 ， 证 提 则 保
变频器在桥式起重机中的应用和改造方案
变频器在桥式起重机中的应用和改造方案?1 方案概述桥式起重机是工矿企业中应用十分广泛的一种起重机械，我厂高炉车间16/3.2吨桥式起重机，使用频繁，环境恶劣，高温、金属粉尘过多。
桥式起重机电力拖动系统多采用绕线式交流异步电机，转子回路内串入多段外接电阻调速，采用凸轮控制器、继电器、接触器控制。
这种控制系统主要缺点是:1）大车、小车、吊钩主升降、付起升；拖动运行系统采用变阻调速，运行性能差，而且电阻元件使用普通康铜材质，性脆易断裂，故电阻烧损和断裂故障时有发生，又制成栅状，高温时易弯曲变形造成短路事故，电缆燃烧和损坏。
2）电机转子串电阻调速属能耗型转差调速，能耗大，机械特性软，调速范围小，平滑性差。
3）由于现场环境中的金属粉尘、有害气体对电动机集电环、继电器的腐蚀与短路，再加上继电器、接触器控制系统切换频繁，起动时，冲击电流大，因此触头烧损、电刷冒火、电动机烧损故障时有发生，故障率高。
4）调速平滑性差，对减速机、连轴器、钢丝绳的机械冲击大，影响使用寿命。
5）系统抱闸是在运动状态下进行的，对制动器损害很大，闸皮磨损严重而引起的安全隐患。
随着电力电子技术的飞快发展和软件技术的成熟，变频器的性能和可靠性都有了很大的提高。
因此，在桥式起重机上应用变频调速技术，可实现桥式起重机的升降，小车和大车机构的无级调速，从而极大地提高了系统运行的安全性和精确性。
2 变频调速改造方案对担负我厂（16/3.2t 桥式起重机）的大、小车电力拖动系统，吊钩升降、电力拖动系统进行变频调速技术改造，以改善其操作性能、降低故障率能耗率。
桥式起重机的电气传动系统工作原理如下。
2.1 变频调速改造方案设计16/3.2吨桥式起重机的电气传动系统为：大车电动机2 台，额定功率2×7.5 kW；小车电动机1 台，额定功率4 KW ；主起升电动机1台，额定功率37kW；付起升电动机1台，额定功率15KW；改造的具体设计方案是:1）电动机采用原有的，即大车的绕线式异步电动机，其他的绕线式异步电动机保持不变。
应用交-交变频技术实现卷扬电机的重载起动
Ａｐ ｌ ａ ｉ ｎ ＡＣ —ＡＣ ｒａ ｌ ｅ ｕ ｎ ｙ Ｔｅ ｈ ｉ ｕ ｏ Ａｃ ｕ ｌｚ ｐ ｉ ｔｏ ｃ － Ｖａ ｉ ｂ ｅＦｒ ｑ ｅ ｃ ｃ ｎ ｑ ｅ ｔ ｔ ａｉｅ ｔ ｅ Ｗ ｉ ｄ ａ ｓ’ ｖ ｒ Ｌａ ｄ ｎ ｔ ｒｉ ｇ ｈ ｎ ｌ ｓ Ｓ ｏ ｅ ｎ ｉ ｇ Ｓ ａ ｔｎ
用 调节 ６个 晶闸管 的不完全 导通 来控 制 电动机 的供 电电源 。换言之 ， 动 时 只 有三 相 正 弦 波形 的一 部 起 分 向 电动机供 电 。
动机运行 中的首要 问题 ， 因此必须设法改善 电动机 的起动方法， 使其达到平滑无冲击起动 ， 于是各种限 流 起动方 法也 就应运 而生 。
供电频率仍为工频 ， 使得其功率因数低 ， 无功功率增 加， 这决 定 了其 只能应用 于轻 载场合 ， 对于 重载起 动 就勉为其难了。然而在很多场合下 ， 不能保证负载 为轻载起动， 这就使得我们想在降低电压的同时， 能 够减小供电电压频率 ， 即保持 ｖ Ｆ不变 ， ／ 保证恒力 矩起动 ， 因而变频器变频起动无疑是最好的起动设 备， 但如果把变频器仅作起动 ， 不调速， 资金浪费很 大， 特别是高压大容量的通用变频器价格就更为昂
传统起动方式 的共 同特点是控制 电路简单 ， 起 动 转矩基 本 固定不 可 调 ， 动 中 都存 在 二 次 冲击 电 起 流， 对负载机械有 冲击转矩。且 受电网电压 波动 的 影响， 一旦 出现电网电压下降 ， 会造成电机堵转 ， 起 动困难 ， 象卷扬机这样的重载设备 ， 用传统起动方式 在停机时都瞬间停机， 会造成剧烈的机械冲击 。
张兴喜
（ 甘肃大成金属有限公 司铁山矿业公 司， 甘肃 白银 ７０ ０ ） ３９ ０
基于分级变频的重载软起动系统
高压变频器在带式输送机上的应用
高压变频器在带式输送机上的应用Application of High Voltage Inverter in Belt Conveyor东方日立（成都）电控设备有限公司陈晖（C h e n H u i)摘要:寿阳煤矿带式输送机进行变频改造后，具有苷能降耗，启动冲击小，可重载启动以及系统调试维护方便等特点，这对增加煤 矿企业的效益具有非常现实的经济意义和社会意义。
关键词：带式输送机；变频改造；重载启动Abstract: A f t e r t h e b e l t c o n v e y o r o f S h o u y a n g c o a l m i n e w a s e q u i p p e d w i t h V F D, i t h a s t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f e n e r g y s a v i n g a n d c o n s u m p t i o n r e d u c t i o n, s m a l s t a r t i n g i m p a c t, h e a v y l o a d s t a r t i n g a n d c o n v e n i e n t s y s t e m d e b u g g i n g a n dm a i n t e n a n c e, w h i c h h a s v e r y p r a c t i c a l e c o n o m i c a n d s o c i a l s i g n i f i c a n c e f o r i n c r e a s i n g t h e b e n e f i t s o f c o a l m i n i n g e n t e r p r i s e s.Key words: B e l t c o n v e y o r; F r e q u e n c y c o n v e r t i n g r e c o n s t r u c t i o n; H e a v y l o a d s t a r t i n g【中图分类号】T N773【文献标识码】B【文章编号】1561-0330(2020)12-0080-041前言在大功率皮带传动场合，以往为了实现皮带的软启 动，需要使用液力耦合器或者液力软启动器，这类液力 传动设备维护工作量大、能耗高，在机械上产生较大的 冲击，增加整个传动系统的磨损，缩短设备使用寿命，增加维护频次。
浅谈电动机的启动方式
察4期(总第118期) 2008年12月同煤科技T O N G M EI K EⅡ23浅谈电动机的启动方式张润果摘要给出了电动机的几种启动方式并分析其特性，介绍软启动、重栽启动及采用交交变频实现重载启动的方法。
关键词电工技术；电机；感应电机；软启动；交交变频中图分类号T M301．2文献标识码A文章编号1000—4866(2008)04—0023—02三相异步电动机结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉，广泛应用于电力拖动生产机械。
电动机在恒压下直接启动时，启动电流约为额定电流的4～7倍．要在很短时间内从0升至额定转速会产生冲击．很容易使电力拖动对象的传动机构等产生严重的磨损甚至损坏。
在启动瞬间大电流的冲击下，将引起电网电压降低，影响电网其他设备的正常运行。
同时，由于电压降低，电动机本身启动也难以完成，造成电机堵转。
严重时可能烧坏电动机。
因而，如何减少异步电动机房动瞬问的大电流的冲击，是电动机运行中的首要问题。
为此，一定要改善电动机的启动方法，使电动机平滑无冲击启动。
1传统的几种启动方法1．1定子串电抗器启动鼠笼式异步电动机一般在定子回路串电抗器分级启动，绕线式异步电动机则在转子回路串电抗器启动。
定子边串电抗器启动，增加了定子边电抗值，降低了定子实际所加电压。
目的是降低启动电流。
这种启动方式属降压启动，缺点是启动转矩随定子电压的降低而成平方关系下降，外串电阻有较大的功率损耗；又由于是分级启动，启动特性不平滑。
1．2星一三角启动启动时定子绕组星形连接，启动后三角形连接。
电动机绕组星形连接时。
电动机电流仅为三角形连接的1／3，但电动机的转矩也同样降低到三角形接线时的1／3。
为了使电动机在额定转速时达到其额定转矩，在经历了预先设定的时间后，又从星形接线换到三角形接线，在转换过程巾会出现二次冲击电流。
1．3自耦变，K器启动电动机启动时．电动机的定子通过自耦变压器接到三相电源上，当电机转速升高到一定值时，自耦变压器切除，电动机定子直接接到电源上，电动机进入正常状态。
关于变频器节能技术的应用与
变频器通过改变电机输入电源的频率，从而改变电机的转速和功率，实现电机 的平滑启动和调速。在电机负载较轻时，通过降低电机转速来减少电机输出功 率，从而达到节能效果。
变频器节能技术的优势与局限性
高效节能
根据负载需求调节电机转速，有 效降低能耗。
软启动
电机启动平稳，减少对机械设备 的冲击。
变频器节能技术的优势与局限性
空调系统领域
节能改造
变频器在空调系统中主要用于节能改造，通过对空调系统的 电机进行变频控制，实现更加智能和节能的运行模式。
舒适性提升
变频器能够精确控制空调系统的风量、温度和湿度等参数， 提高室内环境的舒适性，同时降低能耗和减少噪音。
电力传输领域
智能电网
变频器在智能电网建设中发挥着重要 作用，能够实现电能的稳定传输和智 能分配，提高电力系统的效率和稳定 性。
通过智能化技术，可以实现变频器的远程监控、 故障诊断、自动调整等功能，提高变频器的运行 稳定性和可靠性。
3
智能化发展是变频器节能技术的重要发展方向， 也是未来智能制造和工业互联网发展的重要方向 。
网络化发展
网络化发展是指将变频器接入互 联网，实现远程控制和数据共享
。
通过互联网技术，可以实现变频 器的远程监控、远程控制、数据 分析和优化等功能，提高变频器
直接转矩控制方式
总结词
通过直接控制电机的转矩和磁通量，实现对 电机的高效、快速控制。
详细描述
直接转矩控制方式直接对电机的转矩和磁通 量进行控制，避免了矢量控制的解耦过程， 具有更高的动态响应速度。这种方式适用于 对动态响应要求高的场合，如风机、泵等。
空间矢量脉宽调制方式
要点一
总结词
通过优化电压脉冲宽度，实现对电机输出转矩和速度的精 确控制。
永磁同步变频调速一体机在带式输送机上的应用概述
永磁同步变频调速一体机在带式输送机上的应用概述摘要：煤矿带式输送机是保证煤矿高产高效的主要运输设备之一，其运行质量和效率决定了矿井安全生产的效率和企业效益。
传统的输送机驱动方式有：（1）电机+耦合器+减速机驱动，（2）电机+液黏软启动+减速机；（3）电机+CST减速箱等驱动方式。
上述的三种驱动方式都存在传动方式复杂、传动效率低、维护工作量大、智能化程度低的问题，不符合国家绿色、高效智慧矿山的发展战略。
随着永磁材料技术的进步，永磁同步变频直驱技术在带式输送机广泛应用，相较于传统的驱动方式，永磁直驱系统具有传动结构简单、传动效率高、免维护等优点，契合绿色环保、安全高效的智慧化矿山发展方向，值得推广应用。
1 带式输送机对驱动装置及控制系统的基本要求驱动装置是带式输送机的动力来源，电动机作为驱动装置的动力源通过联轴器与减速机连接，带动传统滚筒转动，使传送带运动。
为了减缓电动机启动阶段对输送机的冲击，通过耦合器、软启动器或CST减速机来缓冲冲击，此类传动方式单纯从传动的角度确实能够满足驱动需要，但是随着技术的发展进步，我们对传动的要求不再局限于物料的运输，更是赋予了新的时代特征，我们希望输送机的传动能满足以下的基本要求。
（1）传动装置具有优异的起动特性，既要实现平滑软启动减少对设备的冲击，同时还要满足重载起动需要，确保输送机再重载条件下的平滑起动。
（2）传动装置有良好的调速性能，根据不同负载工况实现自动调速功能，达到节能降耗，减少磨损的效果。
（3）传动装置有很好的多机功率平衡调节能力，实现多机传动的均衡出力。
（4）传动装置有较高的传动效率，实现高效节能。
（5）传动装置技术先进，有完善的数据监测和保护功能，满足智能化和自动化的监控需要。
（6）传动装置维护量小，满足减员增效的目的。
2 永磁变频一体机驱动系统的组成近年来，变频调速技术的发展很好的符合了前文中所说的输送机对传动装置的要求，像平滑软启动、重载起动、多机动态功率平衡调节，智能化监测等。
交一交变频技术实现感应电机的重载启动
收稿日期:2009-03-19作者简介裴成刚(5),毕业于天津工业大学自动化系自动化专业,助理工程师,现任职于内蒙古煤矿设计研究院,主要从事机电设计研究工作。
交一交变频技术实现感应电机的重载启动裴成刚(内蒙古煤矿设计研究院,内蒙古 呼和浩特 010010)摘 要:文章给出了电动机的几种启动方式,并分析了其特性,着重介绍了软启动。
但本文的目的是解决电动机的重载启动,并给出了一种交-交变频的方法来实现。
关键词:感应电机;软启动:交-交变频 中图分类号:TM34 文献标志码:C 文章编号:1008-0155(2009)04-0051-03 1 引言三相交流电动机从发明以来,经历了100多年的历程,在这漫长的岁月里,它为奠定与发展这项经典的传动技术树立了丰碑。
如何减少异步电动机启动瞬间的大电流的冲击,是电动机运行中的首要问题。
为此必须设法改善电动机的启动方法,使其达到平滑无冲击的启动,于是各种限流启动方法也就应运而生。
2 传统的启动方法分为四种:(1) 定子串电抗器启动;(2) 星-三角启动;(3) 自耦变压器启动;(4) 频敏变阻器启动。
3 软启动所谓软启动是指装置输出电压按一定规律上升,使被控电动机的电压由0升到全电压,转速相应的由0平滑加速到额定转速的过程。
它是电力电子技术与自动化控制技术的综合,是将强电和弱电结合起来的控制技术。
在软启动器中三相电源与被控电机之间串入三相反并联晶闸管,采用反并联接线的晶闸管接在电动机的每相,利用晶闸管移相控制原理,控制其内部晶闸管的导通角,电动机启动时,用调节6个晶闸管的不完全导通来控制电动机的供电电源。
换言之,启动时只有三相正弦波形的一部分向电动机供电。
软启动的优点是启动特性曲线好,使晶闸管的导通角从零度开始,逐渐前移,电机的端电压从零开始逐渐上升,直至达到额定电压,启动电流从零线性上升至设定值,从而满足启动转矩的要求,保证启动成功。
4 重载启动方式(交一交变频启动)4.1交—交变频工作原理尽管软启动具有启动平滑,启动时间等参数可调的特性,具有传统启动方法无法比拟的优越性,是传统降压启动器的理想换代产品,但可控硅调压方式的软启动器控制感应电动机,在减小电压的同时,供电频率仍为工频,使得其功率因数低,无功功5:197-1率增加,这决定了其只能应用于轻载场合,对于重载启动就勉为其难了。
SFC变频启动
• 输出变压器
容量：24MVA 额定一次电压：4.75KV 额定二次电压：15.75KV 接线组别：Dyn11 工作频率：3~52.5Hz 阻抗电压：12%
• 交流输入电抗器和输出电抗器 Nhomakorabea输入端：额定电压：15.75KV 设备最高电压：24KV 额定频率：50Hz 工作频率：50Hz 输出端：额定电压：15.75KV 设备最高电压：24KV 额定频率：50Hz 工作频率：0~52.5Hz
第三节：本电站的SFC及其主要设备
• 本电站选用的是一台由法国CONVERTEAM公司 设计制造或配套的18MW静态变频软启动装置， 它可以在240秒内完成一台机组从0-300r/min的 起动 • SFC的型号为SD7000，额定功率18MW，采用6/6 脉冲 • 机器频率范围f=0~52.5 Hz, • 输出电压范围：0~1.1x15.75KV
变频器电路的主要构成部分
变频器的电路一般由4个部分组成： • 整流部分 • 中间直流环节 • 逆变部分 • 控制部分
交-直-交变频器的主要结构框图
～ ～ ～ 中间 电路
整流器
逆变器
电动机
控制电路
第二节： SFC作用及其原理
• 采用变频启动法可以实现电机的平滑起动， 将机组起动到泵工况，并制动机组 ， 降低 电机启动时造成的冲击载荷，达到软启动 的目的，同时还能提高电网及电动机的效 率。
直流平波电抗器
• 额定电压：6.75KV • 额定电流：3450A
• 作用：平波电抗器接在整流器与逆变器中间直 流回路，以降低直流电流脉动，使逆变器稳定 可靠地工作。 • b) 型式：户内、单相、干式、空芯、铜线、 自然空冷。
输入/输出断路器
• SFC输入/输出端装设中置移开式三相真空断路器，断路器及其附属设备装 于铠装式金属封闭开关柜内。每套SFC输入断路器柜2面， SFC输出断路器 柜1面。断路器的生产厂家为ABB。 •
变频器在轧钢厂电机控制系统中的选择与应用
变频器在轧钢厂电机控制系统中的选择与应用摘要：随着电力电子技术、微电子技术和控制理论的发展，电力半导体器件和微处理器的性能不断提高，变频驱动技术快速发展，变频器的性能迅速提高，应用范围越来越广，变频器在传统的电力拖动系统中获得了广泛应用，并且扩展到了工业生产控制的大部分领域。
变频调速技术是最有发展前途的一种交流调速方式,在我国许多领域得到了广泛的应用。
关键词：变频器；电机；应用在工业中使用着大量的风机、水泵、电动机、同步机和伺服机等传动系统。
这些传动系统一般都使用交流电机驱动，功率均在几百千瓦以上，甚至上千千瓦，其电能消耗很大，且大部分只占额定功率的 50%～70%，甚至更低。
交流大功率电机的多工况启动和平滑调速问题，也是一度困扰实际生产的重要问题。
变频器的诞生及应用为大功率交流电机的控制提供了新的方法。
这些装置可以在效率基本不变的情况下，通过改变驱动电源的电压和频率，平滑地调节电机转速，根据输出量的要求改变输出功率，从而节省大量的电能。
并且通过改变不同的控制策略还可实现不同的控制性能要求，实现电机的软启动和平滑调速等要求。
一、变频器控制电机系统的特点变频器是利用电力半导体的通断将工频电源变换成另一频率电源的变流控制装置，是现代电机控制领域技术含量最高，控制功能最全，控制效果最好的电机控制装置，具有软启动功能，在电机运行中进行无级调速，实现变频节能。
变频起动时，电动机可在最大转矩下起动，起动电流倍数要比直接起动时小很多，从而减少定子绕组端部的电磁应力，延长电机寿命。
以变频器为主的电机控制系统是低压笼型三相异步电动机起动和变速控制及系统节能的发展趋势。
采用变频器控制的电机一般在低频起动，随着电源频率和电压的提高，电机逐渐加速，平滑起动，通过变频器起动电机的起动，恒转矩和恒功率运行时的转矩－转速特性图。
一般变频器起动电机时，起动电流为电机额定电流的1.2-1.5倍，起动转矩为70％ -120％额定转矩，可满载起动。
变频器的工作原理及作用
变频器的工作道理之杨若古兰创作1、基本概念（1）VVVF 改变电压、改变频率（Variable Voltage and Variable Frequency）的缩写.（2）CVCF 恒电压、恒频率（Constant Voltage and Constant Frequency）的缩写.通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的安装称作“变频器”.该设备首先要把三相或单订交流电变换为直流电（DC）.然后再把直流电（DC）变换为三相或单订交流电（AC）.变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运转曲线上的n0，使电机运转曲线平行下移.是以变频器可以使电机以较小的启动电流，获得较大的启动转矩，即变频器可以启动重载负荷.变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，利用了古代的科学技术，价格昂贵但功能良好，内部结构复杂但使用简单，所以不只是用于启动电动机，而是广泛的利用到各个领域，各种各样的功率、各种各样的外形、各种各样的体积、各种各样的用处等都有.随着技术的发展，成本的降低，变频器必定还会得到更广泛的利用.各国使用的交流供电电源，不管是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz）.通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的安装称作“变频器”.为了发生可变的电压和频率，该设备首先要把三相或单订交流电变换为直流电（DC）.然后再把直流电（DC）变换为三相或单订交流电（AC），我们把实现这类转换的安装称为“变频器”（inverter）.变频器也可用于家电产品.使用变频器的家电产品中不但有电机（例如空调等），还有荧光灯等产品.用于电机控制的变频器，既可以改变电压，又可以改变频率.但用于荧光灯的变频器次要用于调节电源供电的频率.汽车上使用的由电池（直流电）发生交流电的设备也以“inverter”的名称进行出售.变频器的工作道理被广泛利用于各个领域.例如计算机电源的供电，在该项利用中，变频器用于按捺反向电压、频率的动摇及电源的瞬间断电.2. 电机的扭转速度为何能够自在地改变？（1) r/min电机扭转速度单位：每分钟扭转次数，也可暗示为rpm.例如：4极电机60Hz 1,800 [r/min]，4极电机50Hz 1,500 [r/min]，电机的扭转速度同频率成比例.本文中所指的电机为感应式交流电机，在工业领域所使用的大部分电机均为此类型电机.感应式交流电机（当前简称为电机）的扭转速度近似地取决于电机的极数和频率.电机的极数是固定不变的.因为极数值不是一个连续的数值（为2的倍数，例如极数为2，4，6），所以不适合改变极对数来调节电机的速度.另外，频率是电机供电电源的电旌旗灯号，所以该值能够在电机的里面调节后再供给电机，如许电机的扭转速度就可以被自在的控制.是以，以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备.n = 60f/p，n: 同步速度，f: 电源频率，p: 电机极数，改变频率和电压是最优的电机控制方法.如果仅改变频率，电机将被烧坏.特别是当频率降低时，该成绩就非常突出.为了防止电机烧毁事故的发生，变频器在改变频率的同时必必要同时改变电压，例如：为了使电机的扭转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时候变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V.例如：为了使电机的扭转速度减半，变频器的输出频率必须从60Hz改变到30Hz，这时候变频器的输出电压就必须从200V改变到约100V.3、关于散热的成绩如果要准确的使用变频器, 必须认真地考虑散热的成绩.变频器的故障率随温度升高而成指数的上升.使用寿命随温度升高而成指数的降低.环境温度升高10度，变频器使用寿命减半.是以，我们要看重散热成绩啊！在变频器工作时，流过变频器的电流是很大的, 变频器发生的热量也是非常大的，不克不及忽视其发热所发生的影响.通常，变频器安装在控制柜中.我们要了解一台变频器的发热量大概是多少，可以用以下公式估算：发热量的近似值＝变频器容量（KW）×55 [W]在这里, 如果变频器容量是以恒转矩负载为准的(过流能力150% * 60s) 如果变频器带有直流电抗器或交流电抗器, 而且也在柜子里面, 这时候发热量会更大一些.电抗器安装在变频器正面或测上方比较好.这时候可以用估算: 变频器容量（KW）×60 [W]因为各变频器厂家的硬件都差不多, 所以上式可以针对各品牌的产品. 留意：如果有制动电阻的话，因为制动电阻的散热量很大，是以最好安装地位最好和变频器隔离开，如装在柜子上面或旁边等.那么, 如何采能降低控制柜内的发热量呢? 当变频器安装在控制机柜中时，要考虑变频器发热值的成绩.根据机柜内发生热量值的添加，要适当地添加机柜的尺寸.是以，要使控制机柜的尺寸尽量减小，就必必要使机柜中发生的热量值尽可能地减少.如果在变频器安装时，把变频器的散热器部分放到控制机柜的里面，将会使变频器有70％的发热量释放到控制机柜的里面.因为大容量变频器有很大的发热量，所以对大容量变频器更加无效.还可以用隔离板把本体和散热器隔开, 使散热器的散热不影响到变频器本体.如许后果也很好.变频器散热设计中都是以垂直安装为基础的，横着放散热会变差的! 关于冷却风扇普通功率稍微大一点的变频器，都带有冷却风扇.同时，也建议在控制柜上出风口安装冷却风扇.进风口要加滤网以防止灰尘进入控制柜.留意控制柜和变频器上的风扇都是要的，不克不及谁替代谁.另外，散热成绩还要留意以下两个成绩：（1）在海拔高于1000m的地方，因为空气密度降低，是以应加大柜子的冷却风量以改善冷却后果.理论上变频器也应考虑降容，1000m每-5%.但因为实际上因为设计上变频器的负载能力和散热能力普通比实际使用的要大，所以也要看具体利用.比方说在1500m的地方，但是周期性负载，如电梯，就不须要降容.（2）开关频率：变频器的发热次要来自于IGBT，IGBT 的发热有集中在开和关的瞬间.是以开关频率高时天然变频器的发热量就变大了.有的厂家传播鼓吹降低开关频率可以扩容，就是这个道理.4、矢量控制是如何使电机具有大的转矩的？（1）转矩提升：此功能添加变频器的输出电压，以使电机的输出转矩和电压的平方成反比的关系添加，从而改善电机的输出转矩.改善电机低速输出转矩缺乏的技术,使用"矢量控制"，可以使电机在低速,如(无速度传感器时)1Hz（对4极电机，其转速大约为30r/min）时的输出转矩可以达到电机在50Hz供电输出的转矩（最大约为额定转矩的150％）.对于惯例的V/F控制，电机的电压降随着电机速度的降低而绝对添加，这就导致因为励磁缺乏，而使电机不克不及获得足够的扭转力.为了抵偿这个缺乏，变频器中须要通过提高电压，来抵偿电机速度降低而惹起的电压降.变频器的这个功能叫做"转矩提升"（*1）.转矩提升功能是提高变频器的输出电压.然而即使提高很多输出电压，电机转矩其实不克不及和其电流绝对应的提高.因为电机电流包含电机发生的转矩分量和其它分量（如励磁分量）."矢量控制"把电机的电流值进行分配，从而确定发生转矩的电机电流分量和其它电流分量（如励磁分量）的数值."矢量控制"可以通过对电机端的电压降的呼应，进行优化抵偿，在不添加电流的情况下，答应电机产出大的转矩.此功能对改善电机低速时温升也无效.5、变频器制动的有关成绩（1）制动的概念:指电能从电机侧流到变频器侧（或供电电源侧）,这时候电机的转速高于同步转速.负载的能量分为动能和势能. 动能(由速度和分量确定其大小）随着物体的活动而累积.当动能减为零时，该事物就处在停止形态.机械抱闸安装的方法是用制动安装把物体动能转换为摩擦和能耗费掉.对于变频器，如果输出频率降低，电机转速将跟随频率同样降低.这时候会发生制动过程. 由制动发生的功率将返回到变频器侧.这些功率可以用电阻发热耗费.在用于提升类负载,在降低时, 能量(势能)也要返回到变频器(或电源)侧,进行制动.这类操纵方法被称作"再生制动"，而该方法可利用于变频器制动.在减速期间，发生的功率如果欠亨过热耗费的方法耗费掉，而是把能量返回送到变频器电源侧的方法叫做"功率返回再生方法".在实际中，这类利用须要"能量回馈单元"选件.（2）如何提高制动能力？为了用散热来耗费再生功率，须要在变频器侧安装制动电阻.为了改善制动能力，不克不及期望靠添加变频器的容量来解决成绩.请选用"制动电阻"、"制动单元"或"功率再生变换器"等选件来改善变频器的制动容量6、当电机的扭转速度改变时，其输出转矩会如何？（1）：工频电源由电网提供的动力电源（商用电源）（2）：起动电流当电机开始运转时，变频器的输出电流变频器驱动时的起动转矩和最大转矩要小于直接用工频电源驱动.我们经常听到上面的说法："电机在工频电源供电时（*1）时，电机的起动和加速冲击很大，而当使用变频器供电时，这些冲击就要弱一些".如果用大的电压和频率起动电机，例如使用工频电网直接供电，就会发生一个大的起动冲击（大的起动电流(*2) ）.而当使用变频器时，变频器的输出电压和频率是逐步加到电机上的，所以电机发生的转矩要小于工频电网供电的转矩值.所以变频器驱动的电机起动电流要小些.通常，电机发生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减些减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明.通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的缺乏，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩.当变频器调速到大于60Hz频率时，电机的输出转矩将降低.通常的电机是按50Hz(60Hz)电压设计制作的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的.是以在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. (T=Te,P<=Pe) 变频器输出频率大于50Hz频率时，电机发生的转矩要以和频率成反比的线性关系降低.当电机以大于60Hz频率速度运转时，电机负载的大小必必要给予考虑，以防止电机输出转矩的缺乏.举例，电机在100Hz时发生的转矩大约要降低到50Hz时发生转矩的1/2.是以在额定频率之上的调速称为恒功率调速(P=Ue*Ie).一、变频器的直接感化：通过改变电动机的电压和频率，使电机的速度可以无极调节.软启动节能，功率因数抵偿节能变频器的间接感化：1.节能（节电）.风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源耗费在挡板、阀门的截流过程中.当使用变频调速时，如果流量请求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足请求.降低电耗.2.提高生产设备主动化程度.当前有很多品牌的变频器，如：杭州奥圣电气无限公司代理的日业变频器CM530系列在满足客户通用需求的前提下，通过扩展设计可以灵活地满足客户个性化请求、行业性请求满足各种复杂高精度传动的请求，同时为设备制作业客户提供高集成度的一体化解决方案，二、变频器道理变频器工作道理主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容.电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感.它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，接收在变流器和逆变器发生的电压脉动的“平波回路”，和将直流功率变换为交流功率的“逆变器”.整流器比来大量使用的是二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源.也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，因为其功率方向可逆，可以进行再生运转.平波回路在整流器整流后的直流电压中，含有电源6倍频率的脉动电压，此外逆变器发生的脉动电流也使直流电压变动.为了按捺电压动摇，采取电感和电容接收脉动电压（电流）.安装容量小时，如果电源和主电路构成器件不足量，可以省去电感采取简单的平波回路.逆变器同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所请求频率的交流功率，以所确定的时间使6个开关器件导通、关断就可以得到3订交流输出.以电压型pwm逆变器为例示出开关时间和电压波形.控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制旌旗灯号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制旌旗灯号进行放大的“驱动电路”，和逆变器和电动机的“呵护电路”构成.（1）运算电路：将内部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压旌旗灯号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率.（2）电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等.（3）驱动电路：驱动主电路器件的电路.它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断. （4）速度检测电路:以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg等)的旌旗灯号为速度旌旗灯号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转.（5）呵护电路:检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或按捺电压、电流值.。
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基于变频技术实现感应电机的重载启动作者：雨木繁星（）摘要：给出了电动机的几种起动方式，并分析了其特性，着重介绍了软起动。
但本文的目的是解决电动机的重载起动，并给出了一种交交变频的方法来实现。
关键词：感应电机软起动交交变频Based on the frequency conversion technology to the induction motor load startupAuthor:xuxiaolin( Heilongjiangbayi agriculture university )Abstract:The motor is given of several starting way, and analyzes its characteristics, this paper introduces the soft starting. But the purpose of the paper is to solve the motor of the heavy duty starting, and give a hand over frequency conversion method to realize.Key words:induction machinesoft startcycloconverter1 引言三相交流电动机从发明以来，经历了100多年的历程，在这漫长的岁月里，它为奠定与发展这项经典的传动技术树立了丰碑，。
又由于其具有结构简单、运行可靠、维护方便、价格低廉，而广泛作用于电力拖动生产机械的动力，在机械、化工、纺织和石化等行业有大量的应用。
然而，电动机的起动特性却一直举步维艰。
这是因为电动机在恒压下直接起动，其起动电流约为额定电流的4-7倍，其转速要在很短时间内从零升至额定转速，会在起动过程中产生冲击，很容易使电力拖动对象的传动机构等造成严重磨损甚至损坏。
在起动瞬间大电流的冲击下，将引起电网电压降低，影响到电网内其它设备的正常运行。
同时由于电压降低，电动机本身起动也难以完成，造成电机堵转，严重时，可能烧坏电动机。
因而如何减少异步电动机起动瞬间的大电流的冲击，是电动机运行中的首要问题。
为此必须设法改善电动机的起动方法，使达到电动机的平滑无冲击的起动，于是各种限流起动方法也就应运而生。
2 传统的启动方式2.1 定子串电抗器起动对于鼠笼式异步电机一般采用定子回路串电抗器分级起动，绕线式异步电机则采用转子回路串电抗器起动。
定子边串电抗器起动，即增加定子边电抗值，可理解为降低定子实际所加电压，其目的是减少起动电流。
此起动方式属降压起动，缺点是起动转矩随定子电压的降低而成平方关系下降，外串电阻中有较大的功率损耗。
又由于是分级起动，起动特性不平滑。
2.2星-三角启动起动时定子绕组星形连接，起动后三角形连接。
在电动机绕组星形连接时，电动机电流仅为三角形连接的1/3，遗憾的是电动机的转矩也同样降低到三角形接线时的1/3，为了使电动机在额定转速时达到它的额定转矩，在经历了预先设定的时间后，又从星形接线转换到三角形接线，在转换过程中会出现二次冲击电流。
2.3自耦变压器起动当电动机起动时，电动机的定子通过自耦变压器接到三相电源上。
当电机转速升高到一定值时，自耦变压器被切除，电动机定子直接接到电源上，电动机进入正常运行状态。
同直接起动时相比，当电压降到W2/W1倍时，起动电流和起动转矩降到(W2/W1)2倍(W2/W1为自耦变压器的变比)。
这种起动方式的优点是起动时定子电压的大小可调。
比起定子串电抗起动，当限定的起动电流相同时，起动转矩损失较少。
要使变压器的容量和耐压水平提高，将使得变压器的体积增大，成本高，且不允许频繁起动，同样也不能带重负载起动。
2.4频敏变阻器起动对于绕线式异步电机来说，如果仅仅是为了限制起动电流、增大起动转矩，则一般采用转子回路串频敏变阻器起动方式。
但此起动方式在频繁起动下，易发生温升，且结构复杂，不常用。
由此可知上述几种起动方式的共同特点是控制电路简单，起动转矩基本固定不可调，起动中都存在二次冲击电流，对负载机械有冲击转矩，且受电网电压波动的影响，一旦出现电网电压下降，会造成电机堵转，起动困难，且上述几种起动方法，在停机时都是瞬间停机，遇到负载较重时会造成剧烈的机械冲击。
3软启动所谓软起动是指装置输出电压按一定规律上升，使被控电动机的电压由零升到全电压，转速相应的由零平滑加速到额定转速的过程。
它是电力电子技术与自动化控制技术的综合，是将强电和弱电结合起来的控制技术。
在软起动器中三相电源与被控电机之间串入三相反并联晶闸管，采用反并联接线的晶闸管接在电动机的每相，利用晶闸管移相控制原理，控制其内部晶闸管的导通角，电动机起动时，用调节6个晶闸管的不完全导通来控制电动机的供电电源。
换言之，起动时只有三相正弦波形的一部分向电动机供电。
软起动的优点是起动特性曲线好，使晶闸管的导通角从零度开始，逐渐前移，电机的端电压从零开始逐渐上升，直至达到额定电压，起动电流从零线性上升至设定值，从而满足起动转矩的要求，保证起成功。
4重载起动方式（交-交变频起动）4.1交-交变频工作原理尽管软起动具有起动平滑，起动时间等参数可调的特性，具有传统起动方法无法比拟的优越性，是传统降压起动器的理想换代产品。
但可控硅调压方式的软起动器控制感应电动机，在减小电压的同时，供电频率仍为工频，使得其功率因数低，无功功率增加，这决定了其只能应用于轻载场合，对于重载起动就勉为其难了。
然而在很多场合下，不能保证负载为轻载起动，如球磨机、破碎机、空气压缩机、风机等，这就使得我们想在降低电压的同时，能够减小供电电压频率，即保持V/F不变，保证恒力矩起动，因而变频器变频起动无疑是最好的起动设备，但如果把变频器仅作起动，不调速，资金浪费很大，特别是高压大容量的通用变频器价格就更为昂贵，且感应电动机的重载起动只是短时间的过程，故寻求一种感应电机的重载安全起动方法是很有必要的。
纵上述几种起动方式可得出采用交-交变频器来实现重载起动。
因为交-交变频没有中间直流环节，仅用一次变换就实现了变频，所以效率较高，而且大功率交流电机调速系统所用的变频器也主要是交-交变频来完成的。
交-交变频的工作原理是让两组交流电路按一定频率交替工作，就可以给负载输出该频率的交流电。
改变两组变流电路的切换频率，就可以改变输出频率;改变变流电路工作时的控制角α，就可以改变交流输出电压的幅值。
如果让α角不是固定值，在半个周期内让正组变流电路P的α角按正弦规律从90。
逐渐减小到0。
，然后在逐渐增大到90。
那么，正组整流电路在每个控制间隔内的平均输出电压按正弦规律从零逐渐增至最大，在逐渐减小到零。
在另外半个周期内，对负组变流器N进行同样的控制，就可以得到接近正弦波的输出电压。
和可控硅整流电路(软起动)一样，交-交变频电路也属于电网换相。
4.2整流与逆变工作状态假设负载的功率因数角为Φ，即输出电流滞后输出电压Φ角。
另外两组交流电路在工作时无环流工作方式，即一组交流电路工作时，将另一组变流电路的脉冲封锁。
下图给出了一个周期内负载电压、电流波形。
那组变流电路工作是由输出电流的方向决定的，与输出电压极性无关。
变流电路是工作在整流状态还是逆变状态，则是由输出电压方向和输出电流方向的异同决定的。
4.3输出正弦波电压的调制方式使交-交变频电路的输出电压波形为正弦波的调制方法有多种，这里介绍广泛采用的余弦交点法。
可以用模拟电路来实现，但线路复杂，且不易实现准确的控制，所以采用微机来实现上述运算。
可把事先计算好的数据存入存储器中，运行时按照所存的数据进行实时控制。
为了用计算机实现实时控制，必须具备三相低频信号、同步信号、零电流检测三个基本条件。
4.4三相低频信号的产生原理用计算机产生三相低频信号，必须首先将要产生的低频信号进行数字化。
这不仅在幅值上数字化，在时间上也要数字化。
在时间上，以一度为单位(分辨率已经足够)，将低频信号的一个周期分成360等份。
根据需要的频率求出低频信号一度的时间，以次作为定时时间，这样每隔一度，便输出一次低频信号的对应值，每360循环一次，构成低频的周期。
其它两相输出和上面一样，只是输出的对应数值不一样，正好相差120、240度。
这样就构成了互差1200的低频信号。
由于准梯形波具有较高的基波幅值，因此这里采用它作为低频参考信号，它是限幅的正弦波，当等于600时就已经到达了最大值。
其目的是提高直流电压的利用率。
下面以准梯形波为例来说明三相低频信号实现的具体方法。
a. 建立一个准梯形波波形的表格，表格的大小为360个数据，这些数据分别以1度为间隔的准梯形波波形数据。
表格存放在表首地址为TABLE的内存中，第一个数据为1度时对应的波形数据，最后一个为360度对应的波形数据。
表格的数据是按比例得到的。
b. 设一计数指针COUN，初始化时，使COUN=0，并起动定时器。
在定时时间到达之后，计数指针COUN 增1，同时取出表中的数据(对应内存地址为TABLE+COUN)输出。
当计数指针COUN=360时，使COUN 复位为0，便完成了本周期的数据输出，为下一周期做准备。
这样周而复始不断的取数输出，就产生了低频数字信号。
c. 其它两相低频信号分别滞后120、240度的同样波形，可以完全使用同样的表格。
d. 为了得到复值可变的低频信号，在低频数字信号输出之前，应乘以调制系数，调制系数的范围是0~1。
e. 1度对应的时间是由所需输出频率决定的，将其转换为定时时间常数后，存放于TIME的单元中，它就是控制交-交变频器输出频率的变量。
4.5同步信号电路采用微机定时方式进行交-交变频的移相控制时，需要给微机提供各晶闸管控制角起时定时时刻的方波信号，使移相控制装置向晶闸管发出的触发脉冲信号在电源电压的每个周期内均能重复出现。
因此，这一方波信号的频率应与电源频率相同。
所以，一般将此方波信号称为同步信号。
此外，同步信号的另一作用是微机利用它的状态来进行判相定管，决定是某相的上管或下管工作与否。
取A相电压经同步变压器降压后，进入RC移相电路形成滞后30度的正弦电压，由三级管将正弦波形成方波，再经光电隔离、反相及输出电路，在输出端得到同步脉冲信号。
4.6零电流检测电路不论是电压型还是电流型控制的无环流交-交变频器，正反组变流器的换向都必须处于零电流状态，此时两组变流器的触发脉冲都被封锁。
因此，实际的零电流一定要准确可靠的检测出来，这关系到换相的死区长短，以及换相的可靠性。
检测方法检测负载电流的方法常用的有两种：LEM电流传感器和检测和晶闸管端电压法。
用LEM 电流传感器检测负载电流，可将主电路与控制电路完全隔离，且检测电路结构简单。
但由于换相等原因，负载电流含有丰富的电流谐波，给电流检测、尤其是过零点检测带来了一定困难。