無論是高壓變頻器還是低壓變頻器，無論是恒轉(zhuǎn)矩負載還是恒功率負載，或是二次減轉(zhuǎn)矩負載，都需要在變頻器參數(shù)中設定加速時間和減速時間。加速時間是變頻器從最低頻率加速到最高頻率所需要的時間。減速時間是變頻器從最高頻率減速到0Hz所需要的時間。在進行變頻器參數(shù)設定時，必須對變頻器的加減速時間進行設定。如果加速時間設定過短則會使變頻器報“過流”故障停機。如果減速時間過短則會使變頻器報“過壓”故障停機。為什么這兩個參數(shù)設定不當會導致過電流和過電壓故障停機呢？目前為止，還沒有看到有關(guān)的理論分析的文章。本文從電機學理論出發(fā)，較詳細地分析了變頻器加速時間過短與減速時間過短，導致加速過流與減速過壓的原因，并提出這兩個參數(shù)的設定方法。

1加速時間過短的過電流分析

從電機學可知電動機運行時渉及到同歩轉(zhuǎn)速n0，實際運行速度n，轉(zhuǎn)矩M。電機在加速過程中，時間變化從t1到t2。同歩轉(zhuǎn)速的n01到n02變化對應于時間變化t1到t2。實際轉(zhuǎn)速變化在電機加速過程對應于同歩轉(zhuǎn)速n01和n02，是n1和n2。理想的加速過程是實際轉(zhuǎn)速以最短的時間t接近同步轉(zhuǎn)速n0，使轉(zhuǎn)差率S最小。如果設定變頻器加速時間過短，則會出現(xiàn)同步轉(zhuǎn)速從0開始幾秒鐘就升到了最高運行頻率轉(zhuǎn)速nmax；而電機的實際運行轉(zhuǎn)速n卻由于機械阻力的巨大，上升緩慢。例如，同步轉(zhuǎn)速到了40Hz，而此時實際運行轉(zhuǎn)速卻還在20Hz。這時電機運行的轉(zhuǎn)差率為0.5。由此可知，加速時間過短會使實際運行的轉(zhuǎn)速變化跟不上同歩轉(zhuǎn)速的變化，使轉(zhuǎn)差率S過大。負載阻力越大，電機運行轉(zhuǎn)差率越大。電動機轉(zhuǎn)差率越大為什么電運機的運行電流會越大呢？

異歩電動機等值電路歸算到定子側(cè)如圖1所示。電動機轉(zhuǎn)差率S≈0和S=1的兩種特殊運行情況是空載和起動瞬間。S≈0時運行電流最小，S=1時運行電流最大。在圖1電路中，r1，x1，x2′，r2′，xm，rm都是固定參數(shù)（1-S/S）×r2′是變動的阻值。這個變動的電阻是機械負載的等效電阻。負載大這個變動電阻就小；負載小這個變動電阻就大。從圖1可知，總電流I1但與（1-S/S）×r2′有關(guān)，而且還主要取決于它?？傠娏鱅1的計算公式如下：

I1=U1/{Z1+Zm/}…………（1）

式①I1—電機相電流，A；U1—電機相電壓，V；Z1—定子阻抗，Ω；Z2′—轉(zhuǎn)子折算到定子側(cè)的阻抗，Ω；Zm—定子勵磁阻抗，Ω；S—轉(zhuǎn)差率；r2′—轉(zhuǎn)子折算到定子側(cè)的電阻，Ω。

從式以上分析中可以知道：加速時間過短導致變頻器過電流的原因是：實際運行速度跟不上同步轉(zhuǎn)速增速，導致轉(zhuǎn)差率升高，從而導致附加電阻減少，電機運行電流超過變頻器設定值而跳閘。要使變頻器在加速時不過電流應該增加加速時間保證在加速過程中轉(zhuǎn)差率控制在不發(fā)過流故障跳閘信號。以上分析是基于電機負載在額定負載范圍內(nèi)。

2加速時間過短過電壓分析

在圖1的電路中，（1-S/S）×r2′是一個附加電阻，在附加電阻中，會發(fā)生損耗I22（1-S/S）×r2′。這部分損耗并不是轉(zhuǎn)子電路中的電功卒損耗，而是一種表征異步電動機的機械功率。異歩電動機轉(zhuǎn)速與運行狀態(tài)關(guān)系如下：當0《S《1時，異步電動機作機械運行，電機產(chǎn)生的機械功率是正值，并且附加電阻所產(chǎn)生的功率I22（1-S/S）×r2′也是正值，異歩電動機輸出杌械功率。

在-∞《S《0時，I22（1-S/S）×r2′變?yōu)樨撝?。這時異步電動機輸入機械功率變?yōu)榘l(fā)電機。

異歩電動機在發(fā)電狀態(tài)下，機械特性曲線如圖2所示。電動機在運行電動機狀態(tài)下時的機械特性曲線為1。機械負荷為Mf。在電機減速時，從機械特性曲線1滑落到機械特性曲線2.減速到機械特性曲線2時，同步轉(zhuǎn)速為n02，由于機械負載的慣性的影響，實際上運行速度并沒有及時降到n02以內(nèi)，仍然在n02到nr以內(nèi)。這時電動機運行在機械特性曲線2的A點。這時電動機的狀態(tài)是：工作在機械特性曲線第Ⅲ象限，實際運行轉(zhuǎn)速nr高于同歩轉(zhuǎn)速n02，轉(zhuǎn)矩的方向與轉(zhuǎn)速的方向相反，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩，電動機處于發(fā)電狀態(tài)。從能量守恒定理來看：這是由機械轉(zhuǎn)動慣量所貯存的機械能轉(zhuǎn)化為電能。此時旳三相異步電動機已成為交流發(fā)電機，所發(fā)電壓：

U1=4.44kfNΦ……………（2）

（2）式中U1—定子相電壓；k—繞組系數(shù)；f—頻率；N—每相繞組匝數(shù)；Φ—每對極磁通量。

交流發(fā)電機所發(fā)電壓的頻率為：

f=Pn/60（3）

（3）式中f—頻率；P—極對數(shù)；n—轉(zhuǎn)速。

把（3）式代入（2）式中，得

U1=4.44kN（Pn/60）Φ=CeΦn（4）

（4）式中Ce—電機結(jié)構(gòu)常數(shù)。

從（4）式中可知，異歩電動機工作在發(fā)電狀態(tài)下所發(fā)出的電壓與高出同步轉(zhuǎn)速的實際運行速成正比，實際運行速度高出同歩轉(zhuǎn)速越多，發(fā)電輸出電壓越高。當異歩電動機工作在發(fā)電機狀態(tài)下，變頻器直流母線電壓由兩部分迭加組成：電網(wǎng)輸入電壓整流電壓Ud，和發(fā)電產(chǎn)生的電壓U1，即母線直流電壓為Ud+U1。當Ud+U1超過過電壓保護設定值時，變頻器發(fā)出過電壓保護故障信號并停止輸出。

3加咸速時間設定方法

機械設備的功率越大，加速時間越長。一般30kW以內(nèi)的機械設備的加速時間設在20S以內(nèi)。30kW到75kW內(nèi)設在30S以內(nèi)。以上數(shù)據(jù)只是經(jīng)驗數(shù)據(jù)。在變頻器加減參數(shù)設定時，可把加減速時間設大一點，再以4S為臺階進行調(diào)整，以不發(fā)生保護動作為原則，進行微調(diào)。
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