[发明专利]一种高压异步电机变频软启动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压异步电机变频软启动方法，尤其涉及一种采用V/F技术的高压变频调速装置的高压异步电机软启动方法，属于高压变频调速技术领域。

背景技术

采用V/F控制技术的高压变频调速装置，通常起动频率为0Hz-1Hz之间，但由于V/F控制属于开环控制，不能对高压异步电机的转速进行监测，当在异步电机从静止到转动的过程中，由于异步电机的静摩擦力和动摩擦力相差很大，当克服静摩力转动的转子，在低动摩擦力的作用下产生较高加速度，使得异步电机转子的速度会超过定子的同步磁场转速，异步电机的转差率在正负之间不断波动，造成功角不断波动，引起异步电机启动电流上下波动，造成启动电流波形杂乱无章。

当采用V/F控制的高压变频装置在超低频运行时，由于转子的速度很低，使异步高压电机转子速度未达到惯性力矩所形成的平稳状态时，当转子磁极与定子磁极对正时，输出拖动力矩大，使转子的速度加快，而磁极未对正时，转子速度变慢，从而使得电机转子在一个圆周的转速时快时慢，使得异步电机的转差率在正负之间波动，造成功角在正负之间不断波动，使异步高压电机在做功和发电的状态间来回波动，从而引起V/F控制高压变频装置的输出电流产生较大的瞬时波动，使得高压变频装置每次启动都会出现电流的无序冲击过程，严重影响高压变频装置内的IGBT等元件的寿命。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高压变频装置的软启动方法，其具体的步骤如下：

1）根据高压异步电机的极对数计算出预设功角频率；

2）根据高异步电机的额定功率计算出其力矩电流的曲线加速时间，该曲线加速时间既为高压异步电机的软启动时间；

3）高压变频装置拖动高压异步电机软启动，高压变频装置输出预设功角频率，输出电压从零缓慢升压至预设功角频率对应的电压，软启动时间结束后按照正常V/F进行控制。

该方法在启动时根据异步电机参数预设启动功角，提高转差率，使异步电机启动时保证功角始终为正值，实现异步电机在超低频运行时始终处于做功状态，实现使用V/F技术的高压变频装置在异步电机启动过程中电流平稳，软启动过程中频率和电压是不按照V/F调节的，软启动结束后，频率和电压按照V/F进行调节控制。该方法避开了最难处理的超低频部分，在不增加硬件成本的情况下，大幅提升高压变频器的带载能力，减小启动过程对高压电机和高压变频装置的电流冲击。

本发明的有益效果是：通过图1和图2的录波图比较可以得出，本发明大幅改善高压变频器启动过程的电流波形，把启动电流从杂波改进为类正弦波，使用相同硬件配置的功率单元，可以驱动更大电流等级的电机。

附图说明

图1为现有技术的变频直起过程的录波图；

图2为本发明的变频软启过程的录波图；

图3为本发明输入参数计算的流程图；

图4为本发明的硬件平台框架图；

图5为本发明软启过程频率、电压变化示意图；

图6为本发明转差率变化示意图。

具体实施方式

该软启动方法的步骤具体如下：

1）根据电机的极对数自动生成预设功角频率。异步电机转子达到平稳惯量的速度相近，但电机的极对数不同，相同频率驱动转子的速度相差限大，为不同极数的异步电机而设定不同的预设功角频率，对于设备操作者的要求较高，故为达到通用性的目标，采用电机铭牌上的极对数参数进行内部自动计算，只要使用者将电机铭牌参数录入，即可完成预设功角频率的设定，大大减少操作人员的工作难度与参数设置错误的发生。

2）根据异步电机的额定功率自动生成软启动时间。异步电动机的功率越大，则电机的转子质量就越高，要保证启动过程中力矩电流不过大，则电压升速曲线的时间要越长，通过异步电机的铭牌上的功率值，计算出其力矩电流的曲线加速时间。

3）在高压变频装置拖动高压电机启动过程中，高压变频装置输出预设的功角频率，电压按电压缓升曲线上升，使异步高压电机在正功角的状态下稳定的提高输出力矩，使异步高压电机转子速度从静止提升到惯量稳定速度，使异步高压电机在平稳的电流驱动下完成启动旋转过程，软启时间结束后按照正常V/F进行控制。

下面以1250KW、2极10KV电机为实例，对高压异步电机变频软启动方法作详细说明。