1当前工业中广泛使用的异步电机是能源消耗大户之一。目前，我国电机的总装机容量在4亿千瓦以上，而风机水泵类负载占据了其中的70％。统计数据表明，对于调速频繁的大容量电机，应用变频调速装置可节约能源60％左右。开环控制的变频器均采用软起动方法，如何有效提高起动速度值得关注；并且变频器在瞬时停电条件下的稳定性也日益得到重视。本文提出了一种基于变频器输出电流反馈的起动控制方法以及变频器瞬时停电的控制策略。
2控制原理
2.1电机的软起动控制
大容量风机水泵类负载对调速精度要求不高，所以该类负载在调速中广泛使用VVVF控制。由于大容量电机直接起动时，起动电流约为额定电流的400％￣700％，带负载时电流冲击更加明显。因此，在VVVF开环调速控制中，变频器通常使用软起动方法，在设备投运前设定加速时间，以调整起动的快慢。变频器输出电压和频率是线性变化的，如果设定时间较短，加速过快，电机起动过程就有可能出现过流。在不过流的前提下，为提高起动速度，可在线性加速中引入变频器输出电流反馈，本文称之为限流起动。图1示出可控限流起动控制。其电流偏差通过比例调节器，与线性增加量叠加，作用于参考电压和频率设定值，并保证电机持续加速，以降低电流振荡。该方法根据输出电流来修正原先的加速曲线。以达到提高起动速度的目的。
2.2变频器瞬时停电控制
电压质量的优劣对变频器安全运行有着直接的影响，尤其是外界因素，如雷击、特大负荷投运、开关倒闸操作、架空线或电线短路故障等原因造成的电网瞬时停电，对变频器的正常运行有较大影响。变频器的耐停能力比较低，这是因为停电时，有：
12CUC2d＝WM＋WL（1）
停电后变频器依靠直流电容中储存的能量支撑负载，因此其电压会迅速下降。当下降到85％的额定值以下时，为避免损坏开关元件，必须封锁脉冲输出，使变频器停止工作。
连续运行的风机水泵类负载需保证停电期间UCd稳定在85％～110％额定值之间，以保证其连续运行。根据电磁制动原理，停电时将电机转速逐渐减小，使负载的机械能转变为电能回馈到直流电容C d上，以支撑电压。
控制中设置C d上的电压U Cd滞环，设定上限阈值电压U max和下限阈值电压为U min.2示出具体的控制流程。在能够实时采集U Cd的情况下，还可引入直流电压反馈，额定电压和实际电压的偏差可通过PID调节器确定的参考电压和设定频率获得。但该方法受负载类型、电容大小、最小允许设定频率fmax＊和系统效率等因素的影响。
假设停电0时刻开始，t时刻结束，停电时间t内系统在受控状态下所能提供给负载的最大能量为：W p＝1 2 C（U C0 2－U Ct 2）＋1 2 Jk 2（w 0 2－w t 2）（2）式中U C0，U Ct―――停电瞬时和停电后时刻t的电容电压w 0，w t―――停电瞬时和停电后时刻t的电机转速J―――负载转动惯量k＝2π／60将停电控制过程分为两个阶段，即电机减速的时间为0￣t 1；电机在最小设定频率下运行的时间为t 1￣t，考虑到风机水泵类的负载功率与转速成立方关系
，则停电过程系统消耗的总能量为：W Sl＝W L＋r t 1 0
w 3 dt＋rw t 3（t－t 1）（3）
式中r―――负载转速和功率的比例系数w L―――变频器及电机的能量损耗只有满足W p≥W Sl，理论上才能完成控制。由式（2）和式（3）可见，变频器电容、f min＊、系统效率及负载特性的变化都可能使W p≥W Sl的条件不能满足，从而无法实现电压的支撑。
3仿真结果
仿真模型主电路为H桥串联电压型逆变器，每相5个功率模块，采用移相PWM控制，额定线电压U l＝6kV，额定直流电压U d＝935V，额定电流I 0＝153A，额定容量P＝1.6MVA，负载为鼠笼电机拖动风机或水泵，转动惯量J＝32.42kg？m 2，电流有效值采用三相电流瞬时值平方和的方法计算。
本文关键字：变频器 变频器基础，变频技术 - 变频器基础
