無(wú)論是高壓變頻器還是低壓變頻器，無(wú)論是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載還是恒功率負(fù)載，或是二次減轉(zhuǎn)矩負(fù)載，都需要在變頻器參數(shù)中設(shè)定加速時(shí)間和減速時(shí)間。加速時(shí)間是變頻器從最低頻率加速到最高頻率所需要的時(shí)間。減速時(shí)間是變頻器從最高頻率減速到0Hz所需要的時(shí)間。在進(jìn)行變頻器參數(shù)設(shè)定時(shí)，必須對(duì)變頻器的加減速時(shí)間進(jìn)行設(shè)定。如果加速時(shí)間設(shè)定過(guò)短則會(huì)使變頻器報(bào)“過(guò)流”故障停機(jī)。如果減速時(shí)間過(guò)短則會(huì)使變頻器報(bào)“過(guò)壓”故障停機(jī)。為什么這兩個(gè)參數(shù)設(shè)定不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致過(guò)電流和過(guò)電壓故障停機(jī)呢？目前為止，還沒(méi)有看到有關(guān)的理論分析的文章。本文從電機(jī)學(xué)理論出發(fā)，較詳細(xì)地分析了變頻器加速時(shí)間過(guò)短與減速時(shí)間過(guò)短，導(dǎo)致加速過(guò)流與減速過(guò)壓的原因，并提出這兩個(gè)參數(shù)的設(shè)定方法。

1加速時(shí)間過(guò)短的過(guò)電流分析

從電機(jī)學(xué)可知電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)渉及到同歩轉(zhuǎn)速n0，實(shí)際運(yùn)行速度n，轉(zhuǎn)矩M。電機(jī)在加速過(guò)程中，時(shí)間變化從t1到t2。同歩轉(zhuǎn)速的n01到n02變化對(duì)應(yīng)于時(shí)間變化t1到t2。實(shí)際轉(zhuǎn)速變化在電機(jī)加速過(guò)程對(duì)應(yīng)于同歩轉(zhuǎn)速n01和n02，是n1和n2。理想的加速過(guò)程是實(shí)際轉(zhuǎn)速以最短的時(shí)間t接近同步轉(zhuǎn)速n0，使轉(zhuǎn)差率S最小。如果設(shè)定變頻器加速時(shí)間過(guò)短，則會(huì)出現(xiàn)同步轉(zhuǎn)速?gòu)?開(kāi)始幾秒鐘就升到了最高運(yùn)行頻率轉(zhuǎn)速nmax；而電機(jī)的實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速n卻由于機(jī)械阻力的巨大，上升緩慢。例如，同步轉(zhuǎn)速到了40Hz，而此時(shí)實(shí)際運(yùn)行轉(zhuǎn)速卻還在20Hz。這時(shí)電機(jī)運(yùn)行的轉(zhuǎn)差率為0.5。由此可知，加速時(shí)間過(guò)短會(huì)使實(shí)際運(yùn)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(guò)大。負(fù)載阻力越大，電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)差率越大。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率越大為什么電運(yùn)機(jī)的運(yùn)行電流會(huì)越大呢？

異歩電動(dòng)機(jī)等值電路歸算到定子側(cè)如圖1所示。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率S≈0和S=1的兩種特殊運(yùn)行情況是空載和起動(dòng)瞬間。S≈0時(shí)運(yùn)行電流最小，S=1時(shí)運(yùn)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(dòng)的阻值。這個(gè)變動(dòng)的電阻是機(jī)械負(fù)載的等效電阻。負(fù)載大這個(gè)變動(dòng)電阻就小；負(fù)載小這個(gè)變動(dòng)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。總電流I1的計(jì)算公式如下：

I1=U1/{Z1+Zm/}…………（1）

式①I1—電機(jī)相電流，A；U1—電機(jī)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(lì)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(shí)間過(guò)短導(dǎo)致變頻器過(guò)電流的原因是：實(shí)際運(yùn)行速度跟不上同步轉(zhuǎn)速增速，導(dǎo)致轉(zhuǎn)差率升高，從而導(dǎo)致附加電阻減少，電機(jī)運(yùn)行電流超過(guò)變頻器設(shè)定值而跳閘。要使變頻器在加速時(shí)不過(guò)電流應(yīng)該增加加速時(shí)間保證在加速過(guò)程中轉(zhuǎn)差率控制在不發(fā)過(guò)流故障跳閘信號(hào)。以上分析是基于電機(jī)負(fù)載在額定負(fù)載范圍內(nèi)。

2加速時(shí)間過(guò)短過(guò)電壓分析

在圖1的電路中，（1-S/S）×r2′是一個(gè)附加電阻，在附加電阻中，會(huì)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(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。異歩電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系如下：當(dāng)0《S《1時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)作機(jī)械運(yùn)行，電機(jī)產(chǎn)生的機(jī)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(dòng)機(jī)輸出杌械功率。

在-∞《S《0時(shí)，I22（1-S/S）×r2′變?yōu)樨?fù)值。這時(shí)異步電動(dòng)機(jī)輸入機(jī)械功率變?yōu)榘l(fā)電機(jī)。

異歩電動(dòng)機(jī)在發(fā)電狀態(tài)下，機(jī)械特性曲線如圖2所示。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行電動(dòng)機(jī)狀態(tài)下時(shí)的機(jī)械特性曲線為1。機(jī)械負(fù)荷為Mf。在電機(jī)減速時(shí)，從機(jī)械特性曲線1滑落到機(jī)械特性曲線2.減速到機(jī)械特性曲線2時(shí)，同步轉(zhuǎn)速為n02，由于機(jī)械負(fù)載的慣性的影響，實(shí)際上運(yùn)行速度并沒(méi)有及時(shí)降到n02以內(nèi)，仍然在n02到nr以內(nèi)。這時(shí)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在機(jī)械特性曲線2的A點(diǎn)。這時(shí)電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)是：工作在機(jī)械特性曲線第Ⅲ象限，實(shí)際運(yùn)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(dòng)轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)。從能量守恒定理來(lái)看：這是由機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)慣量所貯存的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。此時(shí)旳三相異步電動(dòng)機(jī)已成為交流發(fā)電機(jī)，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(duì)極磁通量。

交流發(fā)電機(jī)所發(fā)電壓的頻率為：

f=Pn/60（3）

（3）式中f—頻率；P—極對(duì)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(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)。

從（4）式中可知，異歩電動(dòng)機(jī)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(shí)際運(yùn)行速成正比，實(shí)際運(yùn)行速度高出同歩轉(zhuǎn)速越多，發(fā)電輸出電壓越高。當(dāng)異歩電動(dòng)機(jī)工作在發(fā)電機(jī)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(dāng)Ud+U1超過(guò)過(guò)電壓保護(hù)設(shè)定值時(shí)，變頻器發(fā)出過(guò)電壓保護(hù)故障信號(hào)并停止輸出。

3加咸速時(shí)間設(shè)定方法

機(jī)械設(shè)備的功率越大，加速時(shí)間越長(zhǎng)。一般30kW以內(nèi)的機(jī)械設(shè)備的加速時(shí)間設(shè)在20S以內(nèi)。30kW到75kW內(nèi)設(shè)在30S以內(nèi)。以上數(shù)據(jù)只是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在變頻器加減參數(shù)設(shè)定時(shí)，可把加減速時(shí)間設(shè)大一點(diǎn)，再以4S為臺(tái)階進(jìn)行調(diào)整，以不發(fā)生保護(hù)動(dòng)作為原則，進(jìn)行微調(diào)。
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