变频器起动功能优化探析

1.加速时间

加速时间一般定义为频率从0Hz上升到额定频率所需要的时间。由用户根据负载的具体情况自行设定。

（1）加速时间长 则频率上升慢，电动机的同步转速也上升得慢，电动机的转速能够跟得上同步转速的上升，在起动过程中，两者之间保持着较小的转差，如图4-25a所示，起动电流将被限制在较小的范围内，如图4-25b所示。

（2）加速时间短 则频率上升快，电动机的同步转速也上升得快，电动机的转速由于拖动系统的惯性而跟不上同步转速的上升，在起动过程中，两者之间的转差较大，如图4-25c所示，起动电流将可能超过变频器所允许的范围，如图4-25d所示。

2.S形加速方式

某些惯性较大的负载，在起动开始时，和起动终了时，应适当减小加速度，其频率上升的曲线如图4-26所示，称为S形加速方式。

图4-25 加速时间与起动电流

a）加速时间长 b）缓慢起动的起动电流 c）加速时间短 d）快速起动的起动电流

在预置S形加速方式时，须预置加速开始时的S时间t_AS1和加速终了时的S时间t_AS2。

如t_AS1预置为0，则称为半S加速方式，用于如鼓风机一类的负载，这类负载在低频时阻转矩很小，加速可以快一点，转速升高到一定程度后，阻转矩增加得很快，应适当减小加速度。

如t_AS2预置为0，则是另一种半S加速方式，用于如电梯或电动机车一类的负载，这类负载在起步时，希望加速过程尽量平缓，不致引起乘客的晃动，待起动起来后再按一定的加速度加速。

图4-26 S形加速方式

3.起动频率与持续时间

起动频率的作用类似于软起动器的突跳功能，也是为了克服静摩擦力而设定的。就是说，在刚起动时，频率不从0Hz开始，而是从某一大于0的频率（通常为6Hz或10Hz）开始起动，如图4-27c所示，使电动机有一点冲力，以便克服传输带的静摩擦力。

这里有一个问题：当电动机有冲击力时，不也会有冲击电流吗？”

张老师笑着说：“对电动机来说，是的。没有冲击电流，哪来的冲击力呀？但对变频器的输入电流而言，却又并没有大的冲击电流。”

小李对变频器还不是很熟悉，一时如丈二和尚，摸不着头脑：“这是怎么回事呢？”

张老师说：“这个问题可以从两个方面来说明：

(www.xing528.com)

图4-27 起动频率及其持续时间

a）起动时须克服静摩擦力 b）静止状态的传输带 c）起动频率及其持续时间

（1）物理过程 变频器的框图如图4-28所示，电源的三相交流电首先经整流桥整流成直流，然后又经逆变桥逆变成频率和电压都可调的三相交流电。在直流回路里，有一个储能元件，就是滤波电容器C。因为电动机在起动时发生冲击电流的时间极短，滤波电容器上储存的电荷足可以提供所需的电流，而不必要立刻向电源去索取。

（2）能量关系 你方才已经提到，变频器的输出频率下降时，输出电压也要一起下降。变频器输出侧的视在功率

而变频器输入侧的视在功率：

根据能量守恒的原理，有

U_SI_S≈U_MI_M

如你所说，起动频率只有6Hz左右，所以，变频器的输出电压也是很低的。

U_S＞U_M

所以，在低频的情况下，变频器的输入电流要比输出电流小得多。

I_S＜I_M

总而言之，在起动频率下起动时，电动机侧是有冲击电流的，但电源侧则并无明显的反映。”

图4-28 变频器框图

小李又问：“起动频率还有一个‘持续时间’，起什么作用？”

张老师说：“大体上说，预置持续时间有两种情况：

第一种情况，如你所画的图4-27b所示，传输带在静止状态下，是比较松弛的，起动频率的持续时间可以让传输带以很低的速度将传输带缓慢地绷直。

第二种情况，对于一些惯性较大的负载，动起来以后立即升速，比较困难，先在低速下运行一个短时间，有利于升速。这种情况下，持续时间可以稍长一些。”