一、小功率变频器的异步切换

图1所示的系统用于新疆某棉花加工厂四台风机组成的一个工序中，四台电机的功率均为55KW，变频器（VFD）通过接触器K₁₁、k₂₁、k₃₁、k₄₁分别控制控制四台电机；同时接触器K₁₂、k₂₂、k₃₂、k₄₂又分别将电机连接至主电网（见图1）。变频器可以对四台电机中任一台实行软起动，在起动到额定转速后将其切换到主电源。

图1 变频器一控四的异步切换

以电机M₁为例，首先K₁₁闭合，风机由变频器恒流起动，当到达50Hz同步转速后，K₁₁断开，K₁₂吸合，电机M₁转由电网供电。以此类推。变频器继续起动其他电机。如果某台电机需要调速，可安排到***后起动，不再切换至电网，由变频器驱动调速。

本系统的切换中，对变频器的保护是切换控制可靠运行的关键。系统中分别采用了硬件和软件的双重保护。系统采用日本安川公司的变频器VS616G5，在硬件连锁中，充分利用了安川变频器的多机能输入、输出接点。起动过程中，首先判别变频器是否有零功率信号，以次保证电机必须由零功率开始升速。为减少电流冲击，必须在达到50Hz时才可切换至电网。K₁₁断开时，必须首先保证变频器没有输出，K₁₁断开后，才能闭合K₁₂，K₁₁和K₁₂不可同时闭合。控制过程可用PLC执行，通过PLC程序实现软件连锁。

二、高压异步电机变频起动的切换

图2 高压异步电机变频启动的切换

图2是ROSS HiLL公司的高压变频器用于泰国某大型泵站抽水系统的切换控制线路，两台变频器（6000V，1800KW）互为热备，对八台水泵电机进行起动和切换控制。由于是高压大功率电机，所以变频器在低速下的起动力矩和达到额定转速后的工频同步切换技术是关键，ROSS HILL的VFD变频装置具有这方面的成熟技术和线路。具体起动和切换过程如下：

1、选择用来起动的变频器，如变频器VFD₁。

2、选择应起动的电机（如电机M₁），选择过程可由工人或自动作出，由上位机将选中信号发送至变频器VFD。

3、从VFD₁和VFD₂种选择一台准备运行（如选择VFD₁）。

4、VFD₁闭合其连至V总线的接触器K₀₁。

5、VFD₁闭合被选电机M₁的起动接触器K₂₁（此时主线接触器K₁₁必须处在常开的位置）。

6、VFD1开始以低频（2HZ）低幅值交流电流提供给电机，由于电机静止，相对于同步转速下的50Hz，电机具有普通异步电机的4%滑差下的特性。

7、由于异步电机的转矩和电流均正比与滑差，VFD将在预设的加速度下增加提供给电机的起动电流，当电机力矩超过水泵的静态阻力矩后，电机开始旋转。

8、电机在VFD的控制下线性加速，直至达到电机的额定转速、额定电压和频率（50Hz）。加速时，电机的压频比V/f=6600/50=132保持不变。这使电机保持在规定的定子磁通密度下运行、避免电机的电磁饱和，维持超过100%的起动力矩。

9、当电机频率和电压达到100%额定值后不再改变，此时电机的驱动力矩与负载力矩达到平衡，而连接在V总线上的电机电压的频率与电源（L总线）的频率相等，但相位不一定相同，电机进入同步控制阶段。

10、在断开的接触器K₁₁两端的电压是电机电压和主线电压相位关系的指示。当电机电压与主线电压同相时，端电压取两者的差值，为***小值；当电机电压与主线电压反相时，端电压取两者之和，为***大值。电机电压相位与主线电压相位的关系可以通过电机转距的微小变化作瞬间调整，前移或后移。电机转距的瞬时减小造成电机速度的减小，因为此时电机驱动转距小于负载阻力矩；反之亦然。

11、在电机电压和主线电压相位相同的瞬间，主线接触器K₁₁的端电压为***小值，此时控制该接触器闭合，然后使起动接触器K₂₁断开，于是电机由VFD驱动变为主线驱动。

12、VFD₁停止输出，频率降到零，准备起动下一台电机。

应当指出，上述所有过程由VFD在接到上级机发来的电机起动信号后自动进行，起动过程中不需人为干预。

该系统一般只用于电机的软起动，一般无需用于停止，停止只要从主线上直接断开接触器即可。系统可选择一台电机作调速控制。此时，该电机放在***后起动，并且不再切换到主电源。

传动单元检测到异常事件，使用下列方式进行显示：

1：传动单元柜体上的绿色或者红色LED指示灯。

2：控制盘上的LED指示灯（如果装有控制盘）。

3：控制盘显示屏（如果装有控制盘）。

4：故障字和报警字。

显示形式取决于事件的严重程度。用户可以定义事件的严重程度，使传动根据事件的严重程度做出不同的反应：

1：忽略该事件信息。

2：报告报警信息。

3：报告故障信息。

红灯亮——故障

传动监测到一个严重的问题或者故障之后，可能会作出下列反应：

1：点亮传动单元上的红色LED指示灯（LED亮或者闪烁）。

2：在故障字参数（0305到0307）里设置对应位。

3：控制盘显示故障代码。

4：电机停止（如果正在运行）。

 控制盘上的故障代码显示时暂时的，按下列任何一键可清除故障信息：MENU（菜单）、ENTER（进入）、UP（上）或者DOWN（下）。如果故障依然存在，故障信息会在几秒钟后再次出现。

绿灯闪烁——报警

 不太严重的错误，称为报警，诊断显示是建议性的。出现不太严重的错误，传动单元通常用下列方式报告发现异常：

１：传动单元上绿LED指示灯闪烁（不适用于来自控制盘操作错误引起的报警）。

２：报警字参数（０３０８或０３０９）的相应位。

3：利用控制盘查看报警代码和信息。

几秒钟后报警信号会从控制盘上消失。但是只要报警情况存在，报警信息将周期性的返回到控制盘上。
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