《变频器世界》小孙学变频 | 变频器的加速与启动（下）

三、变频调速系统的加、减速及保护功能

2 变频器的加速与启动（下部份）

还有什么问题？” 小孙瞧了瞧他的单子，说： 

“第四个问题，厂里有一台带式输送机，从0hz开始启动时，完全启动不起来，大约到10hz时才突然动起来了，因为加速度太大，传输带上的半成品，常常晃动，有没有办法解决？” “我们先来分析一下产生这种现象的原因，”张老师边说边在纸上画了起来，如图3-16（a）所示。接着说：“带式输送机一类的阻转矩主要来自皮带与滚轮之间的摩擦力。而静止状态的静磨擦系数是大于动磨擦系数的，就是说，从静止状态开始启动时的阻转矩要比运行过程中的阻转矩大一些。

为了克服这刚启动时的静磨擦转矩，需要有一点冲击力，使它动起来。具体方法就是预置一个启动频率fs，如图（c）所示，使启动瞬间有一点突加的电磁转矩，有助于使机器动起来。”

“启动频率以多大为好呢？”小孙问。

 “有关资料表明：当fs＝4hz时，启动转矩大约为额定转矩的60%；当fs＝6hz时，启动转矩大约为额定转矩的80%；当fs＝8hz时，启动转矩大约为额定转矩的100%。用户可以根据具体情况进行预置。 除了预置启动频率外，还需要预置一个启动频率的保持时间ts。这是因为，传输带在静止时处于松弛状态，如图（b）所示，如果让启动频率fs保持一个短时间ts，使皮带以很低的速度伸直，这对于延长皮带的寿命是很有好处的。”

 “第五个问题，我们有一台风机，周围自然风挺大，在不开机的时候，叶片常常快速反转。结果，启动电流较大，有时甚至一启动就跳闸。另外，这台风机的加速时间要30s才不会过电流跳闸。领导总说启动时间太长了，要想办法缩短。有办法么？”

“先解决第一个问题，”张老师说着，找出了图3-17，然后说：

 “变频器针对风机在自然风作用下反转的问题，专门设置了‘启动前直流制动’功能，就是说，在启动前，向电动机绕组里通入直流电流，使转子迅速停止，然后再启动。启动前直流制动的目的，是保证电动机在零速状态下启动。

 再解决第二问题，我们曾经说过，风机属于二次方律负载，它的机械特性方程如式（2－15）： tl＝t0＋ktnl2 机械特性曲线如图3-18（a）中之曲线①所示。由图可以看出，低转速时，其阻转矩是很小的。一直要到40hz以上运行时，阻转矩才超过额定转矩的70%。

再看你们所预置的加速时间，从40hz到50hz，用了不到15s的时间。就是说，在15s时间内，从40hz加速到50hz，是不会跳闸的。

 现在，我们把加速过程分成两段，在40hz以下，只用10s就可以了；40hz以上，采用s形加速方式，频率越高，加速越慢，仍用15s从40hz加速到50hz，总的加速时间只用了25s。 

这种加速方式称为半s加速方式。在进行功能预置时，除了预置加速时间为25s外，还需要预置‘加速结束阶段s字时间’15s。” 

“那还有‘加速起始阶段s字时间’吗？”小孙问。 

“当然有啊。例如，对于一些惯性较大的负载，在起始阶段，加速就要缓慢一些，如图3-19（a）所示，这也叫半s加速方式。

除此以外，象电梯这样的负载，因为人在电梯里，对于加速度的变化是十分敏感的。所以，在电梯运行起始阶段的加速过程，以及快到某一楼层时结束阶段的加速过程，都应尽量地平缓。为此，变频器设置了‘s形加速方式’功能，如图（b）所示。在预置s形加速方式时，除了预置所需要的加速方式外，还应预置起始阶段和结束阶段的s形时间，如图中之ts1和ts2所示。还有问题吗？”张老师看了看小孙的笔记本问。

 “还有两个，”小孙有点不大好意思似地，说：“第一个是，有的说明书上有一个‘预励磁’功能，说是可以增加启动转矩，是怎么回事？” 

“因为定子电路是一个大电感电路，如图3-20（a）所示，电流是按指数规律增长的，如图（b）中的曲线①所示。就是说，励磁电流的建立是需要时间的。此外，铁心又有磁滞和涡流（涡流也是一种感应电流，也会阻碍磁通的增长）效应，因此，磁通的增长又要缓慢一些。这就影响了电磁转矩的增长速度。‘预励磁’是在启动时事先在磁路内建立磁场，从而起到了增加启动转矩，加快启动过程的作用。”

小 孙 的 笔 记 

1.启动频率主要用于克服某些负载的静摩擦力。

2.s形加速方式主要用于在加速的起始阶段或终了阶段需要减缓加速过程的场合。

3.启动前的直流制动用于保证系统的零速下启动。