图10-19 高压异步电动机变频启动的切换

图10-19 是 ROSS HILL 公司高压变频器用于某大型泵站抽水系统的切换控制线路，两台变频器（6000 V、1800 kW）互为热备，对 8 台水泵电动机进行软启动与调速运行。因是高压大功率电动机，变频器低速下启动力矩与达到额定转速后的工频同步切换技术是关键，ROSS HILL 的 VFD 变频装置具成熟技术与功能。具体启动与切换过程：

（1）选择用来启动的变频器，如 VFD1。

（2）选择应启动的电动机（如 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 VFD1。

（3）VFD1 被选择一台准备运行。

（4）VFD1 闭合其连至 L 总线的接触器 K01。

（5）VFD1 闭合被选电动机 M1 的启动接触器 S21（此时主线接触器 S11 必须处在断开位置）。

（6）VFD1 开始以低频（2 Hz）低幅值交流电流提供给电动机；因电动机静止，相对同步转速下的 50 Hz，电动机具有普通异步电动机 4% 滑差下的特性。

（7）因异步电动机转矩与电流均正比于滑差，VFD1 在预设加速度下增加提供给电动机的启动电流，当电动机力矩超过水泵静态阻力矩后电动机开始旋转。

（8）电动机在 VFD1 控制下线性加速，直至达到额定转速、额定电压与频率（50 Hz）。加速时电动机压频比 U/f=6600/50=132 保持不变，使电动机保持在规定定子磁通密度下运行、避免电磁饱和，维持超过 100% 启动力矩。

（9）当电动机频率与电压达 100% 额定值后不再改变，此时驱动力矩与负载力矩平衡，连接在 V 总线上电动机电压的频率与电源（V 总线）频率相等、但相位不一定相同，电动机进入同步控制阶段。

（10）接触器 S11 两端电压是电动机电压与工频电源电压之差。二者同相时端电压取差值、为最小值；反相时取和、为最大值。电动机电压相位与工频电源电压相位关系可通过电动机转矩微小变化作瞬间调整、前移或后移——电动机转矩瞬时减小造成转速减小（因驱动转矩小于负载阻力矩），反之亦然。

（11）在电动机电压与工频电源电压相位相同的瞬间，主线接触器 S11 端电压为最小值，此时控制该接触器闭合，然后使启动接触器 S21 断开，电动机由 VFD1 驱动变为工频电源驱动。

（12）VFD1 停止输出、频率降到零，准备启动下一台电动机。

上述过程由 VFD1 接到控制系统电动机启动信号后自动进行，不需人为干预。该系统一般只用于电动机软启动、无需用于停止，停止只要从工频电源上直接断开接触器即可。系统可选一台电动机作调速控制，此时该电动机放在最后启动、且不再切换回主电源。