BG-1 电动机变频/工频自动转换监控器（下称自动转换监控器）能自动捕捉最佳切换点并执行切换操作、使切换瞬间最大电流峰值不超过电动机额定电流 2 倍（I_e′≤I_e）。

（1）差频同相的概念：使变频器输出频率与工频频率完全相同十分困难，若在两者频率间保留一定差值（△f）情况下“捕捉”同相点则容易实现。因在频率不相等情况下“捕捉”同相点、故称差频同相。其基本出发点是：当变频器输出频率与电源频率存在差异时，两者同相点之间将不断做相对移动（如图3-31），故在差频同相时十分利于捕捉同相点、使捕捉工作更简单可靠。

图3-31 变频器的输出频率与电源频率波形图

（2）差频同相的实施：图3-32 表明，变频器与电源频率差越小、同相点相对移动速度越慢、捕捉同相点越困难。为此自动转换监控器设置一个频段陷阱（50±△f）Hz，即要求切换时变频器输出频率与电源频率间应有一个频率差 △f，可通过预置上限频率实现（例如上限频率预置 49.6 Hz 则 △f=0.4 Hz）。

图3-32 变频器与电源的频率差示意图

（3）切换工作过程：变频器运行频率达到上限频率并经确认时间、确认需要切换时，控制系统向自动转换监控器发出切换指令；监控器得到指令后立即开始捕捉同相点。捕捉到同相点时便使变频器输出为零、同时断开电动机接于变频器侧开关，并延时 100 ms 后接通电动机工频电源侧开关，切换完成。

（4）关于切换时间（100 ms）：由表3-6 可知电动机接于变频器侧开关切断后 100 ms 瞬间、电动机转速在额定转速 86.7% 以上、满足切换转速不低于 80%n_e 要求。100 ms 是电源电压 5 个整周期；按变频器上限频率 (50-0.5=49.5) Hz 计其周期为 20.2 ms，又按表10-3 中最坏情况（τ_p=0.7 s）计算、100 ms 时电动机转速为上限转速 86.7% 时定子绕组电动势周期是 23.5 ms；周期大小随转速下降而逐渐增加，为简便取 5 个周期平均值 20.86 ms、5 个周期总时间 104.3 ms，即电源电压与定子电动势间 5 个周期内时间差 4.3 ms。第 5 周期相位差 △φ=ω×△t=0.43π=77.4°。实际上大多数情况下 τ_p 大于 0.7 s、△φ 要小得多。为减小 △φ，捕捉到同相点后可适当增加提前量（如图3-32），切换瞬间十分接近同相点。因第 5 周期 t5 与工频电压周期 t0 差别不大、当其中一相相位对齐时各相相位差也不会太大（如图3-33）。

图3-33 工频电压与变频器输出电压三相波形图

设置频段陷阱注意事项：①陷阱宽度——陷阱越宽同相点相对移动越快、捕获率越大，但第 5 周期相位差越大、产生较大切换电流可能性也越大；陷阱越窄切换电流越平稳、但同相点相对移动慢、捕获率降低甚至捕获不到，实践表明陷阱宽度 △f=±0.5 Hz 较适宜。②分辨率——若陷阱区间内出现两个或多个相位重合点，应能准确分辨出最佳切换点。③灵敏度——捕捉同相点必须解决捕捉灵敏度、及时捕捉到同相点。