交流电动机并网控制器在建筑电气中的应用

　　交流电动机是广泛用于各领域的重要动力设备.电动机数值可观的启动电流及其对供电系统的影响长期困扰着人们，传统的各种启动方式都有这样或那样的弊端。自变频调速器问世以后，交流电动机的软启动很好地解决了这一问题但当前大量出现的问题是电动机升速到接近额定转速切换到电网电源过程中，常常造成很大的冲击并引起电动机保护跳闸，使切换失败。交流电动机并网控制器很好地解决了这一问题，实践证明电动机的电源切换是能无扰动平滑切入电网的。

　　1 前言

　　交流电动机广泛用于国民经济的各个领域，特别是同步电动机更以其很高的节能效率及能向电网提供无功功率受到人们的青睐。然而异步电动机可观的启动电流，以及同步电动机不具备自行启动能力的缺陷一直困扰着人们。变频调速器的问世成功地解决了这两个问题.即用零启升速的软启动方式完全消除了启动电流及同步电动机启动难所带来的问题。但变频调速器作为启动电源带来了新的问题，即当电动机软启动升速到接近额定转速时，需要实施电动机的电源切换.即从变频调速器供电切换到电网供电。

　　而长期以来人们所使用的切换方法导致电动机经常受到极大的冲击.甚至诱发电动机保护动作使切换失败。究其原因.是人们忽视了电源的切换必须遵循交流电机同期(或同步)三准则的，即必须在变频电源与电网电源的电压、频率相近时捕捉两电源电压相角差为零的瞬间完成电源切换。而当前普遍流行的切换方式却忽视了最重要的相角差条件，这是损害电机的重要原因。例如，当今不论在水厂还是在建筑物中的恒压供水系统，常用的控制模式就是根据水压的变化，通过变频调速器按用水量及水压的大小依次将水泵启动.切人工频电网，或是按总的供水量切除多余的水泵。而每次在将水泵切人工频电网时都难以避免设备受到电磁力的冲击，甚至跳闸。在石油、化工、电力、机械制造等行业都有类似情况，这是应予以重视并彻底根除的大面积技术缺陷问题。

　　2 电源切换过程描述

　　图1给出了交流电动机电源切换的示意图.变频调速器的三相输出电源Us，及电网电源Us分别经自动转换开关ATS给电动机供电。启动程序是：变频调速器按预先设定的升频及升压方式，通过ATS开关使电动机逐步由零升压及升频，并网控制器实时监测Uv，及Us的频差、压差及相角差， 当变频器输出电压Uv，与电网电源电压Us的频差△f及压差△f/达到预先设定的值时，并网控制器将在相角差△δ到达0°之前，即相当于ATS开关固有合闸时间tk 的瞬间，对ATS开关发出切换控制命令，实现电源无扰动切换。考虑到在ATS开关切换过程中， 电动机将会在相当于开关合闸时间t 的时段内失去电源而进入惰转减速状态，因此，并网控制器应具备计及这一因素的自适应功能。也就是要考虑在切换过程中控制器测量到的△f及△U值会有一定程度的增加，发出切换命令的提前控制角要向增大方向作一定的修正。