二、变频器启动技术的应用
变频器技术是优于星--三角和滑环启动的电机启动技术，它从电机启动到正常运行再到停机的每一循环中，对转速、扭矩和功率等所有相对变量进行精确控制，实现无级调速。同时，还提高设备可靠性，减少维护工作量，节约电能，降低生产成本。
2.1 变频调速控制方式
众所周知，变频器是利用电机转速和电源频率的线性关系将50Hz的市电整流和通过CPU产生6组脉宽可调的SPWM波控制三相的6组功率元件导通/关断，将电压、频率可调的三相输出电压实现逆变转换为频率可调的三相电源。原理上讲，交流电机有改变极对数、调节转差率、改变供电电源频率三种变频调速方式，但比较成熟的变频调速方式有v/f 控制、矢量控制和直接转矩控制三种。
v/f 控制 是初期变频器采用的主要方式，结构比较简单，它以通过电机的气隙磁通恒定不变为理论基础建立控制模型，这与实际电路中存在定子电抗压降，在电机低速运转（感应电动势较小）时定子阻抗上的压降更不能忽略的事实不能一致。为了保证电机在低速区域运行时有较大的输出转距，必须进行压降的适当补偿。这种缺陷的物理模型造成其开环控制精度低，动态特性差，低速区电压调整困难，调速范围较窄。所以，只适用于对控制性能要求不太高的通用变频器和要求不高的设备场合。
矢量控制（VC） 由于交流电机具有电压、电流、频率、相位多变量输入和磁通、转矩等多变量输出的耦合特性，磁通不能单独控制，对电压、电流的调节会同时影响磁通和转矩。所以矢量控制借鉴直流电机产生转距的机理，控制检测定子电流分解的转矩和磁场两个分量的大小和相位（即定子电流矢量），并通过控制定子绕组上的电压频率的变化，使励磁电流（或者磁通）和转距电流的指令值和检测值达到一致，实现正交或解耦控制。矢量控制原理复杂，精度高，比v/f 控制输出转矩特性好。
直接转矩控制（DTC） 按照瞬时空间矢量理论，通过检测的定子电压和电流与给定值的差值计算比较来实现磁链和转矩的控制，省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算，也不需要模仿直流电动机的控制和为解耦而简化交流电动机的数学模型，具有易于实现无速度传感器化的优点。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，控制思想新颖，系统结构简洁，动静态性能优良，得到了迅速发展。目前，该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。但由于依赖于精确的电机数学模型和自动识别（Identification简称ID）的限制，也存在着大功率时低频转矩脉动大的缺点。
2.2 ATV系列变频器特点与应用
随着技术的不断发展和社会需求的提高，ATV变频器产生了ATV11、ATV31、ATV38、ATV58和ATV68系列产品，并在输出频率、开关频率、安全特性和电机保护方面基本保持一致；在速度范围、制动力矩、瞬时过力矩、功率和使用范围方面，都有不同程度的提高。东华水泥5000t/d生产线的煤磨选粉机、配料站板喂机和原料磨选粉机全部采用施耐德生产的ATV系列变频器控制，情况如表2所示。
表2： 东华水泥变频器应用情况
变频器型号 使用地点 使用设备 使用电机性能参数 变频器最大功率(kW) 生产 厂家
额定 功率 额定 电压 额定 电流 电机 极数 启动 电流 启动 时间
ATV38HD79N4 煤磨 煤磨选粉机 55kW 380V 111A 8 152A 20S 75kW 施耐德
ATV58HD11N5 配料站 硫酸渣板喂机 3kW 380V 7A 6 9.2A 3S 4kW 施耐德
ATV58HD16N4 配料站 煤矸石板喂机 7.5kW 380V 15.5A 4 18.7A 3S 11kW 施耐德
ATV58HV72N4 配料站 砂岩板喂机 7.5kW 380V 15.5A 4 18.9A 3S 11kW 施耐德
ATV58HD33N4 配料站 石灰石板喂机 18.5kW 380V 36.5A 4 42.3A 10S 22kW 施耐德
ATV68C43N4 原料磨 原料磨选粉机 250kW 380V 434A 4 687A 45S 315kW 施耐德
