关于变频器输出端连接开关的探讨

《拙见》一文指出：“变频器输出端不允许接开关来控制电机停车、运转和正反转”，这个问题确实是变频器应用人员应该慎重考虑与解决的。一般说来，变频器的使用手册和相关的技术资料中均不推荐、不建议在三相电源与变频器之间、变频器与电动机之间使用接触器等电器开关，如果使用，则应在设计电路时给以充分考虑，采取必要的技术措施，保证系统能够长期安全运行。但这并不是说这些位置绝对不能使用电器开关．多个出版社出版的由资深专家编撰的关于变频器应用的资料书籍以及变频器生产厂家推荐的应用图集中。都可看到变频器输出端连接接触器来切换电动机运行的实例，况且杨德印先生的《变频器实用技术问答(六)》(以下称为《正反转》)原文是在切断变频器输出后才使相关接触器主触头断开的，并不会出现陶波先生分析的那样“开断是一种电流过渡过程，在这一过程瞬间会产生瞬态过电压”，“理论计算瞬间会产生1万伏电压”。达到“足以击穿模块”的程度。因此得出结论《正反转》原文方案是不可行的。
笔者分析如下：

1．《正反转》原文电路方案分析

欲使电动机正转，按一下原附图中的正转按钮SB1．中间继电器：KA1动作吸合，并经触点KA1-1自保持；KA1的触点KA1-4接通变频器的FWD和COM端，使变频器启动，其U、V、W端有电压输出；KA1的触点KA1-3使时间继电器KT的线圈得电。待其延时闭合接点KT1-2闭合后，接触器KM1线圈得电吸合并自保持。这时接触器KM1的主触点闭合，电动机开始正向运转。如果需要反转运行。按一下停机按钮SB3(这是反转前必须进行的操作)，这时中间继电器KA1释放，其触点之一KA1-4断开。向变频器发出停机指令，变频器可在1ms时间内关闭其输出端。这种说法的依据是什么呢?我们知道，所有变频器的输出电压，都是经过脉宽调制后的系列脉冲波，这个系列脉冲波的载频可以通过变频器的“载波频率”参数进行设置．通常其调整范围为3kHz～15kHz，现按10kHz计算。则变频器输出波形的载波周期为0.1ms，亦即变频器可在接收到停机指令0.1ms时间内关闭其输出电压。而正转交流接触器KM1主触点的释放要晚几十毫秒．即中间继电器KA1的触点KA1-3断开时间继电器KT线圈供电．KT的触点KT1-2断开接触器KM1线圈供电，之后接触器的主触点才能断开，显然需要若干毫秒的时间，这样就不会出现《拙见》一文分析的那样“瞬间会产生1万伏电压”，并“足以击穿模块”．因为接触器KM1主触点断开时变频器的输出端已无电压输出。

《正反转》原文电路的其他工作过程分析因与本文讨论的主题无关，此处从略。

2．《拙见》一文公式引用不当

《拙见》一文引用高等教育出版社《电路》一书中的公式来佐证瞬态高压的产生，并拿这个高压去“击穿模块”．似有鞭长莫及之嫌。假如在变频器有正常输出的情况下用接触器切断变频器与电动机之间的连接，确实会产生一定的高压，但这个高压是由断开的接触器主触点承受的，并不会去“击穿模块”。况且计算时引用的数据未经严密考证，计算结果未必可信。另外，如果变频器输出端与电动机之间的开关断开能使模块击穿，那么变频器的逆变元件IGBT管工作时始终以载波频率导通与截止。会不会遭到“击穿”的厄运呢?IGBT管从导通到截止与接触器主触点由闭合到断开所产生的后果有多大区别呢?因此，《拙见》一文提出的观点并不成立。

3．一个应用实例

图1是成都森兰变频器制造有限公司SB12系列变频器使用手册中推荐的一个应用电路，下面摘录的是使用手册中关于这个电路工作过程的说明。

SB12S变频器一拖多(一拖多即用一台变频器拖动多台电动机——摘者注)工作状况说明，在变频器直接一拖多时(如图2一拖3)，一拖多扩展单元接收1K1输出的高电平信号，K11闭合，1号电动机首先变频启动，当变频器运行到切换频率上限时，如果压力低于设定压力(使用手册介绍的是在恒压供水中的应用——摘者注)，该电动机由变频切换到工频(K11断开，K12闭合)，同时变频器输出频率迅速下降到0，如果压力仍低于设定压力，K21闭合，变频起动下一个电动机，如果压力始终低于设定压力。将2号电动机切换到工频运行……

从以上摘录的使用手册片段可见，变频器与电动机之间是可以用开关设备对电动机进行运行切换的，并不像陶波先生分析的那样瞬态高压会击穿模块。用一句通俗的话来说，在有电感接入的串联电路中，谁将电路断开。谁就将承受断开时电感产生的瞬态高压。在本文讨论的电路中，承受瞬态高压的是接触器的主触点。而不是变频器的功率模块。