CN103904955B - 软起动等效正弦分频控制方法和控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种软起动等效正弦分频控制方法，包括如下的步骤：分频角度初始化，确定分频的初始角度并根据电机旋转方向选择正向序或者负向序；选择分频系数N，确定对应分频系数N的等效正弦系数K_PN；按照16、13、10、7、4、3、1的顺序依次选择分频系数N，对每一个分频系数N执行分频软起动过程直至所有的值执行完毕，所述分频软起动过程基于分频系数N和等效正弦系数K_PN。本发明还揭示了一种软起动等效正弦分频控制装置。

Description

软起动等效正弦分频控制方法和控制装置

技术领域

本发明涉及电动机控制技术领域，更具体地说，涉及一种用于异步电动机起动的软起动等效正弦分频控制方法和控制装置。

背景技术

异步电动机的电子（固态）软起动器是一种集软起动、软停机、节能和多功能保护于一体的电机控制装置。相比于传统的起动装置，它具有起动冲击小、保护电网、起动可重复性、成本低等优势，在各种工控场合得到了广泛的应用。

目前市场上在售的电子软起动器都是采用电压斩波的控制方式，通过调节给电机定子电压的大小来实现软起动（电压控制方式）。在降低电压起动的同时，虽然起动电流减小，但是起动转矩减小的更多。传统的软起动方法是降压起动，不可避免的使转矩减小了。在某些应用中，电机需要带重载起动，这种情况使用传统的方式软起动电动机较为困难。因此传统的软起动方式只能应用在电动机起动转矩在额定转矩的60％以下的情况。当电机在超过60％的重载或额定负载起动时，普通的电压控制调节方式就不能完成这一目标，因为根据电机转矩特性：转矩与电压成正比，重载电机起动时所需励磁转矩较高（一般要超过额定转矩），而电压控制方式中只控制电压幅值这一个向量，电压与转矩成正比关系，造成在重载电机起动时失败。

在电动机带重载启动下使用传统的软启动方法，起动比较困难。从电动机转矩表达式中可以看出，电动机的起动转矩与频率成反比，如果在降压的同时也相应的降低电源的频率，则可以实现启动高转矩。

上述公式中U₁为电机定子电压，f₁为电机定子频率。

由于分级变频软起动器的主电路拓扑结构同一般软起动器一样，同时由于晶闸管是一种半控器件，因此，并不能如同变频器一样实现输出电压频率连续变化，它只能产生工频的几分频（即工频的几分之一），使频率分步离散地增加。虽然电压下降了，但同时频率也下降了，所以总的说来转矩比单纯的降压起动提高了，改善了软起动器控制电动机低速时的转矩，使电动机在低速运行时，电流较小，转矩较大，所以采用分级变频的软起动器可以使电动机带较重的负载起动。此外，分级变频方式可以实现软停车，此时可按相反的顺序进行；而且分级变频控制也可以使软起动器输出负相序电压，使电动机处于电磁制动状态。

目前，对离散变频控制方法的使用大都是处于理论仿真和研究阶段，还没有任何厂家能够把其应用于实际产品中。

降低电源供电频率的方法有两种。一种是采用变频器，使用它的无级变频功能可以获得优良的起动性能，能够使起动平滑、稳定，并且可以提供1～2倍额定转矩的起动转矩，特别适用于重载起动。但是变频器造价高昂，仅仅用在电动机的软起动性价比较低。另一种方式是分级变频软起动方式，该种方式在不改变传统电动机软起动器主电路结构的基础上，采用新的控制算法提高起动转矩。因此，该种方式更适用于电动机的软起动应用。

分级变频控制方法在电动机起动过程中，通过控制三组反并联晶闸管的触发角，以工频50Hz为例，使电压频率从一个比较小的初值逐级增大至50Hz，从而提高低电压时的转矩。分级变频软起动器的主电路拓扑结构同一般软起动器一样，由于晶闸管是半控型器件，这样软起动器不能如同变频器输出连续的电源频率，它只能产生工频的分频（即工频的几分之一频率）。使供电频率分步离散的增加，如3.125～3.846～5Hz～7.143Hz～12.5Hz～16.67Hz～50Hz。虽然该方式下电压下降了，但同时频率也下降了，所以转矩比单纯的降压起动有了明显的提高。同时改善了软起动器控制电动机低速时的转矩，使电动机在低速运行时电流较小转矩较大。

在改变输出频率的同时，考虑电机磁通饱和等因素，参照变频器VVVF调速控制策略，将软起动器在分频的同时改变输出电压幅值，这样可以避免电机饱和，同时使电机在软起动和软停车时具有一定的调速性能，即等效正弦控制方式。

传统的等效正弦控制方式，通过计算机仿真计算晶闸管的触发时刻，模拟各种负载和工况下的运行条件，把触发时刻写入到微控制器的程序代码中进行控制。传统软起动方法在重载或满载起动时会发生起动失败问题，这大大限制了软起动器的使用范围，等效正弦分频控制方法在理论上可以比较好地解决这一问题，但实际上晶闸管的触发时刻往往只能通过试凑方法来解决，而根据标准和技术要求：在限流倍数为4.5倍额定电流的情况下，软起动的起动时间为10s。以50Hz的电网为例，这需要触发晶闸管3000次（三相，上下半波），这样的触发如果只是通过试凑方式来解决，其效果可想而知，因此分频控制方法在实际中一直没有得到很好的应用。

例如，申请号为CN200410043751.8、公开号为CN1599230，题为“交流感应电动机离散变频启动系统及其启动方法”的中国专利申请揭示了一种交流感应电动机离散变频启动系统及其启动方法。交流电通过(1)、(2)与(11)的输入端相接，(1)的输出端接(3)的输入端，(2)的输出端接(5)的输入端，(2)的控制端接(4)的输入端，(1)的输出端接(6)的输入端，(3)、(4)、(5)、(6)的输出端分别接(7)的输入端，(7)、(8)、(9)、(10)的互相数据连接。步骤是：程序初始化(01)，检测初始续流角(02)，设置各离散变频频率的触发角使最小触发角大于初始续流角(03)；16分频触发子程序(04)，13分频触发子程序(05)，10分频触发子程序(06)，7分频触发子程序(07)，4分频触发子程序(08)，软启动子程序(09)。本发明能使三相交流感应电动机在带重载、满载时正常起动。该专利申请对离散分频软起动控制的理论和实际应用做了介绍，其中对离散频率的选取、不同频率的切换和等效正弦控制三方面进行了研究和探讨，但在实现方式上，在各个频率的触发时刻仍然通过仿真试凑方法，实际应用只能根据特定功率等级电机进行试凑，不能大范围推广，不适合系统的开发和应用；另外，其4分频起动直接切换软起动易发生转速跌落、转矩振荡，可能造成起动失败。

申请号为CN200510041638.0、公开号为CN1808881，题为“一种采用分级交－交变频方法的高转矩软起动器”的中国专利申请揭示了一种采用分级交－交变频方法的高转矩软起动器，其不仅可以减小起动电流，提高起动转矩，还可以实现真正的软停车及使电机短时工作在低速运行和反转制动状态。本发明在起动过程中既改变电压也改变频率，采用分级交－交变频方法，频率分多级提升，实现平滑升速软起动，采用半波交－交变频方法，频率离散地分8级提升，由f/16→f/13→f/10→f/7→f/4→f/3→f/2→f(50HZ)→并网运行，采用正相序平衡的分频等级以及正转矩最大的相位组合，实现软起动器的平稳升速，采用集成电路进行相序识别，即识别输入电压是正相序还是负相序，实现对晶闸管的正确触发，采用三相触发脉冲列相位控制电路，产生三相六拍调制脉冲信号。该专利申请对离散分频的基本原理进行了介绍，专利在理论方面介绍过多，没有对控制策略给出具体方法，如专利并没有介绍实现等效正弦控制的方式方法，而且其检测功能需要外部辅助硬件，增加了系统成本，不适合产品开发和大规模应用。

申请号为200780011373.7，公开号为CN101411052，题为“有级变频电机软启动方法及装置”的中国专利申请揭示了一种跳波式有级变频无级调压电机软启动方法及装置，用于交流电动机工频电源供电的情况下进行大转矩启动及及在较重负载情况的安全启动。该方法是通过控制系统产生的触发信号，作用于接在电源和电动机之间的五组反并联晶闸管阀组，使其在设定频率下，按照设定的顺序，使五组反并联晶闸管阀组中的一对晶闸管导通，通过对晶闸管阀组的控制，以跳波的方式完成电动机从静止到全速的启动，来实现电动机转矩最大化，使电动机完成从静止到全速的启动。该方法可使启动转矩提高到传统降压电机软启动的十余倍，启动电流控制在二倍额定电流左右，成本仅为同类变频器的20％-25％。该专利申请揭示的方法通过控制产生触发信号，作用于五组反并联晶闸管，使其在设定频率下，使五组反并联晶闸管中的一对晶闸管导通，从而完成起动过程。此专利为达到效果，把原有的三组反并联晶闸管增加到五组，增加了系统主要硬件成本，并且控制算法本身可能会使电机产生振动。

另外一种普遍使用的电机起动方式是通过变频器控制，在频率提高到额定频率同时将电压成比例的提高到额定电压。比如申请号为200710025999.5，公开号为CN101145746，题为“基于转矩控制的变频软启动策略”的中国专利申请揭示了一种基于转矩控制的变频软启动策略，包括：采样电动机定子三相电压，并将三相静止坐标系的电压值转换到两相静止坐标系；采样电动机定子三相电流，并将三相静止坐标系的电流值转换到两相静止坐标系；通过依据交直交变频器直流环节电压和开关状态进行积分、并无需电压检测的磁链观测器进行磁链观测；通过转矩观测器进行转矩观测；进行基于磁通控制和转矩控制的软启动半导体开关算法；进行SVPWM算法，即空间电压矢量脉宽调制算法；进行处于启动状态的判别算法。本发明解决了开环型变频器在负载惯量大时启动电流大的问题，降低大惯量负载的启动电流以及预留的前端电源设计裕量，提高了其可靠性。使用变频器的缺点是由于可关断电力电子器件（如IGBT）的不可靠导致其设计复杂、装置的可靠性不高，并且装置成本较高。

此外，公开号为WO2010/052699，题为“感应电机起动方法和装置”（Method and Device for an Induction Motor Start）的PCT专利申请揭示了在软起动控制策略中加入PWM调制方式，把电机起动设定的频率和电网电压频率做调制，生成的触发脉冲去触发晶闸管，虽然频率的逐步提升，最终达到额定频率，与之对应的电压也达到额定电压，从而完成整改起动过程。此专利没有考虑到晶闸管是半控型电力电子器件，其频率不可能连续变化，只能整数分频。此外根据研究只有4、7、10、13、16等频率点可以确保系统正序运行，如果在一系列连续的频率点进行调制，电机必定会在两个方向来回振动；并且，专利在频率变化的同时也试图改变电压，在每个频率下的斩波电压却是一致的，这会导致电机过饱和从而使电机发热，同时也会增加电网端的谐波含量。

发明内容

本发明旨在提出一种能够对异步电动机进行离散分频软起动的技术。

根据本发明的一实施例，提出一种软起动等效正弦分频控制方法，包括如下的步骤：

分频角度初始化，确定分频的初始角度并根据电机旋转方向选择正向序或者负向序；

选择分频系数N，确定对应分频系数N的等效正弦系数K_PN；

按照16、13、10、7、4、3、1的顺序依次选择分频系数N，对每一个分频系数N执行分频软起动过程直至所有的值执行完毕，所述分频软起动过程基于分频系数N和等效正弦系数K_PN。

在一个实施例中，对于每一个选定的分频系数N，确定对应的等效正弦系数K_PN以及进行分频软起动过程包括：

确定分频系数N的设定运行时间T_N；

根据异步电动机的转速和给定的转矩以闭环确定等效正弦系数K_PN，或者根据实际负载以开环确定等效正弦系数K_PN；

判断在分频系数N下的当前运行时间是否小于T_N，如果当前运行时间不小于T_N，则结束对当前选定的分频系数N的分频软起动过程；

如果当前运行时间小于T_N，则根据当前选定的分频系数N对应的等效正弦系数K_PN计算触发角度；

在触发角度对应的触发时刻触发晶闸管。

在一个实施例中，根据当前选定的分频系数N对应的等效正弦系数K_PN计算触发角度包括：cosα-K_PNsin(N·α)=cos(kπ)；其中，K_PN是等效正弦系数，α是触发角度。

根据本发明的一实施例，提出一种软起动等效正弦分频控制装置，通过触发电路连接到晶闸管，晶闸管串接在电网电压和异步电动机之间，该软起动等效正弦分频控制装置包括：电网电压检测电路、电网电流检测电路、机端电压检测电路、电网电压角度计算模块、转速识别模块、分频起动触发模块和限流控制器。电网电压检测电路检测电网电压。电网电流检测电路检测电网电流。机端电压检测电路检测异步电动机的机端电压。电网电压角度计算模块连接到电网电压检测电路和电网电流检测电路，依据电网电压和电网电流计算电网电压角度。转速识别模块，连接到机端电压检测电路，依据机端电压计算异步电动机的转速，通过由转速识别模块和转矩给定构成的闭环调节器确定等效正弦系数K_PN，或者根据实际负载以开环确定等效正弦系数K_PN。分频起动触发模块连接到电网电压角度计算模块和转速识别模块，依据电网电压角度和异步电动机的转速，按照分频系数N执行分频软起动，其中分频系数N按照16、13、10、7、4、3、1的顺序依次取值，分频起动触发模块对每一个分频系数N的值计算并输出触发信号。限流控制器连接分频起动触发控制模块和触发电路，限流控制器检测异步电动机的机端电流，根据机端电流对触发信号进行限流，限流后的触发信号提供给触发电路。

在一个实施例中，分频起动触发模块包括分频系数选择器、运行时间控制器和分频触发控制器。分频系数选择器提供分频系数N，分频系数选择器按照顺序依次提供16、13、10、7、4、3、1的分频系数N。运行时间控制器确定对应当前选定的分频系数N的设定运行时间T_N，判断在当前选定的分频系数N下的当前运行时间是否小于T_N，如果当前运行时间不小于T_N，则结束对当前选定的分频系数N的过程，选择下一个分频系数N。分频触发控制器在运行时间控制器判断当前运行时间小于T_N时，根据当前选定的分频系数N确定对应的等效正弦系数K_PN，基于分频系数N和等效正弦系数K_PN计算触发角度，输出对应触发角度的触发时刻作为触发信号。

在一个实施例中，分频触发控制器基于分频系数N和等效正弦系数K_PN计算触发角度包括：cosα-K_PNsin(N·α)=cos(kπ)；其中，K_PN是等效正弦系数，α是触发角度。

在一个实施例中，分频触发控制器接收异步电动机的转速作为参考信号。

在一个实施例中，分频起动触发模块对分频角度初始化，确定分频的初始角度并根据电机旋转方向选择正向序或者负向序。分频起动触发模块接收异步电动机转矩作为参考信号。

本发明的软起动等效正弦分频控制方法和控制装置能满足电机在轻载、满载、重载等各种情况的正常起动，解决重载和满载时无法软起动、软停车的问题。本发明在一定程度上实现了转矩控制的功能，能够满足对起动和停止有转矩控制要求的特殊场合，抑制起动和停止时产生的冲击。所述方法不需要添加硬件，在原有主电路基础上，只需对软件程序进行编码，适合产品开发和大规模生产，降低企业生产成本和时间。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1揭示了根据本发明的一实施例的软起动等效正弦分频控制方法的流程图。

图2揭示了根据本发明的一实施例的软起动等效正弦分频控制装置的结构图。

图3揭示了根据本发明的一实施例的软起动等效正弦分频控制装置中分频起动触发模块的结构图。

图4揭示了等效正弦分频理论触发波形图。

图5揭示了等效正弦分频实际触发波形图。

具体实施方式

再次研究公式，

其中U1为电机定子电压，f1为电机定子频率。从该转矩公式可以看出，电动机电磁转矩与频率成反比，如果在降低起动电压的同时降低电源供电频率，则可以实现高转矩软起动。

于是，本发明提出如下的设计思路：通过软起动控制器自动计算等效分频正弦的触发时刻，避免了以往通过试凑方法计算带来的控制不准确、不能根据实际需要自由更改的问题。本发明在微控制器中根据等效正弦分频控制自动计算触发时刻，并且根据转速识别信号，改变每个周波的触发角度，从而达到等效正弦分频控制功能，并且具有一定的转矩控制功能。

该等效正弦分频控制方法的基本原则是根据面积和该时刻的基波幅值相等。分析归纳了若干数学模型及其表达式，该方法使供电频率分步离散的增加，以50Hz电网为例，从3.125(16分频)～3.846(13分频)～5Hz(10分频)～7.143Hz(7分频)～12.5Hz(4分频)～16.67Hz(3分频)～50Hz(1分频)。这样，可以使电机在同一方向旋转起动，在此基础上，每个分频点根据上述基本原则，对电压每个半波的触发过程进行计算，确保机端电压在此分频下的基波含量达到最高，从而使提高起动转矩，平滑整个起动和分频切换过程。

图1揭示了根据本发明的一实施例的软起动等效正弦分频控制方法的流程图。如图1所示，该软起动等效正弦分频控制方法100包括如下的步骤：

102．分频角度初始化，确定分频的初始角度并根据电机旋转方向选择正向序或者负向序。

104．选择分频系数N，确定对应分频系数N的等效正弦系数K_PN。

106．按照16、13、10、7、4、3、1的顺序依次选择分频系数N，对每一个分频系数N执行分频软起动过程直至所有的值执行完毕，所述分频软起动过程基于分频系数N和等效正弦系数K_PN。

步骤106中，对于每一个16、13、10、7、4、3、1中的每一个具体的分频系数值，确定对应的等效正弦系数K_PN以及进行分频软起动过程包括：

162．确定分频系数N的设定运行时间T_N。

164．根据异步电动机的转速和给定的转矩以闭环确定等效正弦系数K_PN，或者根据实际负载以开环确定等效正弦系数K_PN。

166．判断在分频系数N下的当前运行时间是否小于T_N，如果当前运行时间不小于T_N，则结束对当前选定的分频系数N的分频软起动过程。

168．如果当前运行时间小于T_N，则根据当前选定的分频系数N对应的等效正弦系数K_PN计算触发角度。根据当前选定的分频系数N对应的等效正弦系数K_PN计算触发角度包括使用下述公式进行计算：

cosα-K_PNsin(N·α)=cos(kπ)

其中，K_PN是等效正弦系数，α是触发角度。

170．在触发角度对应的触发时刻触发晶闸管。

图2揭示了根据本发明的一实施例的软起动等效正弦分频控制装置的结构图。如图2所示，该软起动等效正弦分频控制装置200通过触发电路302连接到晶闸管304，晶闸管304串接在三相电网电压和异步电动机306之间。图2中的晶闸管304、异步电动机306和三相电网电压构成软启动器电路，其中的晶闸管304采用经典的三相反并联晶闸管，晶闸管304的输入侧接入工频三相电网电压，输出侧接三相异步电动机。如图2所示，在工频三相电网电压和晶闸管304之间还设置有电流互感器303。

触发电路302向晶闸管304输出触发信号。

继续参考图2所示，该软起动等效正弦分频控制装置200包括：电网电压检测电路202、电网电流检测电路204、机端电压检测电路206、电网电压角度计算模块208、转速识别模块210、分频起动触发模块212和限流控制器214。电网电压检测电路202检测电网电压。电网电流检测电路204检测电网电流。机端电压检测电路206检测异步电动机306的机端电压。电网电压角度计算模块208连接到电网电压检测电路202和电网电流检测电路204，电网电压角度计算模块208依据电网电压和电网电流计算电网电压角度。转速识别模块210连接到机端电压检测电路206，转速识别模块210依据机端电压计算异步电动机306的转速。通过由转速识别模块210和转矩给定构成的闭环调节器确定等效正弦系数K_PN，或者根据实际负载以开环确定等效正弦系数K_PN。分频起动触发模块212连接到电网电压角度计算模块208和转速识别模块210，分频起动触发模块212依据电网电压角度和异步电动机的转速，按照分频系数N执行分频软起动，其中分频系数N按照16、13、10、7、4、3、1的顺序依次取值，分频起动触发模块212对每一个分频系数N的值计算并输出触发信号。在一个实施例中，分频起动触发模块212对分频角度初始化，确定分频的初始角度并根据电机旋转方向选择正向序或者负向序。在一个实施例中，分频起动触发模块212接收异步电动机转矩作为参考信号。限流控制器214连接分频起动触发控制模块212和触发电路302，限流控制器214检测异步电动机306的机端电流，根据机端电流对触发信号进行限流，限流控制器214将限流后的触发信号提供给触发电路302。

图3揭示了根据本发明的一实施例的软起动等效正弦分频控制装置中分频起动触发模块的结构图。分频起动触发模块212包括分频系数选择器222、运行时间控制器224和分频触发控制器226。分频系数选择器222提供分频系数N，分频系数选择器222按照顺序依次提供16、13、10、7、4、3、1的分频系数N。运行时间控制器224确定对应当前选定的分频系数N的设定运行时间T_N，判断在当前选定的分频系数N下的当前运行时间是否小于T_N，如果当前运行时间不小于T_N，则结束对当前选定的分频系数N的过程，选择下一个分频系数N。分频触发控制器226在运行时间控制器224判断当前运行时间小于T_N时，根据当前选定的分频系数N确定对应的等效正弦系数K_PN，分频触发控制器226基于分频系数N和等效正弦系数K_PN计算触发角度，并输出对应触发角度的触发时刻作为触发信号。在一个实施例中，分频触发控制器226基于分频系数N和等效正弦系数K_PN计算触发角度采用如下的公式：

cosα-K_PNsin(N·α)=cos(kπ)

其中，K_PN是等效正弦系数，α是触发角度。

在一个实施例中，分频触发控制器226还接收异步电动机的转速作为参考信号。

简单而言，本发明的软起动等效正弦分频控制方法，或者说软起动等效正弦分频控制装置的工作过程如下：首先是控制初始化，选择正序或负序运行及各控制参数初始化，初始分频系数N=16，然后分频系数可以根据转速识别模块来判断或内部自动设定，按照触发时刻计算模块的公式计算每半波触发角度，在根据16分频起动时间T16来判断持续时间，当本次分频起动时间超过T16时，则自动切换到下一个分频起动即N=13分频起动模式工作，如此往复，直至N=1时，即常规斜坡软起动，在这个阶段可根据软起动器设定的上升或降落时间来调整角度，直至整个过程完毕。

本发明也可以单独设定分频系数K_PN和N，使电机在某一特定转速下恒速工作，该特定转速与N有关，从而实现某些工控场合的低速旋转和定位的功能，称为爬行功能。

图4和图5分别揭示了等效正弦分频控制方法的理论触发波形图和实际触发波形图。其中图4是等效正弦分频理论触发波形图，图5是等效正弦分频实际触发波形图。

本发明的软起动等效正弦分频控制方法和控制装置能满足电机在轻载、满载、重载等各种情况的正常起动，解决重载和满载时无法软起动、软停车的问题。本发明在一定程度上实现了转矩控制的功能，能够满足对起动和停止有转矩控制要求的特殊场合，抑制起动和停止时产生的冲击。所述方法不需要添加硬件，在原有主电路基础上，只需对软件程序进行编码，适合产品开发和大规模生产，降低企业生产成本和时间。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (8)

1.一种软起动等效正弦分频控制方法，其特征在于，包括：

分频角度初始化，确定分频的初始角度并根据电机旋转方向选择正向序或者负向序；

选择分频系数N，确定对应分频系数N的等效正弦系数K_PN；

按照16、13、10、7、4、3、1的顺序依次选择分频系数N，对每一个分频系数N执行分频软起动过程直至所有的值执行完毕，所述分频软起动过程基于分频系数N和等效正弦系数K_PN；

其中，对于每一个选定的分频系数N，确定对应的等效正弦系数K_PN以及进行分频软起动过程包括：

确定分频系数N的设定运行时间T_N；

根据异步电动机的转速和给定的转矩以闭环确定等效正弦系数K_PN，或者根据实际负载以开环确定等效正弦系数K_PN；

判断在分频系数N下的当前运行时间是否小于T_N，如果当前运行时间不小于T_N，则结束对当前选定的分频系数N的分频软起动过程；

如果当前运行时间小于T_N，则根据当前选定的分频系数N对应的等效正弦系数K_PN计算触发角度；

在触发角度对应的触发时刻触发晶闸管。

2.如权利要求1所述的软起动等效正弦分频控制方法，其特征在于，根据当前选定的分频系数N对应的等效正弦系数K_PN计算触发角度包括：

cosα-K_PNsin(N·α)＝cos(kπ)

其中，K_PN是等效正弦系数，α是触发角度。

3.一种软起动等效正弦分频控制装置，通过触发电路连接到晶闸管，晶闸管串接在电网电压和异步电动机之间，其特征在于，该软起动等效正弦分频控制装置包括：

电网电压检测电路，检测电网电压；

电网电流检测电路，检测电网电流；

机端电压检测电路，检测异步电动机的机端电压；

电网电压角度计算模块，连接到电网电压检测电路和电网电流检测电路，依据电网电压和电网电流计算电网电压角度；

转速识别模块，连接到机端电压检测电路，依据机端电压计算异步电动机的转速，通过由转速识别模块和转矩给定构成的闭环调节器确定等效正弦系数K_PN，或者根据实际负载以开环确定等效正弦系数K_PN；

分频起动触发模块，连接到电网电压角度计算模块和转速识别模块，依据电网电压角度和异步电动机的转速，按照分频系数N执行分频软起动，其中分频系数N按照16、13、10、7、4、3、1的顺序依次取值，分频起动触发模块对每一个分频系数N的值计算并输出触发信号；

限流控制器，连接分频起动触发控制模块和触发电路，限流控制器检测异步电动机的机端电流，根据机端电流对触发信号进行限流，限流后的触发信号提供给触发电路。

4.如权利要求3所述的软起动等效正弦分频控制装置，其特征在于，所述分频起动触发模块包括：

分频系数选择器，分频系数选择器提供分频系数N，分频系数选择器按照顺序依次提供16、13、10、7、4、3、1的分频系数N；

运行时间控制器，确定对应当前选定的分频系数N的设定运行时间T_N，判断在当前选定的分频系数N下的当前运行时间是否小于T_N，如果当前运行时间不小于T_N，则结束对当前选定的分频系数N的过程，选择下一个分频系数N；

分频触发控制器，在运行时间控制器判断当前运行时间小于T_N时，根据当前选定的分频系数N确定对应的等效正弦系数K_PN，基于分频系数N和等效正弦系数K_PN计算触发角度，输出对应触发角度的触发时刻作为触发信号。

5.如权利要求4所述的软起动等效正弦分频控制装置，其特征在于，分频触发控制器基于分频系数N和等效正弦系数K_PN计算触发角度包括：

cosα-K_PNsin(N·α)＝cos(kπ)

其中，K_PN是等效正弦系数，α是触发角度。

6.如权利要求4所述的软起动等效正弦分频控制装置，其特征在于，所述分频触发控制器接收异步电动机的转速作为参考信号。

7.如权利要求3所述的软起动等效正弦分频控制装置，其特征在于，所述分频起动触发模块对分频角度初始化，确定分频的初始角度并根据电机旋转方向选择正向序或者负向序。

8.如权利要求3所述的软起动等效正弦分频控制装置，其特征在于，所述分频起动触发模块接收异步电动机转矩作为参考信号。