变频启动与固态软起的比较

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1、变频启动与固态软起的比较作者：上海杰诣通用电器有限公司      厉无咎摘要：本文简述了交流异步电动机定子调压和变频调压的工作原理和机械特性，并以6KV 2000KW交流异步电动机为例，对中压固态软起动器和中压变频器起动二种方案作了技术经济比较，认为对于起动转矩要求不大的风机、泵和压缩机类负载，从技术经济指标和可靠性来考虑以采用固态软起动器为宜。英文摘要：This paper introduces the operating theory and mechanical characteristics of asynchronous motor when it operates in volt

2、age-variable and constant frequency condition or in frequency-variable and voltage-variable condition briefly. With the 6KV 2000KW asynchronous motor as an example, the paper compares the starting motor with medium voltage solid-state soft starter and medium voltage inverter on both technical and e

3、conomic properties. For the load of fan, pump and compressor which starting torque is small, the paper think that using medium voltage solid-state starter to start the motor has better technical-economic properties and higher reliability.关键词：软起动器   变频器   锁相技术   电动机起动   同步切换1 引言   一般交流电动机功率在300kW以上时

4、，为了减少电机绕组的线径，便于加工，和降低损耗，就开始采用中压，国内称之为高压。国内标准电压为3kV、6kV、10kV，国际上则有2.3kV、3.3kV、4.16kV、6.6kV和13.8kV等电压等级。对于中压异步电动机在电网容量和工艺条件允许的情况下可以直接起动;如果电动机的起动容量对电网冲击较大，或者工艺条件不允许的情况下要用降压起动。中压异步电动机降压起动方法主要有:在定子回路串联电抗器或采用自耦变压器降压起动，也有在转子回路中串联液体电阻器起动。由于这些起动方式使用的设备较庞大，不能随意调节起动转矩，不能做到起动特性和负载转矩特性完善配合，所以仍然存在大的冲击电流和机械冲击。而且它

5、们都没有软停止功能，因此对于像水泵(会产生水锤效应)之类的负载也不适用。另外还有的用户误以为用液力耦合器可以解决起动电流问题，事实上液力耦合器只能使电动机缓缓加上负载，防止了机械冲击问题，而电动机即使在空载情况下全压起动，同样存在大的起动电流，只是空载时起动电流持续时间非常短而已。随着电力电子技术的进步，中压电动机的软起动问题也得到完善的解决，这就是采用变频器起动和建立在晶闸管调压基础上的软起动器二种方案。大功率负载，特别是不需调速的负载通常采用同步电动机驱动，这是因为同步电动机可以通过调节励磁电流，改变其功率因数，往往让同步电动机工作在过励磁状态，从电网吸取超前的无功功率，因而改善电网的功

6、率因数。同步电动机的原理表明它只是在同步转速运行时才有平均电磁转矩，在非同步转速下，转子与定子合成磁势存在相对运动，转子磁极受到忽正忽负的转矩作用，平均电磁转矩为零，电动机不能稳定运行。起动过程是电动机转子转速从零开始增大的过程，是非同步运行状态，同步电动机的电磁转矩平均值为零，不能使转子加速，所以同步电动机不能自行起动。由于同步电动机转子磁极表面上安装有阻尼绕组，它相当于鼠笼型电动机上的导条，在起动过程中会产生异步转矩。大多数同步电动机是利用这个异步转矩来起动的，所以上述异步电动机的起动方法也可用于同步电动机，所不同的是同步电动机还要考虑励磁控制问题。同步电动机异步起动时，在励磁回路中不能

7、送入励磁电流，但励磁绕组也不能开路，因为电枢旋转磁场会在励磁绕组中感应高电压而将其绝缘击穿。在同步电动机起动过程中通常是将其励磁绕组经由一个电阻短接，该电阻阻值约为5～10倍励磁绕组电阻值。当电动机在异步转矩作用下加速到一定转速后，用开关将同步电动机由起动装置切换到电网，同步电动机继续加速到亚同步转速以上(n＞ns，ns为可能自动牵入同步的最大转速)时，再对励磁绕组组通以直流电流，产生同步转矩，将电动机牵入同