高压电机软启动的现状与发展.doc

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1、高压电机软启动的现状与发展晏有矿（上海大屯能源股份有限公司铝加工筹建处，江苏，徐州）[摘要]高压电机的软启动在近几年得到快速的发展，控制原理也多种多样，使设计和用户单位的难以选择，本文通过对各种高压电机软启动方案的基本原理、特征参数进行对比分析，并另外介绍一种新的启动控制方案，论述其原理及特点。其目的在于找到一种适合我国电力运行现状的最佳电机控制方案。[关键词]高压电机软启动发展1、引言近几年来,随着中国经济的快速发展,许多行业的生产规模越来越大,使用高压异步电动机的数目也越来越多,单机容量也越来越大，

2、高压电机的可靠起动问题成为摆在用户面前的难题，而高压电机的起动，会对电网造成较强干扰，尤其在工业领域中的重载起动，有时可能对设备构成严重威胁。因而三相异步电动机的软起动越来越受到相关技术人员的重视。对于大功率高压电动机而言，软起动比直接起动具有如下优势：1）减少起动过程引起的电网电压下降，使之不影响共网其它电气设备的正常运行；2）减小电动机的冲击电流，避免电动机局部过热，危害电动机寿命；3）减小硬起动带来的机械冲力，减缓传动机械（轴、啮合齿轮等）的磨损；4）减少电磁干扰，避免冲击电流以电磁波的形式干扰电

3、气仪表的正常运行。基于上述原因，对高压电机软启动的研究就具有十分重要的意义。目前无级调节的软启动主要有三种：以电解液限流的液阻软起动、以晶闸管为限流器件的晶闸管软起动、以磁饱和电抗器为限流元件的磁控软起动。笔者在此对上述软启动方案的原理、优缺点作一简要阐述，并介绍一种可控变压电抗器式软启动方案，以期对工程技术人员在软启动的选择上提供一定的帮助。2、液阻软启动液阻是一种由电解液形成的电阻，它导电的本质是离子导电。其阻值正比于二块电极板的距离，反比于电解液的电导率，极板距离和电导率都便于控制，且液阻的热容量

4、大。液阻的这两大特点，恰恰是软起动所需要的，加上另一个十分重要的优势即低成本，使液阻软起动得到了广泛的应用。但是液阻软启动的缺点也十分明显：1）基于液阻限流，液阻箱容积大，且一次软起动后电解液通常会有10℃～30℃的温升，使软起动的重复性差；2）移动极板需要伺服机构，移动速度较慢，难以实现起动方式的多样化和控制的精确性；3）液阻软起动装置液箱中的液态，需要定期补充。电极板长期浸泡于电解液中，表面会有一定的锈蚀，需要定期处理；4）液阻软起动装置不适合放置在易结冰或颠簸的环境中。液阻软起动装置可以串在绕线式

5、电动机转子回路中以实现重载软起动，在软起动过程中不产生高次谐波，且售价低廉，这是它的突出优点。有人预言它即将被淘汰，但是现在还为时过早。1、晶闸管软启动这种起到方式首先在国外中高压供电领域获得应用，近年来在国内的保有量在增长。它是应用了可控硅串联技术，通过光纤传输控制信号，控制可控硅的同时导通和关断，从而控制电机的起动过程。其优点在于：晶闸管具有调节快速性好，闭环控制，控制方式的菜单化等优点；而且体积小、结构紧凑，维护量小，功能齐全，菜单丰富，起动重复性好，保护周全。其缺点在于：首先，由于晶闸管的电压耐

6、受能力在国际上都没有得到解决，所以，在3kV以上电压系统，它的每个高压桥臂上都有三到四个晶闸管串联，这样，同步触发是关键技术，解决不好就会造成控制失败；另外晶闸管的耐压均匀性问题，即它对每个晶闸管的一致性有非常高的要求，如果个别晶闸管参数发生变化或性能较差，就会导致整个设备的连锁烧损；三是高压产品的价格偏高，因此在国内中高压系统没有普及。2、磁控式软启动磁控软起动是从电抗器软起动衍生出来的。将三相电抗器串在电源和电动机定子之间实现降压是两者的共同点。磁控软起动不同于电抗器软起动的主要特点是其电抗值可控。

7、总体说来，起动开始时电抗器的电抗值较大，在软起动过程中，通过反馈调节使电抗值逐渐减小，及至软起动完成后被旁路。电抗值的变化是通过控制直流励磁电流，改变铁心的饱和度实现的，所以叫做磁控软起动。因为磁饱和电抗器的输出功率比控制功率大几十倍，它也可以称为“磁放大器”。磁控软启动的优点在于：首先，电抗值的调节是静止的，无接触的，非机械式的。这就为微电子技术的介入打开了大门。所以，在工作原理上磁控软起动与晶闸管软起动是完全相同的。说磁控软起动能够实现软停止，能够具有晶闸管软起动所具有的几乎全部功能，其原因盖出于此

8、。磁饱和电抗器具有0.1s量级的惯性，这使得磁控软起动的快速性比晶闸管软起动慢一个数量级。而对于电动机系统的大惯性来说，磁控软起动的惯性是不足为虑的。其缺点在于：首先，磁控软启动的调节范围有限，起动时施加在电机上的电压不能被控制得很低，启动电流不能从0开始；同时起动时需要较大启动电流时，磁控也不能提供（最大3.5倍额定）；而且切换时施加在电机的电压达不到额定电压，最大在93％全电压左右，所以切换时有一定得机械冲击。其次，磁控软起动的电抗器饱