软启动技术

软启动技术（共8篇）

软启动技术 篇1

摘要：电机在启动时需要针对启动、制动和节能等方面的问题进行优化, 而电机软启动的产生正是针对这些问题而出现的。一般情况下, 电机使用交流电启动或停止是一种高新科技的产品。现主要介绍了电机在软启动时的结构、功能, 以及在异步电机软启动技术方面的应用。

关键词：电机,软启动,节能

1 前言

在工业迅速发展的今天, 交流电机的使用范围和规模原来越大。据权威机构调查显示, 电机的电能消耗占工业总用电量的68%~83%, 而在我国, 这个比例达到60%~70%, 可谓是数量惊人。在电机工作时, 需要消耗大量的电能, 尤其是启动时, 一般需要较大的电流才能启动, 此时的电流可以是额定电流的5~8倍之多。这不仅给电机本身带来额外的耗损, 也给电网带来巨大的负担, 并且由于电流过大, 影响电机的使用寿命, 严重时甚至会影响电网中的其他用电设备。但是使用一般的电机启动方式, 会将主要的技术改进集中在降低启动的电流上, 这样一来启动转矩也降低, 不能给电机提供有效的转矩, 是一种非常不可取的方法。同样, 一般的停止制动的方法主要使用自然停止或助力制动, 其中自然停止的方式会给管道类的电机制动器造成非常大的冲击, 而对抱闸制动类的电机产生剧烈的机械故障, 严重危害电机的安全。这就使得对电机进行软启动研究逐步进入人们的视野, 目的是使电机能够比较平滑地启动和停止。

使用电机软启动, 对那些不需要调速的三相交流异步电机有着非常重要的意义, 因为这可以使电机的启动、停止等得到有效的保护。在很多启动设备中, 这种方式正在得到革命性的推广[1]。

在电机启动的方法中, 一般的大中型电机采用的是串电阻启动或Y/△启动、定串子电抗启动和自耦变压器启动、延边三角形启动, 这几种方式其本质是降压启动, 目的是限制启动电流, 在一定程度上可以避免过大的启动电流冲击电网。但是, 这些方法存在一个明显的缺点, 即电机的特性和负载情况决定了电机电流幅值和启动时间, 这些都是不能调节的。

2 电机软启动原理

目前研究的电机软启动, 主要是用来控制三相交流异步电机的启动, 使用它可以对电机的软启动、节能和软停止起到保护作用。用来替代传统的Y/△启动和自耦变压器启动, 应用于工业电机控制的各个方面[2]。

三相反并联晶闸管 (SCR) 是软启动器的调压器, 是其接入电源和电机定子之间的部分, 主电路如图1所示。图1所示的电路很像三相全控桥整流电路, 其工作原理是在电机启动时, 利用逐渐增加晶闸管的电压, 使得电机平稳提速, 当达到一定的速度时, 晶闸管会全导通, 此时的电机电压会达到额定电压, 正好适应其机械特性, 启动的整个阶段比较平滑。在软启动的点集中, 晶闸管在完成启动任务后, 会被旁路接触器所代替, 旁路接触器会为电机提供额定的电压, 供其正常工作。正是由于晶闸管的“休息”, 降低其热损耗, 可以大大提高电机的使用寿命。同样, 在电机软停止的时候, 其工作原理与启动时正好相反。

3 异步电动机的软启动技术

软启动最主要的原理就是使用软启动器, 协调电源与被控电机之间的工作, 控制晶闸管的工作时序, 在一定程度上使得电机的电压从启动电压到额定电压过渡, 逐渐使电机达到全电压模式[3]。

3.1 晶闸管交流调压软启动

晶闸管交流调压软启动的主要方法是将晶闸管的连接方式改为在三项绕组上, 以并联的方式给晶闸管供电。软启动的过程中需要控制晶闸管的导通角, 使得电机逐步获得额定电压的过程。之所以称之为软启动, 是因为通过这种方式给电机供电, 可以随意改变电流的大小, 可以根据电机的状态进行保护性的调节, 并且在整个过程中节省了大量的功耗。

晶闸管软启动器灵活性较强, 用户可以根据不同的工作情况选择具有相应启动特性的电机。下面介绍4种常用的晶闸管软启动方式[4]:

(1) 斜坡升压软启动。在该启动方式中, 不像其他方式中的电流闭环控制功能, 主要是通过调整晶闸管导通角来调节电流大小, 并且晶闸管的导通角是通过事先设定的函数关系逐步递增的。但是, 这种方式也有很大的缺点, 就是没有限流的功能, 使得电机有可能会因为电流过大对晶闸管产生毁灭性的冲击, 同样也会影响到电网的使用。

(2) 斜坡恒流软启动。以这种方式进行电机启动时, 电流是逐步增加的, 当达到额定电流的时候, 会在这个程度上保持一段时间, 当启动结束时再进行调整。同时, 电流在不断增加的过程中, 上升的速率是根据电机的负载情况不断变化的, 也就是根据电机的转矩的不同而进行调节。

(3) 阶跃启动。在电动机刚启动的瞬间即将电动机的启动电流直接增大至所设定的电流值并保持该值直至启动完毕的方法, 称为阶跃起动。通过调节启动电流的设定值, 可以达到快速启动的效果。这种启动方式在启动瞬间的启动转矩较大, 适用于较大负载的启动, 如一些带负载启动的设备。

(4) 脉冲冲击启动。在启动开始阶段, 让晶闸管在极短时间内, 以较大电流导通一段时间后回落, 再按原设定值线性上升, 进入恒流启动。该方式是所介绍的启动方式中启动转矩最大的一种, 该启动方式在启动初始阶段有一个较大的启动冲击电流, 该电流值大于设定的恒流启动值, 从而产生较大的冲击矩去克服较大的静摩擦转矩, 使设备能够启动, 然后即进入恒流启动阶段直至启动完毕。在脉冲恒流软启动方式中的脉冲启动阶段电流的幅值 (可为全压启动的电流幅值) 和维持时间是可以设定的。脉冲恒流软启动方式的启动冲击转矩大, 适用于重载启动, 如皮带输送机、破碎机的带载启动等。

3.2 三相交流调压软启动器的调节原理

利用交流电机的电压特性曲线的特点来控制交流电机的启动, 是电子软启动器的主要控制思路。其采用3对反向并联的晶闸管串联于电动机的三相供电电路上, 利用晶闸管的电子开关特性, 通过控制其触发脉冲、触发角的大小来改变晶闸管的开通时间, 从而改变电动机定子输入端的电压, 以达到控制电动机的启动过程的目的。当电动机的启动完成以后, 即当其端电压升高至额定电压时, 三相旁路接触器吸合, 使电动机直接并网运行。在开始启动时, 晶闸管的导通角从“0”开始逐渐增大, 电动机的端电压也从“0”开始上升, 直至达到满足起动转矩的要求, 确保了启动的成功。

4 两相变频软启动电路的结构和技术原理

传统三相调压软启动电压调节可连续变化, 但是启动转矩低, 而分级变频软启动可以提高交流电机启动转矩。结合两者电压调节和增加启动转矩的优点, 作者本人曾提出了两相变频软启动控制的原理, 在分级变频区间内对晶闸管采取连续调节, 以实现交流电机的简易变频, 达到软启动的目的。

交流电机三相对称定子绕阻通过对称的三相交流电源, 可以产生圆形旋转磁通, 这是以大地为零电势点。如果以三相电源中的C相为参考电势点, 将不影响实际电机的正常运转。

所以, 对交流电机通入互差60°的交流电源可产生同样的旋转磁场。现在, 对A、B两相进行变频控制即可实现对电机电枢电压的两相变频控制, 从而实现两相变频软启动。

5 结语

电机控制方法与技术随着科技水平的提高而越来越先进, 与传统的降压启动方式相比, 很多设备会在电机软启动的保护下延长使用寿命, 这已成为近年来研究的热点和重点。随着电机软启动的国产化和原材料价格的降低, 普及电机软启动是十分可行的, 大力推广电机软启动, 对于节能减排和控制成本有明显的作用。成本相对较低, 只需增加较少的投资, 就可完成电机传统方式启动的改造。大幅度地提高设备性能, 为安全生产、经济运行提供保障。

参考文献

[1]王淑红, 朱玉红.三相异步电动机的控制系统.机床电气, 2009

[2]任礼维, 林瑞光.电机与拖动基础.浙江大学出版社, 2009

[3]方大千.变频器、软启动器及PLC实用技术问答.北京:人民邮电出版社, 2007

[4]孟彦京, 谢仕宏.交流电机两相变频软启动控制原理.机电产品开发与创新, 2003

高压异步电机软启动的应用 篇2

为了减轻高压异步电机启动对电网的影响，普遍采用空载启动方式。但是在空载全压直接启动时，启动电流也会达到额定电流的5～7倍左右，特别是大容量电机全压启动，将引起电网电压剧烈波动，影响同电网其它设备的正常运行，甚至影响电网的稳定。启动所产生的大电流在电机定子线圈和转子鼠笼条上会产生很大的冲击力，有可能破坏电机绝缘并造成鼠笼条断裂，甚至引起电机故障，减少电机使用寿命。

二、问题

钢铁公司有近百台高压异步电机，寻求启动电流小、对电网影响小的电机启动方式是钢铁公司的必然选择。

以前，高压异步电机启动一般都采用降压启动方式，包括Y-△启动、延边三角形启动、自藕变压器降压启动、串电抗器启动等方式，但是此类启动方式产生的高次谐波对电网影响很大并能造成对电网的二次冲击。

三、措施

近年来，高压异步电机软启动技术迅猛发展，主要有高压变频启动、热变电阻软启动、液阻软启动、磁控软启动等。

高压变频器虽然体积小、结构紧凑，维护量小，功能齐全，菜单丰富，启动和调速性能都较好，起动重复性好，保护周全。但初期投入较大，是液阻软启动的10倍左右。况且变频器本身用于电机软启动，不能发货其调速性能，是一种浪费。

磁控软启动就是我们通常所说的磁放大器。在起动开始时限流作用较强，在软起动过程中逐渐减弱。限流作用的强弱变化是通过控制直流励磁电流、改变铁心的饱和度实现的。但该装置需要有相对较大功率的辅助电源，并且噪声较大。

液阻软起动的主体是一种液体电阻，由电解液形成的，它采用离子导电，其阻值正比于相对的二块电极板的距离，反比于电解液的温度。实践中，把液阻串入高压电机三相定子回路。启动时，液阻由于电机定子电流的作用发热使温度升高，电阻降低并且变化较小，主要在启动过程中调节二块电极板的距离，使电机端电压逐渐升高并达到额定值，实现软启动。液阻软起动原理如图示，其特点如下：

液阻箱容积大的，对启动过程产生的热能可以迅速扩散。

液阻软起动装置实现过程中不产生高次谐波，对电网冲击破坏力较弱。

移动极板需要有运行可靠的伺服机构，以前该装置经常出现故障。由于自动控制技术的发展，此问题已解决。

液阻软起动装置不适合置放在易结冰的现场，但在电阻箱四周装上热电阻，可以解决此问题。

一次软起动后电解液通常会有10~30℃的温升，虽然可以根据环境温度自动检测和设定初始值，但重复性相对较差。

成本低也是其一大优点。

四、效果

热变液阻软起动装置与液阻启动原理相当，也是由电解液形成的电阻，采用离子导电，只是启动过程调节只是靠液阻本身在软起动过程中的温升，使电解液阻值产生变化，实现无极板伺服机构的软起动。使用热变液阻软起动装置对环境温度要求偏高，也存在软起动重复性较差的缺点。

钢铁公司高压异步电机近百台，在选择电机启动方式时，相关技术人员观点各不相同，最后选择了多种启动方式。经过一段时间的运行，对各种软启动进行综合对比，液阻软启动的启动电流没有超过3倍额定电流的时候，并且故障率最低。

五、结束语

异步电机重载软启动技术探析 篇3

随着科学技术的不断发展,工业领域应用到了越来越多的新技术、新设备。虽然电机软启动可通过输出电压调节来降低启动电流带来的冲击,但是启动电压减小会降低启动的转矩,导致电机带重载启动失败,因此对异步电机的重载软启动进行研究具有重要的意义。本文在研究软启动原理的基础上,对重载软启动的控制技术进行分析,希望对今后的应用有所帮助。

1 软启动的基本原理

实际上,软启动就是一个调压器,输出电压在电机启动时会改变。目前,电子式、自动液体电阻式和磁控式等是常见的软启动器,其中晶闸管最多。对于晶闸管的软启动器,其主回路由三对反并联晶闸管组成,具体组成如图1所示。在启动电机的过程中,晶闸管的触发角由控制电路进行调节,这样可让定子绕组端电压从一个初值逐步攀升到全电压。在较小的启动电流条件下,电机能平稳上升到额定转速。由于输入至电机定子绕组上的电压受控于三相交流电压电路的触发脉冲角,因此通过改变触发角的变化规律,就可改变电机的启动方式,使电机具有不同启动特性以适应不同的工况要求。

由于异步电机包含了星/三角转换启动、自祸减压启动、电抗器启动等传统的减压启动方式,虽然这些方式具有减压启动的作用,但也存在明显的缺点,也就是在启动中会有二次冲击电流的存在。而电子软启动与传统减压启动的不同之处在于:第一,无冲击电流。软启动器启动电机时,晶闸管的导通角会逐渐增大,使得电机启动电流从零线性一直上升到设定值。第二,恒流启动。软启动器能引入电流闭环控制,从而可在启动过程中让电机保持恒流,确保电机本身的平稳启动。第三,按照电网的继电保护特性和负载情况,启动电流能从无级调整到最佳。

2 重载软启动的控制技术

2.1 选取最低离散频率

理论上,电网提供50Hz工频电压就能实现50以下的任意整数分频,这样的离散频率就很低。但是在实际控制中,要获取单纯的离散频率就需要对三相工频电压的每个半波、每项进行控制,如果离散频率过低,那么获得该频率下的一个完整周期就需要较长的时间,而这会增加控制程序的复杂性,延长启动时间。在实际应用中最理想的是:启动时就具有足够大的转矩和较小的电流,从而实现重载或满载的启动,此时只要考虑满足效果的频率而不需使获得的频率更低。

要达到足够大的启动转矩而保持较小的启动电流,就必须在启动电压较小的状态下,让电机获得足够大的启动转矩。启动电压较小,所获取的启动电流才较小,此时的低频率就能满足大启动转矩的要求。为了满足最低离散频率要求,可通过仿真与试验来观察现有电机铭牌、测试电机相关的参数,使仿真与试验的电机参数一致,以利于结果的比较。系统仿真如图2所示,主要包含控制部分、三相感应电机、三相晶闸管主电路、模拟恒转矩负载等。

2.2 切换离散频率

在进行离散频率切换时,应注意离散变频启动时,其曲线的正弦连续性必须得以保证,也要考虑离散频率基波的正负半周交替变换;切换前后的离散频率转矩平稳过渡要得以保证,以减少转矩振荡。基于此,离散频率的切换以整周期或半周期最佳。也就是除最低频率选择外,下一切换频率的初始工频周期给定电压可适当提高,以避免在调制正弦时出现初始转矩跌落的问题,或在切换前改变离散频率结束时间,确保转矩过渡平稳。图3是从16分频到13分频不同切换策略的电流、转速和转矩波形,此时电机负载(19N·m)超出了额定值。图3(a)、(c)、(e)为16分频整个周期后切换到13分频的电流、转速以及转矩波形。

由图3可知,切换时刻为0.32s,存在较大的转速跌落;从转矩曲线来看,导致转速跌落的主要原因是在切换时刻转矩减小而转矩的脉冲间距增加。如果各频率的触发角不变,只将16分频的结束时刻改变,将其提前2个工频周期,那么在0.28s进行切换的曲线为图3(b)、(d)、(f)。由此可知,切换到13分频时转矩没有减小,转速相对平稳。

启动离散频率应结合软启动,这样才能保证电机达到额定的转速,离散频率的单纯启动可带额定甚至超额定的负载。但是当上升转速达到离散变频对应的最终转速后,若负载保持不变,那么切换到软启动或全压启动时,电机无法满足额定转速的要求。由此可知,在2分频和3分频下都无法产生足够的转矩,所以最终的实用频率只能为4分频。

3 结束语

综上所述,因为软启动的特殊启动方式,是其它降压启动无法比拟的,所以其应用必定会越来越广泛。

参考文献

[1]刘忠,李时育,金耀,等.异步电机软启动的变论域模糊自适应控制策略[J].计算机工程与应用,2010(18):205~208

[2]王涛,王洋洋,郭长娜,等.基于模糊控制的异步电机软启动器的研制[J].仪表技术与传感器,2012(08):26~29

[3]赵晨.大型异步电机智能软启动装置的设计与实现[D].南京:南京理工大学,2014

电动机软启动技术及其具体应用 篇4

关键词：电动机,软启动,选择,应用

近年来, 随着我国用电量的增长, 电网稳定性的要求越来越高。因此, 在异步电动机的控制, 尤其是启动方面也提出了相应要求。传统电动机启动控制已经无法适应生产的发展需要, 因此电动机软启动技术开始大力发展并应用。

一、传统启动方式与软启动方式

1.1传统启动方式概述

由于交流异步电动机具有体积小、结构简单、运行可靠、经济性强、方便维修、运行率高、工作特性好等优点, 因此在电力拖动平台中应用广泛。在电动机的运转过程中, 大多场合都推荐直接启动方式, 这是由于直接启动方式的启动转矩最大, 只需要电网容量许可。但是在这种直接启动方式下, 启动电流会达到电动机额定电流的约4-7倍, 较大的启动电流会带来线路降压, 造成电网的波动性过大, 对电网中并联的其他设备产生影响。另外, 在直接启动时电动机轴会瞬间产生过大转矩, 造成破坏键槽、扭曲电机轴、损坏设备等问题, 同时对机械传动系统产生较大冲击。在电动机直接启动时, 定子绕组中产生较大的电流, 也会造成电动机绕组绝缘过热而促进老化, 在电动机能耗制动时, 在转子电阻上产生大量消耗, 对电机绝缘十分不利。再加上直接启动属于全压启动, 启动的电流大、电压降也很大, 因此受到我国供电设备与电网实际条件的限制, 直接启动方式仅适用于容量小的系统中。

1.2软启动方式的优势

与传统的启动方式相比, 电子式软启动具有诸多优点, 主要体现在以下几点:

1.2.1延长设备使用寿命

电动机的无阶跃式平滑启动或制动可延长机械设备的使用寿命, 避免传动元件产生的冲击。例如软启动器在水泵控制系统中的应用, 可减少水阻现象。这样可减少检修设备的时间, 延长使用寿命。

1.2.2提高加速与减速特性

选择电压斜坡或者电流限幅启动方式, 可实现负荷特性曲线的优化配置。对于静摩擦阻力比较大的负荷量来说, 可采用脉冲突跳式启动。电动机的制动方式方面, 可以选择直接切断电源或者软制动斜坡形式, 同时向电动机定子中注入直流的节能型制动形式也具有可行性。通过多种制动方式联合, 可实现最佳减速的特性。

1.2.3保证运行可靠性

由于软启动控制系统中的数字化信号处理是在高性能单片机基础上完成的, 因此提高了启动的可靠性。并避免传统启动形势下过多调整模拟线路的情况, 进而获得更好的准确度并提高处理效率。

1.2.4实现功能全面保护

软启动技术既具备过载保护功能, 还可对操作故障状态提供保护, 例如对电动机堵转、输入/输出缺相、晶闸管短路等故障的保护。

1.2.5极大降低噪音污染

由于控制单元和供电进线联系紧密, 因此在线路电网的干扰噪音时刻存在, 但是由于软启动控制单元中, 对控制信号采取光电隔离处理, 并设置了不同级别的抗噪, 因此可有效降低各种噪音干扰, 对控制系统的影响降到最低。

二、电动机软启动器的选择

通过前文对传统启动方式与软启动方式的对比, 不难看出在工程设计与改造过程中, 若想提高工艺自动化水平, 降低企业成本、提高效益, 必须选择先进的电动机启动设备——电子软启动器。在选择电子软启动器时应根据其性能, 针对实际情况。目前软启动器主要有以下五种启动方式:

2.1限流启动

限流启动也就是对限制电动机的启动电流, 主要利用轻载启动的负载来降低启动降压, 但是这种方法在启动时很难事先知道启动降压, 无法充分利用降压空间, 造成启动力矩的损失, 对电动机应用十分不利。

2.2转矩控制启动

这种方式主要应用于重载启动中, 将电动机的启动转矩由小向大呈线性趋势上升, 这种方法的优点为柔性好、启动平稳, 可更好保护拖动系统, 并延长拖动系统的使用寿命, 同时降低电机启动瞬间对电网产生的冲击。转矩控制启动是最佳重载启动选择方式, 但是其缺点为启动时间过长。

2.3斜坡电压启动

这种方法是电压由小至大呈斜坡线性上升趋势, 将传统的降压启动形式由有级转化成无极, 多应用于重载启动中。这种方式的缺点为初始转矩小, 由于转矩的特性抛物线以线性上升趋势, 对拖动系统不利, 过长的启动时间也对电机带来损耗。

2.4转矩加突跳起动

它与转矩控制启动方式相似, 也应用于重载启动中, 但是这种方式在启动瞬间采取突跳转矩方式克服了电机静转矩, 再保证转矩的平滑上升, 有效减少了启动时间。但是在突跳时会向电网发送尖脉冲, 对其他负荷有所干扰。

2.5电压控制启动

电压控制启动应用于轻载起动中, 在确保降低启动压的同时, 发挥电动机的最大启动转矩, 并缩短启动时间, 是轻载软启动的最佳选择形式。

三、电动机软启动技术的具体应用

(1) 构成断路器、旁路接触器、控制电机以及软启动器组成的电动机控制中心, 这是当前我国软启动技术应用最多的电动起软启动方式。在启动与停车时, 晶闸管工作, 开始软启动。当启动结束后, 接触器的触点闭合, 晶闸管实现短接, 此时电机通入全电压, 开始正常运转。这种应用方式的优点在于:设备运行期间电动机和电网直接相连, 旁路接触器可当作备用手段, 在紧急情况下或者晶闸管发生故障时, 可使电动机直接启动, 提高运行可靠性。

(2) 软启动器和PC结合的复合功能。将一台PC程控器和两台或两台以上的软启动器结合, 完成多套备用方案。与PC的结合应用, 可实现软启动、软停车、有用有备, 并和中央控制室共同构成遥控监视系统。例如在我国很多排水系统中, 由于平时的排水量需求不大, 只需要少量的排水泵工作即可;其他时间则应根据水位要求, 逐步投入水泵使用台数, 直到所有水泵投入使用。

(3) 煤矿电气控制中的应用。一般电子式软启动器没有短路保护功能, 通过过载保护实现对短路保护功能。由于可控硅具备有限大的浪涌电流, 且过流反应能力处于微秒级。在实际应用过程中, 故障点的电流尚未形成短路电流时, 可关闭主功率单元。软启动器与电动机的接线应提高注意, 大多产品是3根出线, 但也有一些产品采用6根出线形式。可将软启动器安装在具备功率因素补偿器系统中, 但是电容器必须处于软启动器电源的进线一侧, 防止电容器放电造成的启动器晶闸管损坏, 还应在电源与电容之间连接电感线圈。一般煤矿使用的软启动器是不允许长期在额定负载情况下运行, 应以旁路接触器的形式, 启动完毕后实现短接。在煤矿实际应用过程中, 工艺条件允许的情况下, 可选择多台电动机使用一台软启动器的形式, 有效节约投资成本, 软启动器则以其中最大电动机的容量进行选择。H

参考文献

[1]王豪, 郑恩让.基于PLC的电机软启动系统的设计与实现[J].计算机测量与控制, 2010 (8) .

[2]张光雷, 翟旭阳, 齐秋菊, 等.电动机的启动方式[J].企业技术开发 (学术版) , 2010 (11) .

[3]李进, 秦延贵.软启动技术在电机控制中的应用[J].煤矿现代化, 2009 (1) .

软启动技术 篇5

关键词：异步电机,软启动,控制方法

1、引言

异步电机用处越来越广泛,它消耗的电能约占整个供电量的60%-70%。但是,异步电机直接启动时的电流脉冲是运行时电流的4-7倍,启动转矩脉冲是运行时的3倍或者更高。直接启动电机会使配电系统极易波动[1]。因此,需要采取一种软启动方式来控制启动时的电流和转矩,从而避免电流和转矩脉冲的影响。由于晶闸管具有结构简单、控制容易、成本低廉等优点,广泛应用与软启动当中[2]。

异步电机是一个时变的、非线性和强耦合的系统。由于异步电机在启动时参数会变化以及其他一些不可预见的因素,如果用传统的方法来控制它,效果将不尽如人意。本文将研究一种基于软启动的异步电机的控制技术。

2、控制系统设计

本文中的软启动控制系统如图1所示。它包括定子侧电流、电压采样环节,数据采集环节,功率因数角采样环节,可控硅驱动电路以及核心控制芯片。

电流、电压采样环节主要的目的是对比相电压和设定电压,从而防止移相导致的晶闸管导通。这里采用锁相环作为同步信号的采样电路。

控制芯片用来分析和处理定子侧电流、电压采样环节,数据采集环节、功率因数角采样环节和可控硅驱动的信号。

数据处理环节为控制算法提供电流和电压信号。它能提供异步电机启动的相关信号。控制算法根据这些信号来控制电机启动的速度。

功率因数角采样环节用来采样功率因数角。功率因数角能告知控制系统何时应该导通或关断。

3、晶闸管导通规律

当异步电机直接启动时会产生很大的浪涌电流,而这种电流对电网质量和电机寿命来说都是有害的。软启动的作用正是减小这种有害电流。本文中采用三对反向并联的可控硅晶闸管,每对晶闸管串联在各相中。导通角α用来控制晶闸管的导通或关断。为了缓慢增加电机的电压,需要降低晶闸管的导通频率。同时,当电压达到一定比例,电流在延续周期截止。在软启动过程中,在三相电路中至少有一个正向晶闸管和反向晶闸管同时导通。正向晶闸管导通信号的相位移为2π/3,反向晶闸管导通信号的相位移也为2π/3。但是,在同一相电路中,反向并联的两个晶闸管的导通信号相位移为π。事实上,要控制晶闸管的导通与关断只需控制导通信号即可。如上所述,异步电机启动时的电流与电压将被采样,并且实时控制。触发角α,合闸角φ,导通角θ存在以下关系

触发角α比合闸角φ要大,否则不能实现软启动。

可控硅单相相电压调压电路和负载电压波形如图2所示。

4、控制算法设计

本文中希望使用模糊控制,但是模糊控制只能控制异步电机启动时较顺滑,但是不能持续相对较长的时间。异步电机启动时,只有当电压达到一个常值,电磁转矩大到一定程度,电机才会启动。这一过程也是极度非线性的。基于以上因素,本文设计了一种复合斜率和电流限制的模糊控制器。设置初始电压值为连续值,按照不同的斜率变化,随着电压的升高斜率变小。并应用模糊算法来控制晶闸管的导通角。同时限制电流的最大值,从而避免过流的情况出现。通过上述办法使电机的启动过程迅速、稳定而且安全。

整个控制系统中最重要的部分就是模糊控制器。模糊控制器将输入信号转换成模糊信号,然后进行模糊推理和模糊决策,最后将模糊信号变成数字信号。同时,将模糊控制器的瞬时电流值转换成脉冲信号输出,从而控制导通角,然后改变电压值来实现软启动。

4.1 电压值的设定

异步电机定子电流方程[3]

上式中,U1为定子电压,S为转差率,R1为定子电阻,X1为定子电抗,R’2为转子电阻,X’2为转子电抗。

结合式(2),我们设置不同的电压增长斜率,从而根据电压斜率来调节转子转速。随着电压和电磁转矩的升高,逐渐降低斜率来达到控制电机平滑启动的目的。设定的电压斜率如图3所示。

4.2 模糊规则的建立

模糊控制器的输入为E和EC,输出为U。其中,E为电机启动时实际电压与设定电压之间的差值;EC为电压变化率,它表明了电压误差变化的快慢;U为输出,是晶闸管导通角的值。

E和EC的论域取值范围为[-15,15],U的论域取值范围为[-3,3]。相应的模糊子集为{NB,NM,NS,Z,PS,PM,PB}[4]。E、EC、U的隶属度函数采用三角隶属度函数。图4为模糊规则曲面。

5、结果与分析

基于异步电机的数学模型,应用本文的方法对其进行仿真。电机参数为:额定功率75Kw,电压380V,额定电流400A,定子电阻0.0355Ω,转子电阻0.0151Ω。

仿真结果如下图所示,图5为定子电流,图6所示为电机转速。

6、结语

异步电机的软启动能改善电机供电稳定性,减少瞬时压降,提高带载能力。本文将一种复合斜率和电流限制的模糊控制方法应用到异步电机的软启动。该方法能够有效的控制启动电流、电压,能使启动过程更加平顺。整个启动过程电流很少有浪涌电流,转速也能很平顺的到达设定值。

参考文献

[1]Wei Gu,Chu jianxin,Shi Hong.Starting performance researchof a high-power middle-boltage induction motor soft starterbased on the on-off transformer[J].IEEE Transaction on Indus-trial Electronics,2006,53(3):2063-2069.

[2]王向阳.异步电机的软启动技术探讨[J].内江科技,2010(02).

[3]李全,吴今培.恒磁通下交流异步电动机数学模型的建立及其仿真研究[J].五邑大学学报(自然科学版),2000,(01)

软启动技术 篇6

通风机堪称煤矿的“肺脏”,在两级的轴流风机中,对旋风机具有结构紧凑,效率高,反风性能好等优点,在煤矿通风机中得到了大量的应用。这种风机是一拖二系统,抽风时需要先启动送风机,等送风机达到额定转速后,启动引风机,反风时过程相反[1]。实验中的对旋风机由2台异步电机(容量为710kW,额定电压10kV,额定电流52A,额定转速720r/min)拖动。该套对旋风机直启的启动时间为7s,启动电流最大为380A,持续时间1s,然后电流降到300A,持续6s后达到额定转速。直启过程中电网有明显的压降,需配置软启动。常用的高压异步电机软启动常用方法有以下几种。

1)液阻启动法[2]。

液阻软启动的缺点为液阻箱容积大,软启动的重复性差。液阻软启动需要维护,不适合置放在易结水或颠簸的现场。

2)磁控软启动。

磁控软启动在启动开始时限流作用较强,在软启动过程中限流作用逐渐减弱,磁控式软启动器还存在着体积大、耗电量大、故障率较高和维修费用较高的问题,不适于频繁启动。随着金属原材料的价格越来越高,其成本也会随之增大。

3)变频器启动。

启动电流小,启动转矩大,但高压变频器成本居高不下,高次谐波严重。

4)晶闸管调压软启动。

可以通过限流启动控制启动过程中的电流倍数,对环境要求不高,可以频繁启动。高压系统中可以利用多只晶闸管串联获得高的耐压,而晶闸管的电流容量可以达到数千安培,耐流能力强。所以晶闸管软启动用于高压异步电机的技术难点在于晶闸管的串联触发一致性和触发的隔离强度上。本文初步解决了这个问题。同时对恒流启动和消除异步电机启动过程中的电流振荡也做出了努力。

2 晶闸管阀组结构及其触发系统

本系统每相晶闸管阀组采用12对反并联晶闸管串联提高耐压,每对晶闸管并联10kΩ均压电阻,RC吸收回路。每相阀组配置一套输出交直流可变的电流源系统。触发信号从DSP输出经过光纤传输到电流源的控制端口。DSP输出低电平时电流源工作在直流输出模式,磁环副边无感应电流,不触发晶闸管。DSP输出高电平时电流源工作在交流模式,母线上输出的交变电流经过磁环变压器感应到副边触发晶闸管,实时性和一致性以及触发系统和高压侧的隔离强度都能得到保证。实测磁环副边的驱动电流峰值能达到1A,平均值为300mA,达到强触发所需的电流大小。

图1是晶闸管阀组结构框图,电流源母线穿过磁环变压器,副边经过简单半波整流后接到晶闸管的门极,触发脉冲的一致性能得到保证。

由于三相交流晶闸管调压的触发脉冲顺序如图2所示为AB,CA,BC,AB,CA,BC,AB,即每相晶闸管的触发脉冲的最短间隔为60个电角度。

由触发顺序可知,如果A,B,C三相阀组各用一套电流源触发,那么只要可控电流源母线上的电流交/直流模式的转换频率达到300Hz,那么在晶闸管的触发角度到来的时刻控制电流源的电流输出模式就可以控制晶闸管开通。图3是电流源工作在300Hz转换频率的实验波形。

图3中,X轴:5ms/格;Y轴:CH1,2A/格,CH2,5V/格,CH3,1V/格。CH1为电流源母线上的电流。CH2为触发指令,高电平为触发,触发时间持续1.67ms,在这个时间内输出脉冲串,控制触发高电平相对于电压过零点的位置就可以控制晶闸管的触发角。CH3为磁环副边的电流波形,直流模式时磁环副边没有输出电流,交流模式时副边输出的电流波形经过简单的整流就可以满足晶闸管的触发要求。晶闸管的触发波形要求前沿陡直而且需要大的电流尖峰,由波形中看出均可满足。各路脉冲上升时间小于500ns,上升沿一致性的差别小于100ns。由于直流电流已经建立,在向交流模式切换的时候触发电流脉冲不需要建立时间,高电平控制信号到来的同时电流源的输出电流就变为交流,感应到磁环副边触发晶闸管。图4是比较3路触发信号的电流波形一致性,所取信号来自于晶闸管门极前的10Ω限流电阻上的电压。

传统的高压异步电机软启动触发方式使用各路隔离电源给每对反并联SCR的脉冲变压器供电。改进后晶闸管的触发方式具有以下优点:

1)磁环副边的触发电路变得简单很多,一只磁环可以带多个副边,能有效减小阀组体积;

2)以前的触发同时性要靠三极管的同时开通性能,现在磁环副边直接整流后接到晶闸管门极,能保证强触发一致性,可靠性高;

3)能保证高的隔离强度,隔离强度在10kV以上的脉冲变压器工艺上难以达到,而10kV以上隔离强度的副边导线容易得到;

4)脉冲变压器存在饱和的问题,不能发出长脉冲串。电流源则没有限制,可以输出长脉冲串用以触发晶闸管。

3 基于模糊控制的恒流软启动

高压大功率电机转子等效电阻小,转子惯性大,通常的斜坡电压控制如果不对电流加以限制,电流很容易上升到电机的4~5倍额定电流以上,电机发热严重,不利于电机运行。

基于PID控制的恒流算法需要数个积分周期,响应较慢,难以满足以20ms为周期的电流调整。基于模糊控制的恒流启动,可以控制电机启动电流在额定电流3倍以内[3]。

以电机额定电流的3倍为限流值h,限流值的97%~103%为恒流区域,电流在这个范围内时触发角保持不变,电流小于限流值97%时,触发角减小,电流大于限流值的103%时,触发角增大。触发角减小增大的幅度由模糊控制表中查询得知。

模糊控制表如表1所示,Δα为触发角的增量,ΔI为定子电流的增量,ΔIc为定子电流增量的变化率。触发角的增量由表1中查得。

定子电流的增量分为5个区域,定子电流增量的变化率分为9个区域。为限制电流变化幅度,触发角的增量区间为[-2,2]。

利用电网电压和流过阀组电流经过信号调理电路整理出相电压相电流的过零点,测得续流角φ,为保持加在电机定子端的电压相对稳定,如果续流角有剧烈的变化,相应调整触发角[4,5],按照以下公式计算触发角增量:

Δα=Δφ-sin(2φ+2Δφ)/2+sin(2α+2Δα)/2

式中,续流角增量Δφ和当前的触发角α、当前的续流角φ都已知,在程序中可用迭代逐次逼近解出此超越方程,不难得到触发角的增量。由于续流角的剧烈变化都发生在额定转速附近,此时电机电流比额定电流小或者接近额定电流,因此启动电流在电机额定电流2倍以上时,不用考虑用续流角增量补偿电机定子端电压。实验中采取的是在启动末期电流小于1.5倍额定电流时进行补偿。为了使各相电流均不发生振荡,每相的续流角和续流角增量都需要单独测量并计算,补偿触发角使用对应相的测量值。

4 10kV对旋风机软启动试验结果

图5是加入模糊恒流算法和触发角补偿算法后的电机启动电流波形。图5中,正向送风时,先启动2号送风机(710kW,52A),由于风机叶片的惯性很大,启动时间较长,3倍限流启动时间达到了30s。所测得的电流均来自变比为250∶5的电流互感器副边的电流。

图6是对旋风机引风机启动电流波形。当送

风机达到额定转速并网运行后,等待约1min,由于对旋风机系统中2台风机距离较近,气流能带动1号引风机达到一定的转速,因此1号引风机启动时间大为缩短,3倍限流启动时间为10s。

由于该次启动时开了8个风门,相当于轻载启动,电机运行时的电流小于额定电流值,实测约为30A。如果启动时负载加重,启动时间会进一步加长,实测重载启动时送风机启动时间约为40s,引风机为15s。整个启动过程波形平滑,基本消除了电流振荡,启动过程中电网电压无明显波动,启动效果良好。

5 结论

1)晶闸管调压式的高压异步电机软启动的关键技术之一是多路隔离触发晶闸管,采用交直流可变的电流源作为触发脉冲源,能保证实时性和高的隔离强度。触发系统简单易行,减小了晶闸管阀组及其触发系统的体积。DSP发出的触发信号和电流源之间的连接采用光纤,在现场环境中可以屏蔽绝大部分干扰。

2)采用恒流模糊控制及定子电压补偿算法,对晶闸管的触发角进行控制,基本消除了轻载启动过程中的电流振荡和转矩振荡。

3)在电流限定倍数固定的情况下,电机的软启动时间越短越好。对旋风机系统中的2台风机启动过程存在关联,负载情况和一拖二启动2台单独运行的异步电机存在差异,调整触发策略让后启动的电机获得较大的初始启动电流,让风机快速拖动到额定转速,减小启动时间。

参考文献

[1]李永梅,陈燎原.对旋式通风机性能试验分析[J].风机技术,2006,4(2):9-11.

[2]李敬兆,孙鸣,胡瑞仲.液体电阻用于矿井风机起动的特性分析[J].西安矿业学院学报,1997,17(2):192-194.

[3]吕广强,俞红祥,王琦.基于最小电流模糊控制的电机软起动[J].电力电子技术,2003,37(5):56-58.

[4]孙津济,房建成,王建民.异步电动机软起动过程中的振荡[J].电工技术学报,2007,22(2):15-22.

软启动技术 篇7

关键词：主排水:防爆软启动柜,工作原理,技术改造,效益分析

0 引言

四老沟矿井下主排水系统由2个泵房组成, 分别是南羊路井下泵房与副立井井下泵房, 这2个泵房都是1992年投入使用, 担负排出四老沟矿井下积水的任务, 水泵配套的启动盘型号有两种, 分别为QZ0—6S、GSDQ-R1000, 均属于非防爆启动柜, 不符合《煤矿安全规程》要求, 故决定对其进行改造。

1 隔爆高压软启动柜工作原理及技术特征

高压软启动控制器 (简称为软启动控制器, 见图1) , 是一种近几年发展起来、新型实用的启动电动机的设备, 它主要的启动方式就是降压启动, 在煤矿中适用于使用鼠笼型三相异步电动机的大型矿井设备, 如煤矿风机、水泵、胶带运输机等, 此外这种高压软启动控制器还具有智能控制与保护设备的功能, 由于此类产品具有技术先进、性能可靠等优势, 因此在现代矿井中的应用范围也越来越广泛, 有力保障了煤矿企业安全高产、高效。

1.1 主要技术参数

a) 额定电压。AC 6 k V±15%和AC 10 k V±15% (AC表示交流) ;b) 额定频率。50 Hz;c) 额定工作电流。200 A/400 A;d) 最高开关频率。20次/h (依据实际负载) ;e) 起动持续时间:≤30 s/次;f) 真空接触器机械寿命。10×104次;g) 真空接触器电寿命。30×104次;h) 高压电气部分绝缘水平。23 k V和30 k V;i) AC127以下电气部分绝缘水平。2 k V。

1.2 结构及工作原理

高压软启动器结构上分为:主回路、旁路、反馈回路和控制回路四部分。

a) 主回路。晶闸管功率组件是其主回路的主要组成构件, 通常这种主回路由三组晶闸管功率组件构成, 其中单组组件又分为输入端与输出端。输入端的R、S、T接头与电源连接, 输出端的U、V、W接头与负载连接;

b) 旁路。高压真空接触器是这种设备旁路的主要组件, 用B1符号表示, 其输入与输出端各自与三组晶闸管功率组件的输入与输出端跨接;

c) 反馈电路。反馈电路主要由提供电压信号的电压反馈系统与提供电流反馈信号的电流反馈系统组成。其中电压反馈系统是由分压电阻反馈板组成的, 电流反馈系统是由电流互感器组成的;

d) 控制回路。软启动控制器SMC、接口板、光纤、驱动板是控制回路的主要组成部件, 控制回路的主要作用是发出驱动信号和对反馈信号进行接受, 有效控制晶闸管功率组件。其联接方式为:SMC控制器与接口板的连接主要靠的是传输排线 (共5根) ;光纤连接是驱动板与接口板主要采用的连接方式[1,2]。

1.3 系统工作原理

软启动三相主电源回路系统主要由三组晶闸管组件并联连接旁路真空接触器组成。用户电网电源与三相晶闸管组件的输入端的连接主要靠高压电缆, 途中要经过供电高开输出端, 三相晶闸管组件的输出与输出端子的连接主要靠的也是高压电缆, 连接途中要穿过三相电流互感器, 输出端与电动机相连。三相电流互感器属于一种反馈电流的元件, 它的二次侧电流信号与接口板的传输靠相关导线来实现, 其发出的信号主要靠接口板连接排线传输给SMC控制器, SMC控制器依据接受到的电流信号, 进行系统的过载、欠载等相关保护动作;分压电阻反馈板一种反馈电压的元件, 其输入端子主要靠高压导线与三相晶闸管输入、输出端进行连接, 对高压信号进行采集, 然后再由分压电阻反馈板把三相低电压反馈信号输出来最后再向接口板上传递, 通过接口板连接排线向SMC控制器传输, 由SMC控制器进行相应处理, 接口板通过光纤连接到三相晶闸管组件上的驱动板, 实现了晶闸管组件和控制部分的电气隔离;SMC控制器产生驱动信号, 驱动接口板上光纤传送器, 通过光纤把驱动信号传送到驱动板, 控制可控硅的关闭、导通。另外接口板也可通过光纤接收来自驱动板的温度反馈, 若散热器温度比设定值高, SMC控制器便会把三相晶闸管组件的驱动信号进行停止, 并显示超温故障。当给出启动信号后, SMC控制器根据设定的起动曲线和采集到的电机实际起动电压、电流信号进行运算处理, 连续输出调整晶闸管控制角的驱动脉冲, 从而连续改变晶闸管上的压降, 进而改变电动机的起动电压, 使电机按设定参数对应的曲线起动, 达到软启动的目的[3,4]。其系统如图2所示。

2 技术改造及使用情况

该启动柜在使用中暴露出以下缺点:a) 该控制器不能自供127 V低压, 而目前外部供控制器127 V低压线路只有1条, 只是考虑到检修时方便断电, 但如该127 V线路因故断电, 将导致水泵不能正常开启, 无法完成排水任务;b) 该控制器的高爆开关无远程启停功能, 若该控制器长期送高压将导致控制器内可控硅长期通电发热, 易烧毁控制器内驱动板;c) 该软启动器控制变电所高压开关, 不符合日常操作规程 (因变电所高压开关是馈电开关, 不能频繁动作) 。

同煤四老沟矿针对上述问题, 通过联系启动柜生产厂家, 咨询沟通后做出如下处理:a) 问题a) 解决办法。在启动柜内加装127 V变压器 (型号JDZ11-6R) , 由柜内6 000 V主电源供电, 为启动柜提供额外的127V控制电源, 通过柜内加装的切换开关实现127 V电源双回路供电;b) 问题b) 、c) 解决办法。在启动柜内加装真空接触器 (型号3-400/7.2) , 由柜内6 000 V电源供电, 可起到控制柜内高压启停的作用, 加装后即可实现无需通过启动柜外接的高爆开关才能停止启动柜高压的问题及影响变电所高压开关的问题[5,6]。

3 社会效益及经济效益分析

自安装软启动柜使用至今, 已经历120多个工作日, 该软启动柜显现出启动过程平稳、对电网冲击小、操作简单、维护工作量小等特点, 因其为防爆型启动柜, 符合井下设备防爆要求, 给排水工作带来安全保障, 社会效益显著;经济效益方面, 经改造后每月可节约原油开关更换用油50 kg, 每年可节约600 kg, 节约资金约2×104元;因软启动柜使用高压真空开关比原启动柜油开关使用寿命长2倍~3倍, 可节约设备更换费用50×104元。

4 结语

同煤四老沟矿从2014年10月中旬开始对2个泵房共6台启动柜进行更换改造, 至2014年12月初全部更换改造完毕, 其间通过不断调整软启动柜各种数据参数, 使其符合实际使用要求, 使用至今未发生任何故障, 运行状况稳定, 这次技术改造社会效益与经济效益都比较显著, 具有很大的现实意义, 值得今后学习与借鉴。

参考文献

[1]郭继红, 孟惠霞.矿用防爆软启动控制器抗干扰的研究[J].煤炭工程, 2009 (5) :87-88.

[2]刘光辉.隔爆兼本质安全型低压交流电机软启动器的结构分析[J].电气防爆, 2008 (4) :73-74.

[3]邵明杰.煤矿防爆电器接通与开断检验装置设计[J].煤炭技术, 2015 (8) :65-66.

[4]高良君.煤矿井下隔爆型防爆电器隔爆接合面的常温磷化现场检修工艺的初步探讨[J].中国科技投资.2012 (27) :53-54.

[5]陈青.煤矿防爆高压电器保护性能检验装置[J].煤矿安全, 2014 (1) :30-31.

三相异步电动机的降压软启动 篇8

工业生产的规模化, 带动电动机向高压大容量方向高速发展, 大型电动机的起动对电网有较大冲击, 引起电网电压的上下波动, 对电力系统安全造成严重威胁。电机起动时产生的大电流引起电动机发热可能造成电机绝缘的损坏甚至烧毁电机。另一方面电机起动时产生的峰值转矩将对电机本身和生产机械产生很大的冲击, 降低电机和生产设备的使用寿命。软启动技术的发展将有效缓解这些矛盾。

2 什么是软启动

加在电动机两端的电压连续增加, 使电动机转速平滑地上升, 直到电动机达到额定转速运行的过程。

3 软启动技术应用的主要目的

使电动机转轴上所输出的转矩与机械设备对电动机起动转矩的要求相匹配, 使转速平滑增加避免产生冲击力矩危害机械设备;避免电动机由于起动电流过大产生较大热量造成绝缘烧毁, 避免产生冲击性力矩对电动机组造成破坏;避免起动电流过大造成电网电压的较大波动影响供电质量相关标准要求, 减少高次谐波含量等。

4 大型电动机软起动方式分类

按照工作原理不同分为:降压软起动、补偿软起动、变频软起动等。

降压软启动又分为:串联降压和自耦变压器降压。串联降压分为电抗器降压、电阻降压、移相切波降压。电抗降压分为磁控降压软启动、固定电抗器降压软启动。电阻降压分为热变电阻软启动、水电组软启动。移相切波降压分为电子固态降压软启动、开关变压器降压软启动。

5 各种降压软启动原理

5.1 固定电抗器降压软启动

通过在定子回路中串接固定电抗器降低起动电流。缺点是串联在定子回路中的固定电抗器在起动接近完成时将影响电动机的转速升高, 速度接近额定转速时固定电抗两端产生较大电压, 被短接时会产生很大的冲击电流。

5.2 磁控软启动

在电动机三相绕组中串联三相电抗器实现降压和固定电抗器软起动是相同的, 不同的是磁控软启动的电抗器的电抗值是通过控制直流励磁电流改变铁芯的饱和度来控制的, 起动开始时电抗器的电抗值较大, 在软启动过程中, 通过输出反馈使电抗器值逐渐减小, 直到软启动完成时被短接。

5.3 水电阻软启动

电阻由水和电解质配置电解液形成的, 它依靠电解液离子导电, 水电阻的阻值正比于相对的两块极板之间的距离, 反比于电解液的电导率, 通过控制系统控制极板距离和电解液的电导率改变电阻值。将液阻串联在电机的三相绕组中降低电机两端的电压实现软启动。液阻软启动装置也可以串在绕线电动机转子回路实现重载软启动。

5.4 热变电阻软启动

电阻是由电解质的水溶液构成的, 电解质水溶液的电解度受温度影响, 温度升高, 电解度增高, 电阻率变低, 反之亦然。热变电阻软启动装置, 通过液阻本身在软启动过程中的温升, 借助电解液电阻率与温度变化的相关性改变电阻值实现软启动。

5.5 开关变压器软启动

启动装置是用开关变压器的高压绕组代替晶闸管串联。变压器的高压绕组与电动机直接相联, 低压绕组与晶闸管和控制系统相连, 改变低压绕组上的电压通过控制晶闸管的触发角来实现, 根据变压器的原理高压绕组上的电压也随着改变, 实现电动机的软启动。

5.6 固态 (晶闸管) 软启动

将反向并联的晶闸管串联在交流感应电机的三相绕组上, 通过控制晶闸管的导通角来改变电动机的端电压、启动电流的大小, 在启动过程中调整电动机的端电压使电机平滑加速降低电机启动过程中对电网、电机及机械设备的冲击。

6 各种软起动方式的缺点

6.1 移相切波软启动

(1) 晶闸管软启动的缺点:高压产品的价格太高;晶闸管引起高次谐波, 对电网有干扰;承受突发性过载的能力较弱;由于大量晶闸管的串并联使故障点增多、均压均流技术复杂, 使维修复杂、检修很频繁、成本高、风险大。

(2) 开关变压器式软起动在原理上基本等同于晶闸管式软启动, 只是用变压器将高低压隔离开, 很好地解决了晶闸管的耐压问题。因此特点与晶闸管式软启动基本相同。

6.2 自耦变压器启动的缺点

一是冲击方面;二是可靠性方面。

6.3 电阻降压软启动

一是热变电阻软启动;二是液变电阻、热变电阻软启动的共同缺点。

6.4 电抗类软启动的缺点

电机起动时的无功功率较大, 因串联电抗器而变得更大, 因此给电力系统造成不利影响。母线产生较大压降, 对电网产生一定的谐波污染。容易对电网的其他设备运行产生影响, 可能使其他设备失步跳闸。

7 结束语

如何选择起动方式, 要考虑启动设备的成本, 考虑负载对启动过程、启动电流、启动转矩的要求;保护电机、保护电网和机械设备;降低设备维护和管理的工作量;保证选择设备的可靠性。因此一个产品的选择, 要全面考虑各方面的利弊关系, 结合各种因素进行, 既要考虑设备的先进性也要兼顾价格因素和产品质量。

摘要：大电机起动是电力拖动的重要组成部分。直接启动会引起电网电压降, 影响电网其他设备的正常工作。大起动电流会造成电动机局部温升过大, 降低电动机的使用寿命。较大的起动转矩对电动机及传动设备有较大冲击。降压软启动是软起动的一种, 可以很好解决启动中出现的问题。

关键词：大电机,起动,降压,软启动

参考文献

[1]冯欣南编.电机学[M].北京:机械工业出版社, 1985.

[2]周希章, 周全.电动机的起动制动和调速[M].北京:机械工业出版社, 2001.