高压电机软启动方式介绍

本文主要介绍了几种目前在工业生产中经常用到的软启动柜，简单介绍关于为何使用软启动柜，软启动柜对电动机有什么样的好处，并对几种常见的软启动的主要优缺点进行分析和比较。

1 引言

随着国民经济的高速发展，高压电动机的数量不断增加。由于大电机直接起动时的电流为正常工作电流的5~7倍，而启动转矩只有额定转矩的0.4--1.6倍。它在电网条件（电机启动时的电网压降小于10%）和工艺条件（启动转矩满足）允许的情况下，可以直接启动。但过大的启动电流、过小的启动转矩和过长的启动时间给电机和电网造成了极大的危害。常导致电网电压、谐波波动的增大以至前级跳闸，大大的增加了电网污染，严重的影响电网的安全运行。同时，也对自身造成了很大伤害。因此，必须在电源和电机之间串入软启动柜来解决这些问题。

高压大功率交流异步电动机软启动柜，使电动机在从零升速至额定转速的启动过程更加平稳。高压大功率交流异步电动机软启动柜可减小电动机硬启动（即直接启动）引起的电网电压降，使之不影响共网其他电气设备的正常运行；可减小电动机的冲击电流，冲击电流会造成电动机局部升温过大而降低电动机寿命，冲击电流还会以电磁波的形式干扰电气仪表的正常运行；可减小机械冲击，冲力加速所传动机械（轴、啮合齿轮等）的磨损。

近几年随着国内一些6kV和10kV的大容量电动设备投入运行的不断增加，特别是那些启动力矩较大的风机泵类电机的增多，带动了电动机软启动技术的应用和发展，一些技术先进的有关电动机启动的智能控制技术受到社会的广泛关注。

2 软启动优点

通常电动机的启动方式有两种：一种是在额定电压下的直接启动，又被称为硬启动；另一种是降低电机的启动电压或电流的启动，也被称为软启动。为了减少对电网的冲击，中、大功率的电动机一般都不允许直接启动。降压启动先后经过了两个发展阶段，一是采用“Y-△”接线启动和自耦降压启动，二是引进电力电子技术，用软起动器、变频器等设备启动电机。第二种方式能从零开始，线性平滑地增加电压，不但减小了对电网的冲击，也减小了对电机的冲击。

3 常见软启动

对于大功率高压电动机而言，软启动比直接启动具有如下优势：（1）减小启动过程引起的电网下降，使之不影响共网其他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影响电动机的寿命；（3）减少电磁干扰，避免冲击电流以电磁波的形式干扰电子设备和电气仪表的正常运行。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。

本文主要介绍几种目前常见的软启动及其工作方式，高压大功率交流电动机软启动的几种常见方式：变频软启动、磁控软启动、晶闸管软启动和液态电阻软启动。

3.1 变频软启动

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，通过变频器设定较低频率来达到电动机软启动的目的。变频器在很多现场主要的应用目的是用作节能。而作为软起动器的优点是：效率高，输出频率高；动态性能好，过载能力强；转矩脉冲较小，电机噪声小；网侧配置多样化，可实现12、18或24脉冲整流，以减少网侧谐波；直流进线可配制动电阻；与基波一致的功率因数；可无熔断器设计。缺点是：价格较贵，技术复杂多样，体积较大。一般的用户主要应用变频器的主要目的是节能兼顾软启动的功能，如果是单就软启动的功能比较少的用户使用。

3.2 磁控软启动

此种方式是通过磁放大原理，在饱和电抗器的控制线圈中加入较小的控制电流，使电抗器的饱和程度有所改变，从而改变串入电抗器的电机的启动电流。此种方式运用了磁放大原理，从而达到以较小的功率控制放大功率的目的。此种方式的优点是电感的体积和成本比电压器有所降低，价格适中。缺点是：响应慢、噪声大。

3.3 晶闸管软启动

它是应用了可控硅串联技术，通过光纤传输控制信号，控制可控硅串的同时导通和关断，从而控制电机的启动过程。可控硅方式软启动有诸多优点：体积小，重量轻，控制迅速，响应快。可控硅方式启动，可靠性高，启动成功率有保证。至于价格方面，由于此项技术门槛较高，以前此类产品均为进口，给人以高价的印象，随着半导体元件的价格降低和国内有实力的公司介入，价格已达到了人们可以接受的程度。

3.4 液态电阻软启动

水电阻软启动是在电机的定子或转子回路中串入液体电阻的启动方式。当电机启动过程中，装置通过改变极板的距离，相应的改变极板间液体电阻，从而调节了电机的电压。水电阻启动最大的优点就是：价格便宜。由于没有采用现代功率电子器件，而采用落后的机械调节极板距离的方式，技术含量低，所以售价相对较低。可以用于绕线电机及笼型电机。但水电阻的缺点也是显而易见的：体积大、水电阻式占地面积大，需要更大的配电室面积、水电阻还有使用寿命低、环境适应性差的缺点。同时环境温度对其启动性能有很大的影响，无法频繁启动、不适合一拖多。初次启动后，如果要再次启动，就需等溶液温度降低，需要等待很长时间，否则溶液有可能因温度过高而大量汽化。此外水电阻式还存在水的蒸发问题和污染问题等。

4 结束语

综上所述，变频器软启动尽管技术先进，但是价格昂贵，而且体积庞大，高端客户才选用；液态电阻软启动尽管体积较大，维护量大，但是相对便宜的价格，加上产品的进一步提高，将具有不错的竞争力；晶闸管软启动尺寸最小，但是容易被击穿，假以时日，市场前景还是不错；磁控软启动，相比于以上几种，价格居中，尺寸居中，具有不错的竞争力。