【正文】 自動調(diào)節(jié)功能、操作簡單、易維修、適用于任何的負(fù)載場合的電動機(jī)的控制；裝置液態(tài)軟啟動裝置的結(jié)構(gòu)簡單、體積小、造價低、運(yùn)行效果好；高壓磁飽和軟啟動安全可靠 。 這表明只要在負(fù)載時根據(jù)實際情況控制在一定的范圍內(nèi)，關(guān)于該電動機(jī)的最佳節(jié)能問題還是可以實現(xiàn)的。當(dāng)電動機(jī)負(fù)載率在 ~ ,電動機(jī)的效率變化不大 ,但功率因數(shù)明顯提高 ,有一定的節(jié)能效果 。 的 6 個驅(qū)動信號 。管壓降取自反并聯(lián)的 2 只晶閘管的陰極 K1 和 K4, K1 和 K4 也正好是控制部分觸發(fā)脈沖線的陰極線 ,可直接檢測。 19 該三相異步電動機(jī)軟啟動器采用的是相對觸發(fā)方式。單片 機(jī)控制系統(tǒng)原理框圖如下 。在電動機(jī)節(jié)能運(yùn)行時 ， 電流檢測 系統(tǒng)自動檢測負(fù)載電流 ， 并根據(jù)電動機(jī)額定參數(shù)自動調(diào)節(jié)電動機(jī)定子電壓 ， 使電動機(jī)功率因數(shù)和運(yùn)行效率均保持在最佳狀態(tài) 【 10】 。 以我國目前的形式來說，晶閘管軟啟動的應(yīng)用更為廣泛一些。 可以說是，高壓磁飽和軟啟動對于大功率的電動機(jī)的軟啟動是有一定的局限性的，不適合廣泛應(yīng)用。由于液態(tài)電阻具有負(fù)溫度特性，這種變化從單次的起動過程分析不影響起動性能的控制，但最重要的是會影響短時間內(nèi)下次起動的性能。（ 7）適應(yīng)電機(jī)頻繁起動，尤其對 10kV。磁性材料都有自身的磁飽和特性，磁性材料的飽和過程為一條曲線，在額定電流通過時，磁性材料不會飽和，曲線在上升階段，達(dá)不到拐點；如果通過超過額定電流幾倍的電流時，磁性材料會迅速飽和，自身的壓降在短時間內(nèi)也隨著變化。使用該裝置無任何諧波污染；可根據(jù)電機(jī)參數(shù)和工況，預(yù)測、控制和調(diào)整起動電流；起動過程平滑，起動／ 運(yùn)行切換無沖擊；采用 P L C 控制技術(shù)，實現(xiàn)計算機(jī)遠(yuǎn)端通訊及集中控制。 電力電子軟啟動器的原理和性能 (1)電機(jī)電力電子軟啟動裝置采用電力電子集成電路，由 PLC 或單片機(jī)數(shù)字控制的調(diào)壓 (電流 )節(jié)能的電機(jī)軟啟動設(shè)備。為保證輸出電壓對稱并有一定的調(diào)節(jié)范圍，要求晶閘管的觸發(fā)信號除了與相應(yīng)的交流電源有一致 的相序外，各觸發(fā)信號之間還須保持一定 KZ KZ KZ KZ KZ KZ6，的相位關(guān)系。 目前常用的 Y 一 △啟動 ， 自耦變壓器啟動和變頻調(diào)速啟動對大功率電機(jī)來說， Y 一 △啟動仍能產(chǎn)生較大的電流；自耦變壓器啟動具有啟動不便、體積大、滑塊觸點氧化等缺點；而變頻調(diào)速啟動對于規(guī)律負(fù)載來說就顯得“大材小用”了，且造價高昂 【 25】 。 電動機(jī)直接全壓啟動無論對電動機(jī)自身，還是對電網(wǎng)都有諸多危害，這已得到人們的共識，因此一般電動機(jī)常常采用減壓啟動或軟啟動方法。 (5) 串接頻敏變阻器或水電阻 :對于繞線式異步電動機(jī) ， 可在轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器或水電阻實現(xiàn)起動 ， 待起動完成后再將其切除 。 傳統(tǒng)的降壓起動有以下幾種方法 ： (1) 星形 /三角形轉(zhuǎn)換器 :這種方法適用于正常運(yùn)行時定子繞組采用△接法的電動機(jī) 。電動機(jī)傳統(tǒng)啟動方式有自耦減壓、 Y/△減壓等方式，其共同特點是控制線路簡單，啟動轉(zhuǎn)矩不可調(diào)并有二次沖擊電流，對負(fù)載有沖擊轉(zhuǎn)矩 【 21】 。 （ 3） 其機(jī)械系統(tǒng)容易由于電氣系統(tǒng)的突變而對機(jī)械系統(tǒng) 造 成沖擊，如：風(fēng)機(jī)、水泵等受電機(jī)啟動過程中的壓力突變往往造成泵系統(tǒng)管道、閥門的損傷 ,縮短使用壽命 。而電動機(jī)選型時是按照需要的最大負(fù)載和最壞情況下所需要的功率而定的，因而大多數(shù)情況下，電動機(jī)運(yùn)行在輕載或不均勻負(fù)載情況下，電動機(jī)的運(yùn)行效率都較低。它的應(yīng)用，給我們提出了很多要求。 本文 論述了 電動機(jī)軟啟動的特性；電動機(jī)軟啟動的分類；部分電動機(jī)軟啟動的介紹，對它們進(jìn)行了對比分析。既要為智能控制打下良好基礎(chǔ)，又要降低電動 機(jī)啟動時對電網(wǎng)的沖擊。 在文中對各式實現(xiàn)軟啟動的方法進(jìn)行分析比較， 試圖找到 安裝簡單 ， 操作方便、運(yùn)行可靠 ， 起始電壓 可調(diào)， 方便合理的被 廣泛適 用 等的更好的方案 。 一 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械特性和工藝要求 ,確定是否允許拖動電動機(jī)直接起動； 二 根據(jù)電動機(jī)的容量與供電系統(tǒng)的變壓器容量的比值來確定，要求電機(jī)容量要 小于變壓器容量的 10% ~15%； 三 要求電機(jī)起動過程中 的電網(wǎng)電壓降不大于額定電壓的 15%.對于中、大功率的電動機(jī)一般都不允許直接起動，而要求采用一定的起動設(shè)備，通過降低電機(jī)啟動時的電壓的方式完成正常的起動工作，被稱為降壓 (限流 )軟啟動。 圖 軟啟動與硬啟動特性比較圖 所謂電動機(jī)軟啟動，是指在電動機(jī)啟動過程中，在電動機(jī)主回路串接變頻變壓器件或分壓器件，使電動機(jī)端電壓從某一設(shè)定值自動 (無級 )上升至全壓，電動機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn) 6 上升至全速的一種電動機(jī)啟動方式。 其優(yōu)點是起動電壓可以選擇 ， 如 ， 或 ， 以適應(yīng)不同負(fù)載的要求 .缺點是體積大 ， 重量重 ， 且要消耗較多有色金屬 ， 故障率高 ， 維修費用高 。 值得指出的是 ， 盡管各種老式軟啟動方法各有其優(yōu)缺點 ,但它們有一個共同的優(yōu)點 :就是沒有諧波污染 。 對于大型電動機(jī)，減壓啟動的一些缺點突顯因此應(yīng)用于 10000～ 20200 kW 電動機(jī)啟動較多電動機(jī)容量再大則用此法的較少。 晶閘管軟啟動器的特點 （ 1） 減少起動過程引起的電網(wǎng)電壓降使之不影響同一供電網(wǎng)其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行； （ 2） 對電動機(jī)提供平滑的起動過程，降低電機(jī)起動過程中線路的沖擊電流，減少電動機(jī)（傳動機(jī)械）的沖擊電流及對電網(wǎng)和配電系統(tǒng)的沖擊，延長電動機(jī)（傳動機(jī)械）使用壽命； （ 3） 減少電磁干擾：硬起動產(chǎn)生的沖擊電流會以電磁波的形式干擾電氣儀表的正常運(yùn)行； （ 4） 具有多臺電動機(jī)控制功能，用一臺起動器控制多臺電動機(jī)的起動，起動電流、起動時間可分別設(shè)置；多種起動模式：電壓斜坡起動、限流起動、脈沖突跳起動，具有軟停車功能； （ 5） 具有完善的保護(hù)功能：過載保護(hù)、斷相保護(hù)、過壓和欠壓保護(hù)等。因此，要求晶閘管的移相控制角與負(fù)載電路的參數(shù)阻抗角西的關(guān)系為：φ≤α≤ 150℃ ， 而 φ = t g ﹣185。 一般的電子軟啟動器都適用于三相 220 V 一 690 V AC 電壓等級，具有比較完善的故障檢測功能，能在運(yùn) 11 行過程中檢測任何異常狀態(tài) ，并通過不同的指示燈顯示各類故障，配套相應(yīng)的晶閘管主回路及 RC 吸收單元可組成一高性能的電動機(jī)軟啟動控制器，并能適用于任何負(fù)載場合的電動機(jī)的控制 。 靠近管壁四周的氣流向管中心加速，平均流速增高到達(dá)截面 BB 后，氣流截面收縮到最小，平均流速達(dá)到最大，經(jīng)過截面 BB 后，氣流截面開始擴(kuò)大膨脹，到達(dá)截面 CC 后又恢復(fù)正常 ， 氣流在節(jié)流孔板附近形成渦流 ， 氣流不僅有橫向脈動還有逆向運(yùn)動流動狀態(tài)十分復(fù)雜 【 5】 。 （ 2）分三相單體線圈設(shè)計，每相一個線圈，互相獨立，安全，可靠。 5 大功率電動機(jī)軟啟動的比較與分析 電力電子軟啟動器的缺點 分析 （ 1） 因為 用電負(fù)荷的單機(jī)容量越來越大，要求電力電子裝置的容量也越來越大，對電力電子器件的電壓容量和電流容量的要求也就越來越大，這是當(dāng)前電力電子技術(shù)的一個難點問題。 雖然價格便宜，但是 體積笨重效率低下 。 （ 3） 對電網(wǎng)造成 “ 諧波污染 ” 以前較少引起重視，現(xiàn)在越來越多的 晶閘管軟啟動使用后就被日益關(guān)注了。主回路采用晶閘管反并聯(lián)三相交流調(diào)壓電路 ， 如圖 所示。 17 圖 主回路原理圖 軟啟動控制系統(tǒng)以高性能的 16 位 80C196KC 單片機(jī)作為控制核心 ， 外圍電路包括檢測電路、脈沖觸發(fā)電路和電源電路。 由于軟啟動控制器必須在 1 個電壓周期內(nèi)控制可控硅的導(dǎo)通角 ,即通過 確定電壓波形的過零點 ,延時一段時間后輸出觸發(fā)信號控制其導(dǎo)通角。D D2 的作用是限幅比較器的差模輸入信號以保護(hù)比較器 。 20 圖 相序檢測電路圖 電流檢測電路 電流檢測的方法多種多樣 ,用電流互感器測得的交流電流值 ,含有脈動成分 ,可采用硬件或軟件的方法減小脈動的影響。啟動程序流程如 圖 所示 : 22 圖 啟動程序流程圖 7 大功率三相異步電動機(jī)軟啟動器的實驗舉例分析 將 上面 完成的軟啟動器帶上 1 臺 8 kW 的 DW2 系列 6 極風(fēng)機(jī)用隔爆型三相異步電動機(jī)進(jìn)行實驗 ,測得的實驗數(shù)據(jù)如下。當(dāng)忽略負(fù)載變化引起的電 24 動機(jī)參數(shù)變化時 ,隨著定子電壓的降低 ,異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩會減小 ,所以采取降壓措施節(jié)能時 ,降壓運(yùn)行還受到電動機(jī)能否帶動負(fù)載正常運(yùn)行的制約。特別適合 5000～ 20200kw 的大容量大功率電動機(jī)的使用 ，充分的滿足了一些大型電廠、工廠等對電動機(jī)維修便捷，操作簡單，控制元件不易損壞等的需求。 它將 晶閘管軟 啟動的優(yōu)點、電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)、和自動控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種性技術(shù)。 我相信在將來，我們一定可以完全的解決負(fù)載對電動機(jī) 軟啟 26 動的影響。 特別適合 用于電動機(jī)控制的單片機(jī) 的優(yōu)點，可根據(jù)要求設(shè)置不同的起始電壓和啟動時間完成電動機(jī)的軟啟動任務(wù)。 介紹了 晶閘管軟啟動，液態(tài)軟啟動，電力電子軟啟動，高壓磁飽和軟啟動 ，三相異步電動機(jī)軟啟