高压电机有几种起动方式？

高压电机有几种起动方式？（精选8篇）

篇1：高压电机有几种起动方式？

高压电机的几种起动方式:

1、普通鼠笼式电动机在空载全压直接启动时，启动电流会达到额定电流的4—7倍，当电动机容量相对较大时，该启动电流将引起电网电压急剧下降，电压频率也会发生变化，这会破坏同电网其它设备的正常运行，甚至会引起电网失去稳定，造成更大的事故。

2、电动机全压启动时的大电流在定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力，会破坏绕组绝缘和造成鼠笼条断裂，引起电机故障，大电流还会产生大量的焦耳热，损伤绕组绝缘，减少电机寿命。

3、串联电抗器启动为有级降压启动，在全压切换时转矩有跃变，会产生机械冲击。与直接全压启动相比，操作过电压的几率会小些。但由于高频振荡的随机性，大幅值的操作过电压还是有可能出现的。

4、自耦变压器减压启动与电抗器降压启动相比，在获得同样启动转矩的情况下，自耦变压器式降压启动的启动电流较小，适合于阻力矩比较大的情况。

5、用中压变频器做软启动装置来启动电机，其启动性能很好，但中压变频器价格昂贵，另外由于变频技术还处于发展时期，其可靠性还不是很高，用户的维修技术还跟不上，这便是这种方法尚不是应用很多的原因，一般都在进口设备上采用，

用变频器来启动电机，可以做到无操作过电压，但变频器的输出电压中含有大量的高次谐波，也会对电机造成伤害。

6、采用可控硅串联技术的中压电机软启动装置对元器件特性参数的一致性要求很高，元器件的筛选率很低，而且筛选仪器的价格很高，这致使装置的价格较高。另外在使用一段时间后，元器件的参数还会发生变化，使元器件的均压性能降低，极易造成整串元器件的损坏，使这种装置的可靠性降低。

7、水电阻和液变电阻式软启动装置，水电阻式是靠极板的移动和大电流使水汽化(极板表面)形成高电阻改变液体的电阻来控制启动电流(电压)，而液变电阻是靠掺入杂质的多少，极板的大小及大电流使极板附近的水汽化产生的高电阻来控制启动

8、开关变压器式中压电机软启动装置是用开关变压器来隔离高压和低压，开关变压器的低压绕组与可控硅和控制系统相连，通过改变其低压绕组上电压来改变高压绕组上的电压，从而达到改变电机端电压的目的，以实现电机的软启动。在启动过程中，开关变压器始终处于开和关两种工作状态，开关变压器损耗很小。

篇2：高压电机有几种起动方式？

专制型(支配型)

采用严厉、高压、强迫命令式的教育，只从父母主观意志出发，不考虑孩子的心理愿望，经常打骂、体罚、使子女容易发展为顺从、懦弱、缺乏自信自尊、孤独、或是另一极端，强烈反抗、冷酷、残暴。这样培养的孩子学习被动，智力低下，成绩很差。

溺爱型(顺从型)

多见于独生子女家庭。一切顺从溺爱，百依百顺。子女常表现为任性、自私、骄傲、情绪不稳定、无责任感。这样的孩子往往在社会上到处碰壁。

保护型(限制型)

过分限制孩子的活动，一切劳动由家长包办代替，一心读书，闭门不出。子女性格表现盲从、脆弱、依赖性很强，独立性差，缺乏创造性和想象力，社会适应能力差。

自流型(放任型)

父母只顾自己的工作学习，孩子从小缺乏教育和关心，放任自流，性格内向，孤僻，对人冷淡，情绪消沉，兴趣狭窄，缺乏理想和追求。

不协调型

即教育态度缺乏一致性，连续性，随心所欲，以家长的情绪为转移，教育方式多变。家庭内部缺乏稳定感，孩子情绪不稳定，容易恐惧、焦虑、急躁、多疑、自卑，容易发展不良行为和心理变态。

虐待型

见于少数特殊家庭。对孩子视为仇敌，打骂虐待，孩子胆小、脆弱，自卑、心理缺陷和心理障碍发展率很高。

民主型(教导型)

篇3：高压电机有几种起动方式？

矿井通风机用以向井下输送新鲜空气、供人员的氧气需求,要稀释井下有害气体和冲淡粉尘,保证人员安全及生产的连续性。然而异步电机直接起动电流可达额定值的5～7倍[1],甚至有超过12倍的极端情况。那么通风机传动高压异步电动机的安全可靠起动与运行就显得至关重要。

常用的起动方式有磁控降压起动、水电阻降压起动、自藕降压起动等等。因以上几种起动方式不能够宽范围的调节电机端电压,在起动时若电网短路容量较小极容易造成电动机起动失败。近些年由于电力电子元件的飞速发展,以晶闸管串联构成的交流反并联调压电路已广泛的应用于高压电机软起动当中。该技术具有宽范围调压、调流、起动重复精度高、占地空间小、价格低廉等特点,越来越受到人们的关注。

2 晶闸管串联高压电机软起动的关键技术

2.1 主电路拓扑结构、晶闸管的选取及均压措施

2.1.1 软起主电路拓扑结构

系统拓扑结构采用晶闸管串联的交流调压软起电路如图1a),还包含图1b)中的电流电压变送电路、电流电压过零检测电路、触发恒流源、触发单元(含磁环)等。

2.1.2 晶闸管额定参数的选取

K1为电压计算系数,取2.45,n为串联晶闸管的额个数,K2为均压系数,取0.8～0.9。

一般电机软起动时的电流倍数在4倍额定电流,时间一般不超过一分钟。连续起动次数冷态允许2次,热态允许1次。根据这些基本数据有

IM A X为实际流过的最大电流,n为晶闸管并联个数,K为均流系数,可取0.8～0.9。

晶闸管在串联使用时需平均分配每只元件所分担电压。因其特性有差异,晶闸管的伏安特性、开通时间及恢复电荷等参数的分散性,在其串联应用时一定要采取均压措施。

静态均压电阻的选择依据:

动态均压元件选择依据:

在晶闸管两端并联阻容吸收(R、C)电路,用以实现动态均压。具体选择如下:

电阻可依据经验取10～50欧姆/150～250瓦。动态均压除配置吸收电路外还可采用强触发技术。

2.2 晶闸管的强触发及隔离技术

高压环境中晶闸管的触发隔离技术主要有电磁隔离触发、间接光触发(光电触发)、光触发等。光触发因成本较高极少用于工业产品而电磁隔离触发因体积大、制造难度大成本较高也不适用于普通工业产品。当前常用的触发隔离形式主要为间接光触发。而触发供电电源取能有低压、高压及电压源型耦合取能方式,考虑到系统安全可靠、触发脉冲前沿足够陡峭,系统设计了电流源耦[2]合取能触发形式。系统控制电流源的开通于关断控制通过磁环的感应电流的通断,在磁环的二次侧感应出脉冲再经简单整流获得触发脉冲。本方案具有隔离可靠、脉冲对称度高、脉冲前沿陡峭等特点。具体实施方案如图2所示,触发脉冲实测波形如图3所示,脉冲前沿陡度大于1.5A/us符合强触发要求。

2.3 关于电机的转矩震荡

因三相异步电动机在起动过程中功率因数角是持续变化的[3],特别是在8电动机起动后期功率因数角的变化非常剧烈[4],如不加以控制将引起电动机的转矩较大脉动,甚至影响通风机的安全稳定运行。为此增加了电动机定子电压补偿策略。

晶闸管输出电压有效值为:

装置工作时,可通过检测电机定子电流的有效值是否接近额定电流来判断转速是否达到电机额定转速。同时,实时的调整晶闸管的触发角度用以补偿定子电压。

则电动机端电压有效值可表示为:

即:

经数次迭代可得触发角度的增量表达式为:

实际触发角度等于Δα和α的和,本控制策略也在实际的测试中得到了印证,详见图5的b)。

2.4 重载情况下的起动

2.4.1 首脉冲起动控制

在电动机起动之初,向电机端施加70%～100%电机额定电压(可调整),持续时间可在1～3s内调整使电动机克服高静阻力负载转动起来后,再以电压斜坡控制方式控制电动机起动,此种控制方式虽能起动重载设备,但会向电网输送较高的电压尖峰,这对电网的安全稳定运行会产生一定影响。特别当电网短路容量相对较小时应慎重使用。

2.4.2 分级变频起动控制

异步电动机如需成功拖动重负荷起动,那么需要增大电动机输出转矩[5]。然而,调压软起动本身就是以牺牲电动机转矩为代价的,异步电动机转矩表达式为:

那么,如需增大电动机输出转矩,还可以下调定子电压频率来实现。晶闸管调压型软起动装置可以适当配置算法即可实现此功能,图4给出晶闸管调压型的软起动方式分级变频起动方式的仿真波形。

3 主控制系统的设计

3.1 核心控制器的选取

TI公司生产的TMS320F2812专为电机控制而设计,具有集成度高,可靠性强的特点。除每秒可执行1.5亿次指令、采样周期12.5MIPS的12位A/D变换控制外,还具有用于捕获高速脉冲信号的CAP端口和带有死区控制的PWM发生端口非常适合于电动机的起动调速控制。

3.2 信号采集电路的设计

在电机起动过程中,控制保护的实现主要靠采集系统电压及电动机的额定子电流来实现。其中,定子电压补偿法还需准确的判断电流的过零信号,为此设计了如图5的电压电流采集电路。

因起动过程是相位控制方式,会产生较大的谐波成分,在捕获电流过零信号时一定需要采取屏蔽虚假过零信号的控制策略,否则定子电压补偿控制算法将难以实现。

3.3 系统模糊控制策略

模糊控制的工作方式追寻着人工智能控制及反馈控制的理论[5],自理论提出以来以广泛的应用于电力电子领域。特别在电机控制领域已广泛应用。为精确的实现电机定子电压补偿,系统设计了基于模糊控制方式的恒流软起动,其中Δα与ΔI分别为电动机定子电流与触发控制角度的增量,ΔIC为电动机定子电流变化率具体控制方式如表1。

4 理论验证

针对上述理论研究,在实验室条件下针对一台380V/2.5KW/5A异步电动机进行了实际的测试,具体测试波形如下:

图6从测试波形可以看出装置降低电动机起动电流特性明显。同时对比施加了定子电压补偿策略(a)图)与未补偿波形(b)图)可见,当施加控制策略使电动机起动后,转矩震荡明显得到抑制,实验充分的验证了软起动装置的特性及算法的准确性。

5 结束语

对以上软起动装置试制了10kV/500kW高压异步电动机软起动装置并成功应用于某煤矿矿井通风机的软起当中。要求起动电流小于3.5倍额定电流,实现恒流软起动。实际起动电动机电流为116.9A为电机额定电流的3.1倍,具体曲线如图7所示。

装置成功投入运行表明本软起动装置达到了软起动电动机,减小因电机直接起动对电网及机械负荷造成的冲击,具有广泛的煤矿行业推广应用前景,因条件所限分级变频软起方式并没有得到实际的应用这也是本课题继续研究的关键。

参考文献

[1]徐永德.简易实用的电机软起动装置[J].电气传动,2007,4(3):30-31.

[2]陈密,高强,徐殿国.10KV对旋风机软起动及触发技术研究[J].电气传动,2010,(4):57-60.

[3]王毅等.电机软起动控制系统中功率因数角的研究[J].中国电机工程学报,2002,22(4):82-86.

[4]甘世红,田展飞,吴燕翔等.交流异步电动机轻载运行节能的研究[J].电力电子技术,2009,(11):41-42.

篇4：高压电机的软起动

关键词:高压电机 软起动

中图分类号:TM343.2文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)02(b)-0064-01

1 研究背景

随着生产化程度的不断提高,很多行业的生产规模越来越大,在高压异步电动机的需求和使用上也呈上升趋势。随着高压电机单机容量越来越大,其可靠起动问题渐渐显露出来。高压电机以往的起动方式主要有:(1)加大电网容量。为满足大容量电动机起动时有功功率和无功功率的要求,保证电动机起动时对端电压的要求,过去人们经常采取加大自身电网容量的办法,如采用大容量的变压器或建自备电厂,但这样又常常致使正常运行时电网负荷较轻,电力变压器处于轻载工作状况,造成能源的浪费。在以变压器容量收费的地区,使用户电费支出加大。(2)串联电抗器起动。该方法能满足降低起动电流的要求,但电机的起动转矩小,且为有级调整,切换时有大电流冲击,在大容量电动机的起动应用中受到限制。(3)自耦变压器起动。该方法能满足降低起动电流的要求,起动转矩较串电抗器起动大,对中大容量电机的起动比较适宜,但其调整方面的问题,诸如滑动触点电弧烧损问题、碳刷磨损问题、局部匝间短路问题、切换时有大电流冲击等等,使其在实际应用中也受到限制。

鉴于上述原因,软起动的应用变得迫切起来。目前的软起动主要有液阻软起动、晶闸管软起动、磁控软起动、变频器软起动、开关变压器软起动。各种软起动方式采用不同的控制手段实现起动过程中对电压、电流的调节,以适应不同的应用场合。本文对上述几種软起动的原理、优缺点进行简要阐述,从而对工程技术人员在软起动的选择上提供一定的帮助。

2 液态电阻软起动

(1)液态电阻软起动的原理。液态电阻是一种由电解液形成的电阻,它导电的本质是离子导电。它的阻值正比于电极板间距,反比于电解液的电导率,改变极板间距和电导率,就可改变电阻值,从而实现电压、电流的无级调节,满足软起动性能要求。(2)液态电阻软起动的特点。①起动电流仅为电机额定运行电流的2.0～3.5倍,电阻值容易调整;②起动过程平滑,对机械设备无冲击;③对电网影响小,起动时电网压降小;④起动时功率因数高;⑤无谐波污染;⑥可以连续起动2～5次;(3)液态电阻软起动缺点。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。

3 晶闸管软起动

(1)晶闸管软起动的原理。晶闸管调压软起动器又称智能马达控制器(SMC),它是微处理器和大功率晶闸管相结合的新技术,通过改变晶闸管的导通角来实现电机电压的平稳升降和无触点通断,起动电流可根据负载情况任意设定。(2)晶闸管软起动的特点。①晶闸管具有调节快速性好;②闭环控制,控制方式的菜单化:体积小,结构紧凑,维护量小;③功能齐全,菜单丰富:起动重复性好,保护周全。(3)晶闸管软起动的缺点。①电压耐受能力差,所以,在10kV电压系统中,每个高压桥臂上都串联3～4个晶闸管,同步触发解决不好就会造成控制失败;②耐压均匀性要求过高,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;③高压产品的价格偏高。

4 磁控式软起动

(1)磁控式软起动的原理。磁控式软起动利用铁磁材料的交流有效磁导率随直流磁场大小变化的特性借以改变交流绕组的电抗值来实现无级调压,从而完成软启动。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”。(2)磁控软起动的特点。在工作原理上磁控软起动与晶闸管软起动是完全相同的。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。(3)磁控软起动的缺点。①磁控软起动的调节范围有限,起动电流不能从0开始;②同时起动时需要较大起动电流,磁控不能提供;③切换时施加在电机的电压达不到额定电压,切换时有一定的机械冲击;④磁控软起动的电抗器饱和引起非线性会产生高次谐波;⑤磁控软起动装置需要有相对功率较大的辅助电源,噪声较大。

5 开关变压器软起动

(1)开关变压器软起动的原理。开关变压器式软起动装置用开关变压器来隔离高压和低压,开关变压器的低压绕组与可控硅控制系统相连,通过改变低压绕组上的电压来改变高压绕组上的电压,达到调节电动机端电压的目的,实现电动机的软起动。(2)开关变压器软起动的特点。①电压和电流能从零起连续可调,转速缓慢上升,起动性能好。高压开关合闸时电流(或电压)为零,开关寿命长。②控制灵活,重复精度高。③起动过程中,能在额定电流以内给电动机以充分加速,起动电流最大值小,保持时间短。④开关变压器的低压侧电压低,低压可控硅的控制技术成熟,可靠性高。⑤功耗小,可以连续起动,也可以一拖多。⑥开关变压器的电感大,可吸收大部分可控硅产生的高次谐波,对电源和电动机的高次谐波影响少。⑦容量大、可靠性高、可承受高压、价格低。(3)开关变压器软起动的缺点。开关变压器软起动的综合性能优越,其缺点仅有无法软停止。

6 各种软起动的比较

在连续起动性方面,除了液态电阻软起动不支持,其他几种软起动方式均有较好的支持;起动能耗方面,液态电阻软起动的能耗最大,磁控略小,而晶闸管和变压软起动这方面做的比较好,起动能耗小;高次谐波方面,液阻和变压均不受其影响,磁控略受影响,而晶闸管受影响程度较大;对于软停止的支持,按从易到难分别是晶闸管、磁控、液阻和变压软起动;重复性方面除了液阻软起动表现较差,其他三种均很稳定;寿命方面除了液阻比较短,需要经常维护更换,其他三种寿命都比较长,相对应的,维护量方面也只有液阻软起动比较高;设备费用方面,液阻和变压软起动费用比较低廉,而磁控和晶闸管设备费用比较高。

7 结论

电动机软起动,不止是一项技术,一类产品,它造就了一个行业。随着高压电机的应用越来越普遍,研究高压电机的软起动对于保障电网的安全运行、延长设备的使用寿命、实现电机的精确控制等具有重要的意义。之外,针对不同的应用场合,电机的大小不同,控制要求不同等应有针对性的选择。如使用环境条件(温度、湿度变化范围),起动负载轻重,使用的频繁度、防爆、防尘要求等均有差异;不同层次的电气设计、管理、维修人员对软起动性能的要求也会有所区别。

参考文献

[1]甘世红,楮建新,顾伟,高越农.高压异步电动机软起动方法综述[J].电气传动,2005(10).

[2]王颖.中压电动机传统起动方式的危害性[J].大电机技术,2003(4).

[3]曹芳,张明礼.磁控式软起动器技术之探讨[J].机电信息,2009(30).

篇5：确定合同价款有几种方式？

双方在专用条款内约定合同价款包含的风险范围和风险费用的计算方法，在约定的风险范围内合同价款不再调整。风险范围以外的合同价款调整方法，应当在专用条款内约定。

（2）可调价格合同。合同价款可根据双方的约定而调整，双方在专用条款内约定合同价款调整方法。

篇6：广州小学升初中有几种方式

全国小升初是小学生升入初中生的简称。按照中国义务教育政策与相关法律法规，小学升入初中就读是不需要升学考试的，大多为免试就近入学，但是民办初中和部分公办重点初中依然举办小升初的升学选拔性考试。以下小编为大家整理了广州小学升初中的方式详细内容，希望对大家有所帮助！

方式一：电脑派位

适用范围：越秀、海珠、荔湾“老三区”

广州市实施电脑派位的区域有：越秀区、荔湾区、海珠区、黄埔区大沙地区域、番禺区市桥区域和花都城区区域。

电脑派位是通过电脑随机摇号招生，让对口小学派位对口中学，使用“多对多”的派位方法来取得学位，各地段每小学组大约有3—6所中学供学生选择。

方式二：对口直升

适用范围：天河、白云、黄埔等区以及部分教育集团

海珠区小部分、黄埔区（大沙地除外）、番禺区大部分（市桥除外）、花都区（城区除外）、天河区、白云区、从化区、增城区和南沙区。

对口直升是按照小学对口中学和统筹分配学位的原则，六年级与初一实现“一对一”免试直升。

每年，广州小学升初中电脑派位的组别涵括的学校和学位大致不变，但会略有微调。

无论是电脑派位还是对口直升，一般要求学生具备广州市的户籍和该区的学籍，才能相应地参加电脑派位或对口直升。

如果学生具备该区的户籍，而学籍在广州市别的区或者别的城市，想回到户籍所在区参加公办初中的升学，那么该学生的.身份就是“返区生”。

返区生的学位安排办法，按当年该区《小学升初中返区生办理报名入读手续须知》执行，家长和学生必须提前一个多月办理手续，时间一般在五月上旬。

方式三：公办学校特长生升学

适用范围：全市

公办学校展现培养学生全面发展，会面向全市招生特长生，两种获得资格的方式：一是艺术考级证书；二是学生所在学校或个人参加省市区比赛，获得省市级二等奖及以上或区一级一等奖以上奖项。

5月份，由学生提出申请，然后由学校统一向区教育局提交特长生资质认证，通过区教育局认证的，每人将发一张特长生报名表（一人一表，两个意向），特长生正式报名时需将报名表原件交给第一意向的中学。

方式四：民校面谈

适用范围：全市（不限户籍）

人机面谈：考查学科及百科的内容，缩短了面谈时间，也在短时间内考查出孩子的学科基础及临场素质。

群体面谈：学生分批进入40分钟的群体面谈，在面谈过程中，有抢答题、必答题，同时也有自由讨论环节及小组合作。

单面形式：考查孩子的观察力，对社会现象的看法，选择学校的理由等，甚至有学校对家长也进行了“面谈”筛选。

方式五：报读华附

适用范围：全省

使用“网上报名+专家遴选+面谈”的方式进行，首轮由华附本校专家、教师，对材料进行审核、遴选，筛选500人。二轮使用面谈的方式，根据学生的具体表现作出评价。

招生对象需具备智力超常、身体健康，全面发展，等综合素质优秀，要求各科学习成绩优秀；具有创新潜质，对数学有浓厚兴趣，并有学科特长”。

方式六：公办外国语

适用范围：全省

按照指标+抽签方式进行招生，主要看六上期末成绩如出现同分，则再看语文、数学。三门主课成绩相差不能太大，其次是看重英语综合能力，部分外国语增加了面谈环节，想要进入外国语，优秀的英语能力是不可或缺的一个重要部分。

一直以来，公办外国语学校一直都以优异的中考成绩获得了诸多青睐，但随着教育新政的颁布，公办外国语学校招收地段生人数逐年增加，显然，公办外国语学校的优势必将被削弱。

篇7：高压电机有几种起动方式？

提取公积金还款的三种方式为：一次性还款法、停还若干月法、逐月还款法。

1、提取公积金一次性还款法

即用提取的住房公积金余额一次性归还贷款余额后，借款人按照提取还贷后的剩余贷款本金和剩余还款期限重新计算的月还款额继续按月还款的办法。

2、提取公积金停还若干月法

即用提取的住房公积金余额一次性归还贷款余额后，根据提取的公积金余额与当前月还款额的倍数取整后，停还相应月数的办法，停还月数不得超过12个月(提取还贷的公积金余额大于12个月的月还款额的，停还月数也不得超过12个月)。停还结束后借款人须继续按月还款。停还期内产生的欠息，不收罚息，不计复利，在停还结束后的月还款中逐月扣还。。

3、提取公积金逐月还款法

即每月直接从委托人公积金账户中提取用于归还当月贷款本息的金额的办法。提取的公积金金额不足时，委托人应及时补足其还款金额。

二、公积金贷款买房需要哪些材料

购房者向住房资金管理中心提出申请，希望通过公积金贷款买房。需要的材料主要如下所示：

1、借款人身份证件、婚姻状况证明、家庭财产和收入证明;

2、合法的购(建、修)住房合同意向书、协议或其他批准文件;

3、抵押物或资物清单、权属证明以及有处分权人同意抵押或资押的证明;有权部门出具的抵押物估价证明;保证人同意提供保证的书面文件和保证人资信证明;

4、所购住房全部价款30%以上的用于住房的首付款的证明;

5、有住房资金管理中心认可的资产作为抵押或质押，或有足够代偿能力的单位或个人作为保证人;

篇8：高压电机有几种起动方式？

关键词：软起动器,可控硅

1 引言

在现代工业领域中, 交流电动机作为重要的动力装置, 其应用非常广泛。然而, 在不采用任何起动装置的情况下, 直接加额定电压到定子绕组起动电动机时, 电机的起动电流可达额定电流的5-8倍, 并且电动机转速在很短的时间内由零上升到额定转速, 此瞬间内过大的扭矩冲击和过大的起动电流, 不仅会使电动机发热, 降低使用寿命, 同时也会造成电网电压下降, 影响其它设备的正常运行。因此, 当电机起动时, 通常不允许直接起动, 而要求采用专门的起动设备来完成正常的起动工作, 尤其当频繁起动、起动大功率电机时更是如此。

为了解决这一难题, 市场上先后出现了液阻软起动器、磁饱和软起动器等, 它们都能够在一定程度上降低电机的起动电流。随着科技的高速发展, 大功率可控硅的应用越加广泛。新型的可控硅型高压大功率异步电机软起动装置, 通过改变可控硅的触发角度, 可以平滑地改变输出电压的大小, 使电机的起动电流更加平稳, 使起动电流在最大限度内达到最小值, 减小对电网的污染, 延长电机使用寿命。

本文介绍了高压大功率交流异步电机的工作原理以及各种起动方式。

2 几种软起动器的特点

1、普通电抗器起动

这种方式是在电机定子回路串电抗器, 起动电流为额定电流的3.5~5倍, 且电流不可控、不可调;起动时间不可调, 电机起动决定于电机及负载本身的特性;对电网的电流冲击及对传动机构的机械冲击较大。

2、液态软起动

根据电机拖动理论, 在电机定子回路串接一特制可变液体电阻, 随着电动机的起动, 通过PLC程序来控制动、定极板间距按预定的设置自动改变, 使阻值无级平滑减小, 电动机端电压均匀提高。这种方法可以起到横流起动的效果, 但液态软起动维护困难, 液阻箱容积大, 一次软起动后电解液通常会有10°C~30°C的温升, 使软起动的重复性差、控制功能低下、安全性差、对环境温度要求高。

3、变频器软起动

变频调速装置也是一种软起动装置, 它是比较理想的一种, 它可以在限流同时保持高的起动转矩, 几乎涵盖各种类型负载的起动, 可以满足不同的负载及工艺起动要求;起动电流很小, 而且可根据工况进行适宜性调整。但是, 尽管变频器作为先进节能的高技术电子技术产品, 有着其它起动方式不可比拟的优点, 但它也存在着一些不足之处, 高次谐波的问题;维护与检修问题;投资价格过高造成的一次投资与收益问题。变频器用于电动机的调速控制时, 节能效果好, 受益明显。但是, 如果工作现场不需要变频调速, 变频器器只作为同步电机的起动设备, 并没有充分发挥变频器的调速性能优势, 似乎造成资源的浪费。

4、可控硅软起动器

固态是采用电力电子技术、可控硅移相技术、微处理技术及现代模糊控制技术于一体的具有先进科技水平、工作运行安全可靠的电机控制装置, 它具有很多传统电机起动装置无法比拟的优点, 其起动方式多样, 电压斜坡曲线可调, 限流倍数和时间可调, 并且保护全面, 使用安全, 连续起动次数多, 维护也更加方便。而且随着技术的成熟以及功率器件价格的降低, 固态软起动器的价格已比从前有了很大的降低。

3 可控硅型软起动器的工作原理

固态软起动器采用单向可控硅反并联作为功率器件, 单向可控硅的导通角度为180°时, 可控硅将完全导通, 此时可控硅的交流输出电压为它的输入电压大小。但通过控制可控硅的导通角度, 使其在0到180°之间变化, 就可以改变可控硅的交流输出电压有效值的大小。固态软起动器串接在三相交流相电压与三相交流异步、同步电动机输入端之间, 通过同时调节三个独立的多只反并联晶闸管的导通角度, 来改变三相异步、同步电动机的交流输入电压幅值, 因此改变了三相输入电流的有效值, 从而达到了恒流起动或电压按一定斜率变化起动的目的。当起动完成后, 三相旁路接触器自动吸合, 电动机投入电网运行。

4 可控硅型软起动器的基本组成

可控硅型软起动器一般由高压可控硅、旁路接触器、电压、电流检测单元、控制系统、触发驱动系统以及液晶键盘部分组成。液晶键盘用于设置起动参数, 并显示起动状态。电压、电流检测单元用于检测软起动器的输入电压、输出电流大小, 并传送给软起动控制系统, 控制系统通过计算, 发出触发脉冲信号, 并通过光纤传送给触发系统。触发系统再触发可控硅, 从而实现电机的输入电压调节, 缓慢起动电机。

5 起动方式

由于采用了可控硅控制和微处理器的控制, 使得异步电机软起动器的起动方式更加灵活, 适合不同场合的电机起动。异步电机软起动器的起动方式大体分为电压斜坡起动、限流起动和突跳起动。

5.1 电压斜坡起动

电压斜坡起动是一种电流开环控制的起动方式。用户根据电机负载情况, 现场工况来设定一个起动初始电压转矩、起动斜坡上升时间, 软起动器即根据此曲线调节电压大小, 电压按照斜坡曲线上升。初始电压可以在0至100%全压之间无级设定的, 斜坡上升时间也可以在一定范围内无级设定, 这样用户就可以针对不同的电机, 设定最适合起动的电压斜坡上升曲线。

5.2 限流起动

用的比较多的一种起动方式。起动过程中软起动器根据电机电流的大小时刻调节触发角度, 使电机的电流能够限定在设定电流值上不会改变, 直至起动完成后电流降到额定电流。这种方式为电流闭环起动, 能够限制电机的最大起动电流, 这样可以尽量减少对电网的压降, 同时可以延长电机的使用寿命。

5.3 突跳起动

有些负载例如带式运输机等在静止情况下会有比较大的阻力矩, 必须要有很大的驱动力矩来克服它, 使电动机加速。而当带式运输机开始转动以后, 静摩擦力变为动摩擦力, 所需要驱动力矩相应变小。为了适应这种情况, 可以在电压斜坡起动或限流起动之前叠加一个突跳脉冲电压来克服静摩擦力, 突跳脉冲的幅值可以在0至100%全压之间调节, 脉冲的时间可以在0至2S之间调节, 以适合不同类型的电机。

6 保护

高压大功率异步电动机在起动和运行过程中会发生一些异常情况, 一般软起动器应具有如过流、过压、欠压、可控硅过热、触发失败、电机过载、欠载、失相等保护, 以此对软起动器和电机的运行状态进行实时监控和保护, 来保证电动机的安全和整个系统的正常运行。

7 结束语

可控硅型高压大功率异步电动机软起动装置广泛应用于大功率风机、水泵、球磨机、轧钢机等恒速驱动系统, 其最大的优点在于起动方式灵活、安全可靠、故障率低。由于采用了可控硅作为主功率器件, 使得软起动器的体积大大减小, 使用寿命更长, 起动更加可靠。与传统起动器相比, 可控硅型软起动器的技术指标有很大优势, 其必将成为今后软起动器的主流产品。

参考文献

[1]汤蕴缨, 史乃, 沈文豹, 电机理论与运行.水利电力出版社, 1980

[2]高景德, 张麟征.电机过渡过程的基本理论和分析方法.北京:科学出版社, 1982。

[3]甘世红, 刘雨青, 吴燕翔等.高压异步电动机轻载软起动性能研究.电力电子技术, 2008.