常用高压软启动装置的比较

常用高压软启动装置的比较

一、电动机软起动器的作用

大功率交流电机直接起动会产生一系列电气和机械问题。

◆ 电气方面有：

1. 起动时可达5-7倍的额定电流，造成电动机绕组因电流引起过温，从而加速绝缘老化。

2. 造成供电网络电压波动大，当电压≤0.85UN时，影响其他设备的正常使用。

◆ 机械方面有：

1. 过大的起动转矩产生机械冲击，对被带动的设备造成大的冲击力，缩短使用寿命，影响

精确度。如使联轴器损坏、皮带撕裂等。

2. 造成机械传动部件的非正常磨损及冲击，加速老化，缩短寿命。

人们为了解决以上问题，不断的寻求解决起动问题的方法，例如采用自耦变压器降压起动、串联电抗器、液体电阻器、磁控电抗器等起动方式。晶闸管降压软起动是近年来出现的高科技产品，是计算机技术和电力技术相结合的产物，可以根据不同的应用情况设置初始转矩、起动时间、停机时间、限流和各种保护值等。平滑的起动特性和免维护等使其具有传统软起动方法无法比拟的优越性。国内市场低压380V软起动主要是采用晶闸管降压软起动器，中压软起动主要采用传统软起动方法，近年来采用液体电阻软起动器的比较多，也有部分采用进口公司如ABB、SIEMENS、摩托托尼、AB公司生产的晶闸管降压软起动器，但由于其价格

昂贵，影响其大量推广使用。

二、软起动的分类

软起动可分为有级和无级两类，前者的调节是分档的；后者的调节是连续的。传统的软起动均是有级的，如星/角变换软起动，自耦变压器软起动，电抗器软起动等等。本文关心的是无级类的：液阻软起动、磁控软起动和晶闸管软起动。

变频调速装置也是一种软起动装置，它是性能是目前比较理想的一种，它可以在限流同时保持高的起动转矩，价格昂贵，若只用于起动功能，变频器的主要调速功能被浪费，那正好适应“用大炮去蚊子，不匹配”。为此，制约其推广应用的主要因素。（注：佳强高压软起动己基本上比变频调速装置起动转矩还要高。通常变频器起动转矩120～150%，真矢量180%，

佳强变抗起动转矩可达120～250%）

在电动机定子回路，通过串入有限流作用的电力器件实现软起动，叫做降压或限流软起动。它是软起动中的一个重要类别。以限流器件划分，可分为：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器件的磁控软起动。

三、软起动过程描述参数与软起动装置优劣评分项目

为了能够客观地对软起动过程以及装置作出比较和评价，提出以下15条。不言而喻，所有的比较和评价只有在电网、电动机、负载相同的条件下才有意义。

1. 软起动能否完成以及起动（完成）时间;

2. 软起动过程中的电动机最大电流（ %）;

3. 软起动过程中的最大电网电压降（ %）;

4. 软起动过程中电动机有否机电共振等异常现象;

5. 软起动装置的起动重复性（相连两次软起动‘过程描述参数’的守恒性），

6. 软起动装置的价格（常以元/kw的人民币表示）;

7. 软起动装置允许的连续起动次数;

8. 软起动装置占用的空间大小;

9. 软起动装置限流器件开度的易控性：调节是否平滑、快速;10. 软起动装置对（环保）使用环境的电污染和化学污染;11. 软起动过程中的波形失真度与电流的高次谐波含量（ %）;12. 软起动装置所提供的起动和停止方式的多样性;13. 软起动装置所具备的对于装置本身以及电动机综合保护功能的完备性（包括过流、过载、欠相、起动超时、接地等，包括故障提示和显示、诊断、记忆等）;14. 软起动装置在起动过程中的噪声大小;

15. 软起动装置所需要的辅助电源功率的大小。以上1至5条等属于‘过程描述参数’，6

至15条属于‘装置评分项目’。

四、目前常用高压软启动装置的比较

4.1高压双向晶闸管软启动装置

高压双向晶闸管形式的软启动在国内也逐渐打开了市场，适用的行业也不断增加。该软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其

电子控制电路，如图1所示。

图1 高压双向晶闸管软起动器接线图与起动时波形

运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。

高压双向晶闸管软启动装置基本原理是控制电压的导通角来调节输出电压平均值。软起动过程中电流的高次谐波含量特别高，对电网污染严重。因转矩抖幅大，不能用于重载起动的设备，有在目前该产品不能作为重点推广的致命缺隙。

晶闸管软起动产品：1) 高压产品的价格太高，是液阻的5～10倍；2) 晶闸管引起的高次谐波很严重；3) 是对于绕线转子异步机无所作为；4) 重载起动困难；4.2、液阻软起动

液阻软起动的液阻是一种由电解液形成的电阻，将液电阻串在电机起动电路中，调节液电阻的大小，达到控制起动电流的大小。它导电的本质是离子导电。

◆液阻软起动的优点：

1、它的阻值正比于相对的二块电极板的距离，反比于电解液的电导率，极板距离和电导率都便于控制。液阻的热容量大。液阻的这两大特点（阻值可以无级控制和热容量大），恰恰是软起动所需要的。

2、起动时波形失真小，谐波含量低。

3、重要的优势即低成本。

◆: 液阻软起动的缺点

1、液阻箱容积大，根源在于阻性限流，减小容积引起温升加大。一次软起动后电解液通常会有10°C～30°C的温升（快速起动时60～80°C），液老化快，使软起动的重复性差。

2、控制功能低下。起动时间、停止时间、初始电压、限压范围等主要控制参数均不能方便地调节。移动极板需要有一套伺服机构，它的移动速度较慢，难以实现起动方式的多样化。

保护功能不全。无自检、过载保护、电流不平衡、断相等保护。