软启动原理简介

目录第一部分软起动器基础理论

第二部分MVS软起动器的性能及特点

第三部分MVS软起动器的使用与维护

第四部分软起动器与无功补偿装置的配合

第一部分：软启动器基础理论

电机的控制包括电机的起动、调速和制动。异步电动机由于具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修方便、运行效率较高、工作特性较好等优点，因而在电力拖动平台上得到了广泛应用。据统计，其耗电量约占全国发电量的40%左右。当电机并入电网时，电机转速从静止加速到额定转速的过程称为电机的起动过程。

异步电动机的起动性能最重要的是起动电流和起动转矩。因此在电机的起动过程中，如何降低起动电流，增大起动转矩，一直是机电行业的专家们探讨的重要课题.

一般鼠笼式异步电机直接起动的电流是额定电流的4一7倍，直接起动通常只限于起动时在电网中引起的电压降落不超过10%一15%(对于经常起动的电机取10%，对于不经常起动的电机取15%)的场合。同时，直接起动方法的应用还受到电网容量的限制。若电网容量不够大，则电机的起动电流可能使得电网电压显著下降，影响接在同一电网的其它电机和电气设备的正常运行。

为了使电机能够迅速达到额定转速正常工作，要求电机具有足够大的起动转矩且起动电流不能太大。因此，总是希望在起动电流较小的情况下，能获得较大的起动转矩。

近三十年来，随着电力电子技术的发展，使无电弧开关和连续调节电流成为可能。电力半导体器件的开关功能实际上无磨损、寿命长、功耗小，加之微机控制技术、现代控制理论与电力电子技术的紧密结合，为电机的起动节能提供了全新的思路。从而出现了电机软起动技术。软起动技术具有传统起动方法无法比拟的优势。

可以预见，未来的软起动器将沿着以下方向发展:

(1)提高起动转矩。采用分级变频起动，使电机低速起动时，起动电流小，起动转矩大，可以在满负荷的情况下实现软起动。

(2)实现高水平的控制，向智能化的方向发展。

(3)起动器将向中压电机软起动方向发展。

(4)向小型化方向发展。

1.1工程中高压异步电动机常见的起动方式

电机的等效电路图

电机的起动电流

()()

2

'2

1

2

'2

1

x x r r U I st +++=

φ

电机的电磁转矩

()

2'212'21'

2

2

11

.

2x x s r r s

r U f pm T ++⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛+=φ

π

p —电机极对数

1m —电机相数 1f —电机定子侧频率

s —转差率

1.2 起动方式的选择 （1） 起动方式的选择

★ 当电网容量足够大时，尽量选用直接起动方式。

⎪⎭

⎫ ⎝⎛+〈=

电动机启动容量电源总容量341N st I I K

★ 直接起动造成电网压降过大时，应考虑降压起动方式。

对于频繁起动的电机，电网压降不超过10%，对于不经常起动的电机，电网压降不超过15%。

★ 负载静阻转矩较大时，电流减小，电磁转矩降低更多，应考虑变频起动。

2

I

T ∝ ，T st ≥1.1T L

★ 对超大功率电机，没有其他合适的起动装置时，可以考虑电动机组，以小拖大。

（2）直接起动的危害

★对电网电压及同网设备的影响

★对电机的电气冲击和机械冲击

★对负载的机械冲击

（3）工程对大电动机起动的要求

★初始起动电磁转矩能够克服负载静阻转矩（≥1.1T L),尽可能地限制电机起动电流；

★起动过程平均电磁转矩足够大，起动时间短；

★起动设备安全可靠,操作方便,设备简单经济。

(4) 常见的几个错误要求

★既要求控制起动电流，又要求控制起动时间

★按照电机功率或者电流选择软起动器的容量

★过分强调对电网压降的要求

1.3起动装置的选择

(1)选择起动装置的步骤

第一步、计算直接起动时电网压降，结合技术要求，判断是否允许直接起动；

第二步、如果不允许直接起动，设定一个降压起动电流，核算起动转矩，确保起动转矩大于1.1倍负载转矩。

第三步、将起动电流代入公式，核算电网压降是否满足要求；满足要求，进行第四步；不满足要求，重新第二步，另外设定起动电流。

第四步、根据起动电流的大小，计算起动时的电磁转矩，进而求出起动时间；

第五步、根据起动电流和起动时间，结合工况实际对起动频次的要求，选择合适容量的起动装置。

(2)实际案例

以郑州站为例进行实际计算分析

郑州站电网及电机数据如下：

1、直接启动时电网压降计算：

电动机的额定容量S N=√3U N I N=1.732*6*0.215=2.234

电动机的起动容量S S=K S S N= 6*2.234=13.404

电机起动时的电网电压u sb=（S bs+ Q1x )/ (S bs+ Q1x +S s)

不考虑预接的无功功率负荷时

u sb=S bs/ (S bs+ S s) =68.12/（68.12+13.404）=0.8356＜0.85

电网压降大于15%，不满足直接起动的条件，需要采取降压起动方式。

符号说明：

U N－电机额定电压，I N－电机额定电流，K S－电机起动电流倍数S bs－电网短路容量，Q1x －预接的无功功率负荷

2、模拟计算合适的起动电流：

将电机及负载的机械特性数据代入模拟软件中

从模拟计算结果中选择合适的起动电流