交流異步電動(dòng)機的軟起動(dòng)

2 軟起動(dòng)器的工作原理
軟起動(dòng)有磁控降壓軟起動(dòng)器和電子軟起動(dòng)器。其中，磁控降壓軟起動(dòng)采用控磁限幅調壓方式減壓調控電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)的電壓，實(shí)質(zhì)就是電抗器降壓起動(dòng)。電子軟起動(dòng)器有晶閘管調壓軟起動(dòng)和變頻器調速軟起動(dòng)。晶閘管調壓軟起動(dòng)器的主回路采用6只晶閘管兩兩反向并聯(lián)組成的調壓電路，并焊接于電動(dòng)機的三相供電線(xiàn)路。當起動(dòng)器的微機控制系統接收到起動(dòng)指令后進(jìn)行有關(guān)計算。輸出晶閘管的觸發(fā)信號，通過(guò)控制晶閘管的導通角起動(dòng)器按所設定的模式調節輸出電壓，從而控制電動(dòng)機的起動(dòng)。當電動(dòng)機起動(dòng)完成后，起動(dòng)器吸合旁路線(xiàn)接觸器，使晶閘管短路，電動(dòng)機直接投入電網(wǎng)運行，避免不必要的電能損耗。圖1為電子軟起動(dòng)器控制框圖。

用電子式軟起動(dòng)器起動(dòng)電動(dòng)機時(shí)，不僅實(shí)現了在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中無(wú)沖擊而且平滑地起動(dòng)電動(dòng)機，還可根據電動(dòng)機負載特性調節起動(dòng)過(guò)程中的參數，如限流值、起動(dòng)時(shí)間等。電子軟起動(dòng)與其他傳統起動(dòng)方式相比，具有良好的軟起動(dòng)能力，它既能保證電動(dòng)機在負載要求內起動(dòng)特性下平滑起動(dòng)，又能降低對電網(wǎng)的沖擊；而與磁控式軟起動(dòng)相比較，從起動(dòng)電流特性曲線(xiàn)及其他特性可以看出電子軟起動(dòng)裝置優(yōu)于磁控式軟起動(dòng)裝置。

3 軟起動(dòng)方法
3．1 限流軟起動(dòng)
限流軟起動(dòng)主要用于輕載起動(dòng)的負載設備，其輸出電壓從零快速升高到其輸出電流達到預設的電流閾值Im，然后保持輸出電流IIm的條件下逐漸增大至額定電壓，電動(dòng)機轉速逐漸升高到額定轉速，輸出電流迅速下降到額定電流，起動(dòng)完成。
3．2 電壓斜坡起動(dòng)
輸出電壓以斜坡線(xiàn)性上升，使傳統降壓起動(dòng)由有級變無(wú)級，主要用于重載起動(dòng)。其缺點(diǎn)是轉矩小，且轉矩特性是上升拋物線(xiàn)型，不利于起動(dòng)，且起動(dòng)時(shí)間長(cháng)。而改進(jìn)的雙斜坡起動(dòng)其輸出電壓先迅速升至U1，U1為電動(dòng)機起動(dòng)最小轉矩所對應的電壓值，然后按設定的速率逐漸升高，直至額定電壓，初始電壓和電壓上升速率可根據負載特性進(jìn)行調整。該雙斜坡起動(dòng)特點(diǎn)是起動(dòng)電流相對較大，起動(dòng)時(shí)間相對較短，適用于重載起動(dòng)的電動(dòng)機。
3．3 轉矩控制啟動(dòng)
轉矩控制啟動(dòng)主要用于重載起動(dòng)，它是按電動(dòng)機的起動(dòng)轉矩線(xiàn)性上升來(lái)控制輸出電壓，優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)平滑，柔性好，適用于拖動(dòng)系統，同時(shí)減少對電網(wǎng)的沖擊，是最優(yōu)的重載起動(dòng)方式，缺點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)間較長(cháng)。
3．4 轉矩加突跳控制起動(dòng)
該方法也用于重載起動(dòng)，所不同的是在起動(dòng)瞬間用突跳轉矩，克服拖動(dòng)系統的靜轉矩，最后轉矩平滑上升，可縮短起動(dòng)時(shí)間。但是，突跳會(huì )給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其他負荷，使用時(shí)應特別注意。
3．5 電壓控制起動(dòng)
該方法用于輕載起動(dòng)，在保證起動(dòng)壓降的前提下使電動(dòng)機獲得最大的起動(dòng)轉矩，盡可能的縮短起動(dòng)時(shí)間，因此，該方法是最優(yōu)的輕載軟起動(dòng)方式。

4 重載起動(dòng)
4．1 交一交變頻工作原理
軟起動(dòng)對低壓電機效果明顯，但采用可控硅調壓方式的軟起動(dòng)器控制感應電動(dòng)機，電壓降低的同時(shí)，供電頻率仍為工頻，使得其功率因數降低，無(wú)功功率增加，因此決定了該軟起動(dòng)器只適用于輕載。然而在很多場(chǎng)合不能保證負載為輕載起動(dòng)，這就要求在降低電壓的同時(shí)，減小供電電壓頻率，即保持V/F不變和恒力矩起動(dòng)．因而變頻器變頻起動(dòng)是最好的起動(dòng)設備，但變頻器僅用于起動(dòng)，無(wú)調速，將造成資金浪費，且感應電動(dòng)機的重載起動(dòng)只是短時(shí)間，故采用交一交變頻器實(shí)現重載軟起動(dòng)。由于交一交變頻實(shí)現重載軟起動(dòng)，交一交變頻無(wú)中間直流環(huán)節，僅用一次變換就能實(shí)現變頻，效率高，而且大功率交流電機調速系統所用的變頻器主要也是由交一交變頻完成。其工作原理：兩組交流電路按一定頻率交替工作，負載輸出該頻率的交流電。改變兩組變流電路的切換頻率，改變輸出頻率；改變變流電路工作時(shí)的控制角，交流輸出電壓的幅值也隨之改變。與可控硅整流電路(軟起動(dòng))相同，交一交變頻電路也為電網(wǎng)換相。

4．2 交一交變頻軟起動(dòng)試驗
為驗證交一交變頻軟起動(dòng)的起動(dòng)效果，對一臺中壓電機(6 kV、780 kW、89 A)進(jìn)行全壓直接起動(dòng)與交一交變頻軟起動(dòng)試驗。該軟起動(dòng)實(shí)驗采用電氣量采集分析裝置(PCA2002型)記錄有關(guān)參數及電壓、電流波形，并進(jìn)行對比分析。