軟起動技術有利于改善異步電動機起動過程中產生過大電流問題，本文詳細分析、比較了變頻、液阻和晶閘管串聯等軟起動方法的特點，采用晶閘管串聯技術和轉矩控制策略，實現異步電動機固態軟起動。利用MATLAB/SIMULINK對轉矩控制閉環系統建立了仿真模型并進行了仿真實驗，仿真結果表明采用轉矩控制方式，軟起動裝置能夠很大程度地降低起動轉矩和起動電流，能夠很好地控制異步電動機的啟動過程。
 

 

　　1 引言

　　鼠籠式異步電動機在全壓直接起動時，起動電流可以達到額定電流的5-7倍，會造成電動機繞組因過流引起過溫，從而加速絕緣老化。同時，硬起動造成的過電流也勢必會造成電網電壓急劇下降，影響其他電力設備的正常使用，且電網電壓的急劇下降，使起動轉矩減小，有造成起動失敗的可能性。異步電動機降壓起動目前應用比較普遍的有：串電阻或者串電抗起動、Y—△起動。自藕變壓器降壓起動等方法。這些傳統降壓起動方法很大程度上緩解了大容量電機在相對較小容量電網上起動時的矛盾，但是它們只是降低起動電流沖擊，并沒有從本質上解決問題，而且還造成起動轉矩同時在減小，在切換瞬間還會產生二次沖擊電流。近年來，隨著電力電子技術的發展，使無電弧開關和連續調節電流成為可能。為電動機的起動提供了全新的思路，從而出現了電機軟起動技術。晶閘管串聯式的高壓軟起動器應運而生，如美國的BS公司。英國的CT公司。法國的TE公司、瑞典的ABB公司等軟起動器系列產品已成為市場的主流。其中美國的BS公司采用晶閘管串聯技術生產的重壓6~13.8KV軟啟動器，最大功率可以達10MV。國內的中源ZY—FR1000系列軟啟動器性能達到國際先進水平，湖北省萬洲電氣有限公司WGQH系列高壓固態軟啟動器也具有國內先進的水平。

　　2 軟起動方法

　　2.1 變頻啟動

　　變頻器用于交流電機起動，起動電流小、起動力矩大、調速曲線平滑調速范圍大、運行平穩，起動速度快，是交流電機理想的起動方式。但是，高壓變頻器更適用于需要調速的電機系統，且價格高昂，單純做軟起動裝置使用太浪費。

　　2.2 液阻式降壓軟起動

　　2.2. 1 液阻軟起動

　　液阻式一種由電解液形成的電阻，起到點本質是離子導電。電解液中有兩個導電極板，即固定板和動級板，伺服系統控制動級板得距離來改變起動電阻值。

　　2.2. 2 熱變電組軟起動

　　與液阻的主要區別在于電機不動，熱變電阻呈現明顯的負溫特性。

　　液阻式軟起動裝置的不足時電機起動時，液體電阻發熱，要消耗一定的電能，且不適合頻繁起動場合。但因其投資少，性能好(無級控制，熱容量大)，不會產生諧波影響電網，使用于高壓發大功率和重載起動。

　　2.3 磁飽和電抗軟起動

　　磁飽和電抗器的等效電抗值是可控的，它利用鐵心的飽和特性，通過改變直流勵磁改變其電抗參數，可以實現電流閉環控制，且可實現軟停車。與高壓晶閘管軟起動相比，其缺點是控制快速性比較差，噪聲較大，也會產生一定的高次諧波。

　　2.4 開關變壓器軟起動

　　用開關變壓器隔離高壓和低壓，通過改變其低壓繞組上電壓來改變高壓繞組上的電壓，從而達到改變電機端電壓的目的，以實現軟起動。不必采用晶閘管串聯技術，可靠性大大提高，且諧波很小。此外，電壓電流可全范圍調節。可構成閉環控制，時間常數小，反應迅速。

　　2.5 晶閘管串聯軟起動調壓電路，

　　在高壓電網和電動機之間接入反并聯晶閘管通過控制晶閘的觸發角進行斬波，起到調壓作用。由于單只晶閘管還不足以高壓，所以采用串聯技術，例如在設計6KV高壓軟起動裝置的時候功率單元常采用3只晶閘管串聯的方式提高耐壓值。該系統對均壓電路、觸發電路的性能要求較高，對元器件參數的一致性要求比較高。可實現輸出電壓連續可調，能完全免除對電網和電動機及機械設備的沖擊。

　　綜上所述，晶閘管具有體積小、實現軟啟動停容易能量損耗小、啟動方式多樣化等特點。同時，多個晶閘管串聯，需要解決同步觸發、均壓、均流等技術關鍵。

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