【论文投稿】来自土木在线网友原创--几种中压大功率交流电动机软启动方式的比较

几种中压大功率交流电动机软启动方式的比较

来自土木在线网友******（原作者要求匿名）

*****正文描述****：

2. 软启动器按照不同的标准可以有不同的分类法，按照调节是否连续，分为有级和无级两大类，有级的调节是分档的，无级的调节是连续的。传统的软启动都是有级的，如星/三角变换软启动，自耦变压器软启动，电抗器软启动等等。本文主要介绍无级软启动器 。
无级软启动器按照调节参数的不同来分类，又主要分为以下几种：

A 降低电压启动,如可控硅软启动，液态软启动；

B 降低频率启动，如变频启动；
C 降低励磁电流启动，磁控软启动；

2.1 晶闸管软启动
晶闸管软起动机的原理,晶闸管软启动器一般将三相反并联的晶闸管串联在电机的主回路当中作为开关元器件，依靠晶闸管的通断来控制电机定子端的电压。它可以通过控制晶闸管的触发角来改变电机的输入电压，并在电机启动过程中，随着电机转速的变化按照适当的原则调节触发角，使电机在启动电流很小的前提下平稳地启动。
中压晶闸管软启动器的优点，具有体积小，结构紧凑，维护量小，启动重复性好等优点；　
中压晶闸管软起动器的缺点，价格较高，谐波污染较严重，中压晶闸管容易被击穿，寿命短；
工程应用情况，低压晶闸管软启动器应用特别多，高压晶闸管应用较少，随着技术的升级，晶闸管的参数将不断提高，前景应该不错。

2.2 液态电阻软启动
液态电阻软启动的原理,液态电阻软启动器在电动机的定子回路中串入适当的可调节式水电阻进行分压，充分利用水电阻的可调性能 ，热容量相对较大的特点，通过控制系统来调节传动机构，带动电极的极板运动，改变定、动极板之间的距离，从而改变水电阻阻值的大小，促使同步变化水电阻的阻值与电动机转差率，达到平稳地启动电动机的目的。
液态电阻软启动器的优点，具有价格便宜，系统功率因素高，不产生高次谐波等优点；
液态电阻软启动器的缺点，体积较大，维护量较大，安全性较低，且对气候条件比较敏感。
工程应用情况，由于价格便宜，而且性能不错，应用较多，但是维护量较大，而且对环境要求较高，随着极板驱动系统的变频化，加上密封性更好的产品出现，液态电阻软启动将具有更高的高性价比。

2.3 变频软启动
变频软启动的原理，变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，通过变频器设定较低频率来达到电动机软启动的目的。变频器种类繁多，按照有无直流环节，可以分为交-交变频器和交-直-交变频器；而交-直交变频器根据直流环节的不同又可以分为两种，电流源性变频器和电压源性变频器；电流源性变频器又可以分为负载换向式晶闸管变频器（LCI）和采用自关断期间SGCT的变频器；电压源性变频器又可以分为以下三种，采用IGCT或HV-IGBT三电平变频器，采用LV-IGBT的单元串联多电平变频器，功率器件串联二电平直接高压变频器。
变频器的优点，启动平稳，限流的同时保持高的启动转矩，体积较小，维护量小等优点
变频器的缺点，价格昂贵，而且构造复杂，体积巨大（目前市场上的中压变频器方案主要有两种：高-高方案和高-低-高方案，高-低-高方案需要降压和升压变频器，体积更大）。
工程应用情况，用变频器来做软启动器，价格太高，只有高端用户采用。

2.4 磁控软启动
磁控软启动的原理

在交流电动机定子回路中串联磁饱和电控器，磁饱和电抗器在电动机启动时，根据控制磁饱和电抗器中的励磁绕组的电流大小，改变磁饱和电抗器的电抗值，平滑的完成电动机的软启动特性。
磁控软启动的优点，体积较小，维护量较小，重复启动性好，价格合适。
磁控软启动的缺点，高次谐波污染较严重。
工程应用情况，开始应用，前景较好。

3. 下面分别以6kV和10kV等级下2000kW和4000kW电动机为例，比较几种软启动器的外形尺寸，价格等参数。（点击可查看大图）

参考文献
[1] 王兆安，刘进军.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2009：133-143.
[2] 吴季超，杨玉岗.基于新型磁链的转矩控制异步电机软启动[J].电气传动，2010，40（5）：46-49

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据原作者透露，正在构思下一篇论文，一起期待！