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电机软起动装置的技术现状详解(三)
发表时间:2011-07-06 17:23:48

      晶闸管式软起动装置
      相对液态软起动装置而言,晶闸管式软起动装置是较早提出的一种固态软起动装置,因此在工程实际中通常被称为固态软起动装置。晶闸管式软起动装置是应用晶闸管相控调压的原理,利用晶闸管的可控导通特性,通过改变α来改变加在定子上的电压均方根值。属于移相调压软起动技术。受晶闸管耐压限限制,用于大型中高压电动机时需采用串联。

      由于采用可控硅移相调压直接控制电动机输入电压,具有非常优秀的控制特性,能实现多种控制算法,如电压斜坡、电压突跳、电流斜限流电压斜坡、转速闭环、转矩控制、模糊控制、神经网络控制、分级变频等,是降压型软起动中起动性能最好,控制最灵活、使用最方便、体积最小的软起动装置。

由于电力电子器件直接串联在高压回路,直接承受电网高电压,串联晶闸管还需要均压,增加了设计难度,降低了系统可靠性。同时,基于移相高压原理,加在电动机定子上的电压含有大量谐波,谐波的大小与晶闸管的导通角和负载的功率因数角有关。大量谐波对电网和电机都会造成一定的损害。

      分级变频软起装置

      最早由Antonio Ginart提出了离散频率控制法后,国内学者进行了大量的研究,并给出了实验结果。采用开关控制代替固态软起动移想控制,克服了移相控制会产生大量谐波的缺陷。但均存在定子电流过大,电机转矩脉动较大的缺点,未见分级变频软起动装置在工程实际中应用的公开报道。

      在上述基础上,改进分级变频软起动以晶闸管资交交频技术为基础,采用开关控制和移相控制相结合,既可以减少移相控制的谐波,又可以获得高起动转矩,还可以减少定子电流和转矩脉动。

      分级变频软起动一种变频软起动技术,克服了降压软起动要牺牲起动转矩的缺陷,起动转矩大,适合各种类型负载的电动机。采用移相控制的开关控制结合的方法,克服了定子电流过大,转矩脉动大的缺陷,理论上起动电流接近额定电流,具有和变频器软起动装置一样的性能。

      和固态软起动相比,成本要高,采用的更电力电子器件,进一步降低了可靠性。

      液态软起动装置

      液态软起装置是在三相异步电动机定子侧串入液态电阻,降低电动机定子电压,属于串电阻降压电动方式。

      液态电阻由特制碱性的水溶液配制的电解液构成,因而,液态软起动装置又俗称水电阻起动器,其阻值在电场强度的一定限度内符合欧姆定律,在电解液大于某一浓度的一定范围内,ρ值对温度的变化曲线是平坦的,这两点为液阻软起动装置的可行性提供了理论依据。

      由于能够无级连续调节液态电阻值,也就实现了无级连续调节电动机起动电流,从而能够调节和限制起动电流,直到电动机转差小于最大转差,平滑无冲击的完成起动过程,软起动性能较好。

      液态电阻的核心部件是液阻箱,其成本非常低廉,和固态软起动装置相比具有非常高的性价比,在所有软起动产品中,同比成本最低,由于电解液的导电率的变化,为了保证起动性能,需要定期进行维护,在起动前还要进行电阻测试和重新配液,增加了设备的维护和使用成本。

      液态软起动装置的纯电阻调压技术是一种能耗降压,起动过程中直接消耗大量有功能量。

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