1.引言

　　交流異步電機(jī)以其優(yōu)良的性能及無(wú)需維護(hù)的特點(diǎn)，在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，特別在石油的催化裂化裝置中隨著裝置的增大送風(fēng)電機(jī)的容量也隨之增大。然而由于起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊電流，同時(shí)由于起動(dòng)應(yīng)力較大，使電機(jī)本身及傳動(dòng)的機(jī)械設(shè)備承受較大的沖擊造成壽命降低。傳統(tǒng)的星/角、自藕降壓起動(dòng)方式雖然有助于改善電機(jī)的起動(dòng)性能，但并沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題.

　　在電力電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，軟起動(dòng)器得到了廣泛的應(yīng)用。利用晶閘管、單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動(dòng)和軟制動(dòng)是目前普遍采用的一種較好的方法。國(guó)內(nèi)外也涌現(xiàn)了一大批軟起動(dòng)廠商，比如國(guó)外的AB、ABB、西門(mén)子，國(guó)內(nèi)的西普等公司，但起動(dòng)裝置在性能及價(jià)格上存在較大的差異。本文從電機(jī)軟起動(dòng)的好處談起介紹了一種具有較高性價(jià)比的高壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置及其在某石化公司催化裂化裝置中的應(yīng)用情況。

2.軟起動(dòng)的好處

　　普通鼠籠式電動(dòng)機(jī)在空載全壓直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流會(huì)達(dá)到額定電流的5～7倍。當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量相對(duì)較大時(shí)，該起動(dòng)電流將引起電網(wǎng)電壓急劇下降，這會(huì)破壞同電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至?xí)痣娋W(wǎng)失去穩(wěn)定，造成更大的事故。因此，一般要求經(jīng)常起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)引起的電壓波動(dòng)不大于10%;偶爾起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)引起的電壓波動(dòng)不大于15%。采用軟起動(dòng)后起動(dòng)電流可降為額定電流的1.5～3倍，可大大降低電網(wǎng)電壓的波動(dòng)率。電動(dòng)機(jī)直接全壓起動(dòng)時(shí)的大電流在電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的沖擊力，加大了定子線圈（尤其是端部）與鐵芯的磨損，會(huì)破壞繞組絕緣;鼠籠條上的沖擊力也容易引起斷裂，引起電機(jī)故障。電動(dòng)力的大小與電流的平方成正比。電動(dòng)機(jī)直接全壓起動(dòng)時(shí)的大電流會(huì)使定轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生大量的焦耳熱。燒損繞組絕緣，降低電機(jī)壽命。軟起動(dòng)可以大大降低發(fā)熱量，提高電機(jī)壽命。

3.基本原理

　　用晶閘管控制的電機(jī)軟起動(dòng)裝置是在19世紀(jì)出現(xiàn)的。當(dāng)時(shí)美國(guó)航天局有一位“弗蘭克”的工程師取得了一項(xiàng)專(zhuān)利，叫“功率周波控制器”，利用晶閘管反并聯(lián)、調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角達(dá)到交流調(diào)壓的目的，為解決在空載和輕載時(shí)交流異步電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)過(guò)低的問(wèn)題，此技術(shù)得到了應(yīng)用。后來(lái)又引入電流反饋技術(shù)，使該項(xiàng)控制水平大幅度提高，得到廣泛的采用，美國(guó)將采用此技術(shù)的裝置命名為“節(jié)電器”。

3.1相控調(diào)壓

　　由電機(jī)學(xué)可知，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩有三個(gè)：電磁轉(zhuǎn)矩、空載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩和負(fù)載制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。其中電磁轉(zhuǎn)矩起拖動(dòng)電機(jī)的作用，它與電機(jī)端電壓的平方成正比

　　只要能夠平滑的調(diào)節(jié)機(jī)端電壓就能夠達(dá)到軟起動(dòng)的目的。經(jīng)閘管的相空調(diào)壓電路就可以實(shí)現(xiàn)這一功能。

　　由電力電子理論有，電機(jī)的相電壓與電源相電壓、觸發(fā)延時(shí)角及功率因數(shù)角有關(guān)。所以改變觸發(fā)角度就可以改變電機(jī)端電壓起到軟起動(dòng)的效果。此時(shí)的相電壓是非正弦的，上下半周對(duì)稱(chēng)。

3.2開(kāi)關(guān)變壓器調(diào)壓原理及特點(diǎn)

　　當(dāng)前國(guó)內(nèi)外低壓電機(jī)的軟起動(dòng)器已經(jīng)較為普遍的應(yīng)用，對(duì)于較大型電力電子裝置，當(dāng)單個(gè)電力電子器件的電壓或電流定額不能滿足要求時(shí)，往往需要將電力電子器件串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)工作，由于元件生產(chǎn)工藝所限各器件參數(shù)存在一定差異這就大大降低了晶閘管串聯(lián)使用的可靠性，這也是高壓電機(jī)軟起動(dòng)沒(méi)有得到迅速發(fā)展的主要因素，而開(kāi)關(guān)變壓器技術(shù)巧妙的回避了這一技術(shù)壁壘。
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　　它的基本工作原理，是用開(kāi)關(guān)變壓器來(lái)隔離高壓和低壓，開(kāi)關(guān)變壓器的低壓繞組與可控硅和控制系統(tǒng)相連，通過(guò)改變其低壓繞組上的電壓來(lái)改變高壓繞組上的電壓，從而達(dá)到改變電動(dòng)機(jī)端電壓的目的，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)。其特點(diǎn)如下：

　　用開(kāi)關(guān)變壓器式軟起動(dòng)裝置起動(dòng)大電機(jī)成功經(jīng)驗(yàn)消除了人們的疑慮，解決了大電機(jī)起動(dòng)國(guó)產(chǎn)化的問(wèn)題，在國(guó)家大力強(qiáng)調(diào)自主創(chuàng)新的今天，無(wú)疑具有非常重要的意義。