核心提示：　　目前在工礦企業(yè)中使用著大量的交流異步電動(dòng)機(jī)，包括低壓電動(dòng)機(jī)和中壓電動(dòng)機(jī)相當(dāng)多的異步電動(dòng)機(jī)及其拖動(dòng)系統(tǒng)還處于非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

　　目前在工礦企業(yè)中使用著大量的交流異步電動(dòng)機(jī)，包括低壓電動(dòng)機(jī)和中壓電動(dòng)機(jī)相當(dāng)多的異步電動(dòng)機(jī)及其拖動(dòng)系統(tǒng)還處于非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的狀態(tài)，白白地浪費(fèi)掉大量的電能。

　　究其原因，大致是由以下幾種情況造成的由于大部分電機(jī)采用直接起動(dòng)方式，除了造成對(duì)電網(wǎng)及拖動(dòng)系統(tǒng)的沖擊和事故之外，一倍的起動(dòng)電流也造成巨大的能量損耗（2）在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)容量選配時(shí)，往往片面追求大的安全余量，且層層加碼，結(jié)果使電動(dòng)機(jī)容量過(guò)大，造成大馬拉小車(chē)的現(xiàn)象，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)偏離最佳工況點(diǎn)，運(yùn)行效率和功率因數(shù)降低從電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械自身的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性考慮，往往要求電力拖動(dòng)系統(tǒng)具有變壓變速調(diào)節(jié)能力，若用定速定壓拖動(dòng)，勢(shì)必造成大量的額外電能損失。

　　電動(dòng)機(jī)的非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況，早已引起國(guó)家有關(guān)部門(mén)的重視，并分別于和制定和修定了一個(gè)強(qiáng)制性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　希望依此來(lái)規(guī)范三相異步電動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，國(guó)標(biāo)的發(fā)布對(duì)低壓電動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起了很大的促進(jìn)作用，但對(duì)中壓電動(dòng)機(jī)則收效甚微。

　　其原因是中壓電動(dòng)機(jī)一般容量較大，一旦發(fā)生故障，其影響也大，因此對(duì)節(jié)電措施的可靠性的要求就更高中壓電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施受電力電子功率器件耐壓水平的限制，節(jié)電產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)在技術(shù)上難度更大一些。

　　到目前為上，國(guó)內(nèi)尚無(wú)定型的中壓電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)和節(jié)電運(yùn)行的產(chǎn)品面市。

　　異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)由于工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的不斷更新和發(fā)展，對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能提出了越來(lái)越高的要求，歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面要求電動(dòng)機(jī)有足夠大的，并且能平穩(wěn)提升的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和符合要求的機(jī)械特性曲線(xiàn)盡可能小的起動(dòng)電流起動(dòng)設(shè)備盡可能簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)可靠，起動(dòng)操作方便起動(dòng)過(guò)程中的功率損耗應(yīng)盡可能的少。

　　根據(jù)以上相互矛盾的要求和電網(wǎng)的實(shí)際情況，通常采用的起動(dòng)方式有兩種一種是在額定電壓下的直接起動(dòng)方式，另一種是降壓起動(dòng)方式。

　　直接起動(dòng)的危害直接起動(dòng)是最簡(jiǎn)單的起動(dòng)方式，起動(dòng)時(shí)通過(guò)閘刀或噬魚(yú)遮抹棗卿年第翅啥翹易日接觸器將電動(dòng)機(jī)直接接到電網(wǎng)上。

　　直接起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，起動(dòng)速度快，但是直接起動(dòng)的危害很大網(wǎng)沖擊過(guò)大的起動(dòng)電流（空載起動(dòng)電流可達(dá)額定電流的一倍，帶載起動(dòng)時(shí)可達(dá)一倍或更大會(huì)造成電網(wǎng)電壓下降，影響其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行，還可能使欠壓保護(hù)動(dòng)作，造成設(shè)備的有害跳閘。

　　同時(shí)過(guò)大的起動(dòng)電流會(huì)使電機(jī)繞組發(fā)熱，從而加速絕緣老化，影響電機(jī)壽命）機(jī)械沖擊過(guò)大的沖擊轉(zhuǎn)矩往往造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子籠條端環(huán)斷裂和定子端部繞組絕緣磨損，導(dǎo)致?lián)舸龣C(jī)，轉(zhuǎn)軸扭曲，聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)齒輪損傷和皮帶撕裂等3）對(duì)生產(chǎn)機(jī)械造成沖擊起動(dòng)過(guò)程中的壓力突變往往造成泵系統(tǒng)管道閥門(mén)的損傷，縮短使用壽命影響傳動(dòng)精度，甚至影響正常的過(guò)程控制。

　　所有這些都始設(shè)備的安全可靠運(yùn)行帶來(lái)威脅，同時(shí)也造成過(guò)大的起動(dòng)能量損耗，尤其當(dāng)頻繁起停時(shí)更是如此。

　　因此對(duì)電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)有以下限制條件產(chǎn)機(jī)械是否允許拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)，這是先決條件動(dòng)機(jī)的容量應(yīng)不大于供電變壓器容量的一動(dòng)過(guò)程中的電壓降應(yīng)不大于額定電壓的對(duì)于中大功率的電動(dòng)機(jī)一般都不允許直接起動(dòng)，而要求采用一定的起動(dòng)設(shè)備，方可完成正常的起動(dòng)工作老式降壓起動(dòng)方式的適用場(chǎng)合及性能比較降壓起動(dòng)的目的是減小起動(dòng)電流，但它同時(shí)也使起動(dòng)轉(zhuǎn)矩下降了。

　　對(duì)于重載起動(dòng)，帶有大的峰值負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械，就不能用這種方式起動(dòng)。

　　傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)有以下幾種方法星形三角形轉(zhuǎn)換器這種方法適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組采用接法的電動(dòng)機(jī)。

　　定子有六個(gè)接頭引出，接到轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)上，起動(dòng)時(shí)采用星形接法，起動(dòng)完畢后再切換成接法。

　　起動(dòng)電壓為2運(yùn)行電壓為這種起動(dòng)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單，起動(dòng)過(guò)程中消耗能量少。

　　缺點(diǎn)是有二次電流沖擊，設(shè)備故障率高，需要經(jīng)常維護(hù)，所以不宜使用在頻繁起動(dòng)的設(shè)備上。

　　在轉(zhuǎn)換過(guò)程中，由于瞬變電勢(shì)和電動(dòng)機(jī)剩磁產(chǎn)生的電勢(shì)往往與電源電壓有相位差，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓相加，引起過(guò)大的沖擊電流和電磁轉(zhuǎn)矩，因此大大地限制了它的使用。

　　由于起動(dòng)電壓為運(yùn)行電壓的廳，故其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的只能用在空載或輕載負(fù)載率小于起動(dòng)的設(shè)備。

　　在電動(dòng)機(jī)輕載或空載運(yùn)行時(shí)，也可利用該起動(dòng)設(shè)備作降壓運(yùn)行，以提高電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率。

　　自藕變壓器降壓起動(dòng)三相自禍變壓器（也稱(chēng)補(bǔ)償器）高壓邊接電網(wǎng)，低壓邊接電動(dòng)機(jī)，一般有幾個(gè)分接頭，可選擇不同的電壓比，相對(duì)于不同起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的負(fù)載。

　　在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后再將其切除。

　　其優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電壓可以選擇，如或以適應(yīng)不同負(fù)載的要求。

　　缺點(diǎn)是體積大，重量重，且要消耗較多有色金屬，故障率高，維修費(fèi)用高。

　　磁控軟起動(dòng)器磁控軟起動(dòng)器是利用控磁限幅調(diào)壓的原理，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中電壓可由一個(gè)較低的值平滑地上升到全壓，使電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩勻速增加，起動(dòng)特性變軟，并可實(shí)現(xiàn)軟停車(chē)。

　　但其起控電壓在左右，用戶(hù)不可調(diào)整，會(huì)有較大的電流沖擊，且體積較大。

　　串聯(lián)電杭器或水電阻對(duì)于高壓電機(jī)，可在定子線(xiàn)路中串聯(lián)電抗器或水電阻實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，待起動(dòng)完成后再將其切除。

　　但電抗器成本高，水電阻損耗又大。

　　串接頻敏變阻器或水電隊(duì)對(duì)于繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)，可在轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器或水電阻實(shí)現(xiàn)起動(dòng)，待起動(dòng)完成后再將其切除。

　　但頻敏變阻器成本高，而水電阻損耗又大。

　　其他還有延邊三角形起動(dòng)，定子串電阻起動(dòng)等方法。

　　值得指出的是盡管各種老式降壓起動(dòng)方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，但它們有一個(gè)共同的優(yōu)點(diǎn)就是沒(méi)有諧波污染。

　　新型的電子式軟起動(dòng)器隨著電力電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)發(fā)出一系列電子式起動(dòng)控制設(shè)備，用于異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制，以取代傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)設(shè)備。

　　新型的電子式軟起動(dòng)器的主電路一般都采用晶閘管調(diào)壓電路，調(diào)壓電路由六只晶閘管兩兩反向并聯(lián)組成，串接于電動(dòng)機(jī)的三相供電線(xiàn)路上。

　　當(dāng)起動(dòng)器的微機(jī)控制系統(tǒng)接到起動(dòng)指令后，便進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，輸出晶閘管的觸發(fā)信號(hào)，通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角使起動(dòng)器按所設(shè)計(jì)的模式調(diào)節(jié)輸出電壓，以控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程。

　　當(dāng)起動(dòng)過(guò)程完成后，一般起動(dòng)器將旁路接觸器吸合，短路掉所有的晶閘管主電路，使電動(dòng)機(jī)直接投人電網(wǎng)運(yùn)行，以避免不必要的電能損耗，軟起動(dòng)器的控制框圖如圖所示。

　　所謂軟起動(dòng)實(shí)際上就是按照預(yù)先設(shè)定的控制模式進(jìn)行的降壓起動(dòng)過(guò)程。

　　目前的軟起動(dòng)器一般有以下幾種起動(dòng)方式限流軟起動(dòng)限流起動(dòng)顧名思義就是在電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程中限制其起動(dòng)電流不超過(guò)某一設(shè)定值交流異步電機(jī)軟起動(dòng)及優(yōu)化節(jié)能控制技術(shù)研究旁路接觸器（正常運(yùn)行）二二人立r掃入幾電壓檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電路電流檢測(cè)計(jì)算機(jī)模糊控制系統(tǒng)鍵盤(pán)顯示器電幾斜坡起動(dòng)之人參華井二》一少尸一一一一二蝴城硫門(mén)了才如r以介再滬圖軟起動(dòng)器的控制框圖）的軟起動(dòng)方式。

　　主要用在輕載起動(dòng)的負(fù)載的降壓起動(dòng)，其輸出電壓從零開(kāi)始迅速增長(zhǎng)，直到其輸出電流達(dá)到預(yù)先設(shè)定的電流限值幾然后在保持輸出電流的條件下逐漸升高電壓，直到額定電壓，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高，直到額定轉(zhuǎn)速。

　　這種起動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流小，且可按需要調(diào)整，起動(dòng)電流的限值必須根據(jù)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)設(shè)定，設(shè)置過(guò)小，將會(huì)使起動(dòng)失敗或燒毀電機(jī)。）對(duì)電網(wǎng)電壓影響小。

　　其缺點(diǎn)是在起動(dòng)時(shí)難以知道起動(dòng)壓降，不能充分利用壓降空間，損失起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，起動(dòng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

　　電壓抖坡起動(dòng)輸出電壓由小到大斜坡線(xiàn)性上升，將傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)變有級(jí)為無(wú)級(jí)，主要用在重載起動(dòng)。

　　它的缺點(diǎn)是起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，且轉(zhuǎn)矩特性呈拋物線(xiàn)型上升對(duì)起動(dòng)不利，且起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)電機(jī)不利。

　　改進(jìn)的方法是采用雙斜坡起動(dòng)輸出電壓先迅速升至為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)所需的最小轉(zhuǎn)矩所對(duì)應(yīng)的電壓值，然后按設(shè)定的速率逐漸升壓，直至達(dá)到額定電壓。

　　初始電壓及電壓上升率可根據(jù)負(fù)載特性調(diào)整。

　　這種起動(dòng)方式的特點(diǎn)是起動(dòng)電流相對(duì)較大，但起動(dòng)時(shí)間相對(duì)較短，適用于重載起動(dòng)的電機(jī)。

　?。?）轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)主要用在重載起動(dòng)，它是按電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩線(xiàn)性上升的規(guī)律控制輸出電壓，它的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)平滑柔性好，對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)有利，同時(shí)減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，是最優(yōu)的重載起動(dòng)方式。

　　它的缺點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。

　　（4）轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)與轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)一樣也是用在重載起動(dòng)的場(chǎng)合。

　　所不同的是在起動(dòng)的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩，克服拖動(dòng)系統(tǒng)的靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)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，干擾其它負(fù)荷，使用時(shí)應(yīng)特別注意。

　?。?）電壓控制起動(dòng)電壓控制起動(dòng)是用在輕載起動(dòng)的場(chǎng)合，在保證起動(dòng)壓降的前提下使電動(dòng)機(jī)獲得最大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，盡可能地縮短起動(dòng)時(shí)間，是最優(yōu)的輕載軟幾飛圖各種軟起動(dòng)波形圖（ a）限流起動(dòng)電壓料坡起動(dòng)）轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)（ d）轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)電壓控制起動(dòng)起動(dòng)方式。

　　各種軟起動(dòng)方式的相應(yīng)起動(dòng)曲線(xiàn)見(jiàn)圖停車(chē)方式有三種一是自由停車(chē)，二是軟停車(chē)，三是制動(dòng)停車(chē)。

　　軟起動(dòng)器帶來(lái)的最大好處是軟停車(chē)和制動(dòng)停車(chē)，軟停車(chē)消除了拖動(dòng)系統(tǒng)的反慣性沖擊，對(duì)于水泵就是水錘效應(yīng)制動(dòng)停車(chē)則在一定場(chǎng)合代替了反接制動(dòng)停車(chē)功能。

　　軟起動(dòng)器與傳統(tǒng)降壓起動(dòng)器的比較軟起動(dòng)器與傳統(tǒng)降壓起動(dòng)器的性能比較見(jiàn)表軟起動(dòng)器的適用場(chǎng)合產(chǎn)設(shè)備精密，不允許起動(dòng)沖擊，否則會(huì)造成生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品不良后果的場(chǎng)合動(dòng)機(jī)功率較大，若直接起動(dòng)，要求主變壓器容量加大的場(chǎng)合）對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)要求嚴(yán)格，對(duì)壓降要求毛的供電系統(tǒng)）對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高，可進(jìn)行空載或輕載起動(dòng)的設(shè)備。

　　嚴(yán)格地講，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)當(dāng)小于額定轉(zhuǎn)矩的拖動(dòng)系統(tǒng)，才適合使用軟起動(dòng)器解決起動(dòng)沖擊問(wèn)題。

　　對(duì)于需重載或滿(mǎn)載起動(dòng)的設(shè)備，若采用軟起動(dòng)器起動(dòng)，不但達(dá)不到減小起動(dòng)電流的目的，反而會(huì)要求增加軟起動(dòng)器晶閘管的容量，增加成本若操作不當(dāng)，還有可能燒毀晶閘管。

　　此時(shí)只能采用變頻軟起動(dòng)。

　　因?yàn)檐浧饎?dòng)器調(diào)壓不調(diào)頻，轉(zhuǎn)差功率始終存在，難免產(chǎn)生過(guò)大的起動(dòng)電流而變頻器采用調(diào)頻調(diào)壓方式，可實(shí)現(xiàn)無(wú)過(guò)流軟起動(dòng)，且可提供一倍額定轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，特別適用于重載起動(dòng)的設(shè)備。

　　但是變頻器的價(jià)格要比軟起動(dòng)器的價(jià)格高得多了。

　　異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和優(yōu)化節(jié)電控制技術(shù)異步電動(dòng)機(jī)降壓節(jié)電技術(shù)概述對(duì)于滿(mǎn)載或重載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，降低其端電壓將會(huì)造成嚴(yán)重后果，隨著端電壓的降低，電動(dòng)機(jī)的磁通和電動(dòng)勢(shì)隨之減小，鐵耗無(wú)疑將下降。

　　但與此同時(shí)，隨電壓平方變化的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩也迅速下降而小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)只能依靠增大轉(zhuǎn)差率，提高電磁轉(zhuǎn)矩以達(dá)到與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡的狀態(tài)。

　　轉(zhuǎn)差率的增大，引起轉(zhuǎn)子電流增大，同時(shí)引起定子和轉(zhuǎn)子電壓間的相角增大，導(dǎo)致定子電流增大，從而使定子和轉(zhuǎn)子銅耗增加值大超過(guò)鐵耗的下降值，這時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組溫升將會(huì)增高，效率將會(huì)下降，甚至發(fā)生電動(dòng)機(jī)燒毀事故。

　　因而，一般規(guī)程都規(guī)定了電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)電壓變化范圍不得超過(guò)額定電壓的95一然而對(duì)于輕載運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，情況就截然不同，使供電電壓適當(dāng)降低，在經(jīng)濟(jì)上是有利的。

　　這是因?yàn)樵谳p載運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)差率大大小于額定值，轉(zhuǎn)子電流并不大，在降壓運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子電流增加的數(shù)值有限。