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固态降补装置在大电机启动中的应用
作者：赵怀
来源：《科技资讯》2017年第01期
摘要：减少污染排放，提高能源利用率，建设可持续发展的工业经济是时代的主题。然
随着社会的发展，工业生产也在朝着高度模块化前进，软启动技术的产生和发展对于工业生产高度模块化所面临的保护电网、电机安全起动运行、拖动负载等一系列问题的解决，具有重要的意义。本文详细介绍了固态降补装置在18000KW电机起动中的应用，突显固态降补装置的先进性、可靠性。
关键词：大电机软起固态降补装置
中图分类号：TM57 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（a）-0000-00
1、概述
在武钢集团鄂城钢铁有限责任公司35000m3/h等级空分装置中空压机电机功率为
18000KW。该大功率电机在启动的时候启动电流非常大，并且会对电网造成相当大的冲击，
同时由于电机启动时要消耗相当一部分的无功功率，因此对电网容量的要求也相对来说比较高。所以出于对电网安全以及保护设备的方面考虑，该电机的软启动方式的选择也变得至关重要。目前，现在市场上针对大功率电机的启动装置主要有降压、降补、变频三大类软启动方式。降压类设备主要有水电阻、开关变压器、自耦变压器等，这类降压设备可以实现启动电流为3倍左右，因而对电网容量的要求相对比较高。变频起动可以实现启动电流最小，一般为额定电流的0.5-1倍，并且对机器、设备及电网的冲击也较小。但是变频器成本太高，后期维护费用也比较大，因此对于资金相对来说比较紧张的企业不是一个很好的选择。降补类既可以实现电机启动电流相对较小，降低电动机起动引起的电网电压波动，并且人为的控制起动产生的无功量，从而降低其冲击强度，同时设备成本也不是太高，前期投资以及后期的维护费用也相对较少。空压机电机属于非频繁启动设备，启动设备成本太高相对不划算。通过综合比较最终决定选择固态降补装置。这样即可满足用户电网容量比较小实际情况，又可实现经济效益最优化。下面详细介绍固态降补装置在该18000KW电机启动中的应用。
2、技术方案
2.1原理
固态降补软启动器通过将电机起动电流和母线侧电流有效分开，在满足电机负载起动转矩要求的前提下，通过调整起动装置参数，使得电机起动时所消耗母线侧电流尽可能的小。成功解决了以往降压类启动设备不能满足电机启动时候母线起动电流要求比较小而电机转矩要求比较大的问题。
软启动工作原理 软启动器电动机的应用 1、软启动器工作原理与主电路图 软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。软启动与软停车的电压曲线见图2，3。 2 软启动器的选用 （1）选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。根据负载性质选择不同型号的软启动器。 旁路型：在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。也可以用一台软启动器去启动多台电动机。 无旁路型：晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。 节能型：当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。 （2）选规格：根据电动机的标称功率，电流负载性质选择启动器，一般软启动器容量稍大于电动机工作电流，还应考虑保护功能是否完备，例如：缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。 3、Alt48软启动器的特点 Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。转矩斜坡上升更快速，损耗更低。具有电动机和软启动器综合保护功能，能全时连续检测电机电流，提供电机可靠和完整保护，这种保护功能在启动结束后旁路仍能起作用，这是其它软启动器都不具备的。 Alt48在保持加速力矩的同时，实时计算定子和转子的功率。在整个加速周期连续计算电机功率因数和定子损耗，通过检测电压和电流来计算功率因数，并扣除定子损耗，得到实际的转子功率和电机力矩。 4 Alt48软启动器的应用 设计采用一拖二方案，见图4，即一台软启动器带两台水泵，可以依次启动，停止两台水泵。一拖二方案主要特点是节约一台软启动器，减少了投资，充分体现了方案的经济性，实用性。
错误！未找到引用源。装置 1 概述 1.1 主要用途及适用范围 TCS系列降补固态软起动装置适用于大中型高压鼠笼交流异步电动机或异步起动的高压同步电动机，作电机降压起动之用。使用该软起动装置起动电机具有起动电流小且恒定、转矩大且逐步增加的软起动特性，不受环境温度变化的影响，起动时对电网影响很小，无电磁干扰，是各种降压起动的理想替代产品, 相对于高压变频软起动器而言，又具有明显的操作简单、免维护、无谐波污染等优势。 该装置采用了两项专利技术，技术水平国内领先，属国际首创。 TCS 系列降补固态软起动装置广泛用于电压等级为6kV 、10kV ，额定功率50000kW以下电机的降压软起动。 1.2 产品特点 1、起动时回路电流小于1.8倍电机额定电流，最小可达到额定电流,且恒定； 2、起动时电网的压降在5%-12%之间可任意选择； 3、对电网容量要求很低，显著减小变压器安装容量，大幅降低一次设备投资； 4、起动转矩大，可满足不同负载的要求； 5、可连续起动，重复精度高，起动时切换过程无操作过电压； 6、无谐波，压降很低，基本不影响电能质量；无附加有功损耗； 7、全密封，不受环境限制，安全可靠，寿命长，基本免维护； 8、体积较小，安装使用方便。 1.3型号的组成及意义 图1-1 型号说明
1.4 型号及规格 目前的TCS降补固态软起动装置共分为2、3、6三种系列，2系列适用功率范围为6000kW以下，3系列适用功率范围为5000kW-32000kW，6系列适用功率范围为 10000-50000kW并且同一功率下精度比3系列高。 1.5 使用环境条件 1、环境温度：上限50℃（24小时平均气温不超过45℃）,下限－10℃； 2、相对湿度不超过90%； 3、海拨高度不超过2000m； 4、应放置室内无剧烈振动及冲击且垂直倾斜度不超过5°的场合； 5、不允许有导电尘埃及腐蚀性气体； 6、没有火灾及爆炸危险的场所。
电机软启动器原理图 6kV电机软启动器控制原理图
软启动器在冷剪控制系统中的应用 1 前言 冷剪是棒材生产线上必不可少的设备，在连续剪切线上，由于对冷剪定位控制的实时性和精确性要求非常高，通常情况下采用变频器或直流调速装置进行控制;对于使用定尺机完成棒材组长度定位的生产线来说，由于要等到棒材组在辊道上完全停止后才进行剪切，对冷剪定位控制的实时性和精确性不要求非常高，这时对交流电机可考虑使用软启动器控制，设备投资大大减少。 2 软启动器概述 软起动器是电力电子技术与自动控制技术相结合的产物，其电路原理如图1所示。将三组反并联晶闸管串接于供电电源与被控电机之间。起动时，由电子电路控制晶闸管的导通角，使电机的端电压逐渐增大，直至全电压，使电机实现无冲击软起动;停机时，则控制晶闸管的关断速度，使电机的端电压由全电压逐渐下降至零，实现软停车，可见，软起动器实际上是一个晶闸管交流调压器。改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程（且可具有限流功能），直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作。 图1是ABB PSD系列软启动器产品的原理图，图中的元件如下：E1：电路板;F6：温度监视器;J1–J3：连接端子;K4：继电器，在运行状态时动作;K5：继电器，在全压状态时（Ue=100%）动作;K6：继电器，故障信号;T2：电流互感器;T5：控制变压器;V1–V6：晶闸管;X1–X3：端子板。另外，根据功率范围，还有两组或三组风扇作为标准配置。根据不同的应用要求，还可选择过载保护器。在图1中，V2、V4、V6三只晶闸管依次对应于U、V、W三相电源的正半周，开通角α相同，故三相的触发脉冲应依次相差120o;每相的正、负半周依次分别由反并联的两只晶闸管触发控制，所以同一相的两个反并联晶闸管触发脉冲应相差180o，触发顺序是V2、V5、V4、V1、V6、V3，依次相差60o。
软起动器常见的故障 1、上电后不显示 a-检查控制电源是否接入。 b-检查显示屏连接线是否插紧。 c-检查控制板有没有问题。 d-显示屏本问题。 2、起动报缺相故障，软起动器故障灯亮，电机没反应。出现故障的原因可能是： a-起动方式采用带电方式时，操作顺序有误（正确操作顺序应为先送主电源，后送控制电源）。 b-电源缺相或者三相电末上，软起动器保护动作（检查电源） c-软起动器的输出端未接负载（输出端接上负载后软起动器才能正常工作） d-控制板有问题更换控制板 3、起动完毕，旁路接触器不吸合现象。故障原因可能是： a-在起动过程中，保护装置因整定偏小出现误动作。（将保护装置重新整定即可） b-在调试时，软起动器的参数设置不合理。（主要针对的是55KW以下的软起动器，对软起动器的参数重新设置） c-控制线路接触不良（检查控制线路） d-接触器有问题不能正常吸合 e-控制板问题. 4、在起动过程中，偶尔有出现跳空气开关的现象。故障原因有： a-空气开关长延时的整定值过小或者是空气开关选型和电机不配。（空气开关的参数适量放大或者空气开关重新选型） b-软起动器的起始电压参数设置过高或者起动时间过长。（根据负载情况将起始电压适当调小或者起动时间适当缩短。） c-在起动过程中因电网电压波动比较大，易引起软起动器发出错误指令。出现提前旁路现象。（建议用户不要同时起动大功率的电机，） d-起动时满负载起动（起动时尽量减轻负载） e-软起动额定电流设置有问题. 5、软起动器出现显示屏无显示或者是出现乱码，软起动器不工作。故障原因可能是： a-软起动器在使用过程中因外部元件所产生的震动使软起动器内部连线震松（打开软起动器的面盖将显示屏连线重新插紧即可） b-软起动器控制板故障更换控制板 c-显示屏故障更换显示屏 d-显示屏连接线损坏,更换连接线 6、软起动器在起动时报故障，软起动器不工作，电机没有反应。故障原因可能为： a-电机缺相（检查电机和外围电路） b-软起动器内主元件可控硅短路（检查电机以及电网电压是否有异常。和厂家联系更换可控硅） c-滤波板击穿短路（更换滤波板即可） d-控制板问题更换控制板 7、软起动器在起动负载时，出现起动超时现象。软起动器停止工作，电机自由停车。故障原因有： a-参数设置不合理（重新整定参数，起始电压适当升高，时间适当加长） b-起动时满负载起动，（起动时应尽量减轻负载） c-机械故障
软起动产品之一 HTR系列高压热变电阻软起动装置 Big Pawer Group 大力集团
一、概述 HTR系列高压热变电阻软起动装置用于大中型高压鼠笼交流异步电动机或异步起动的高压同步电动机，作电阻降压起动之用。使用该装置起动的电机具有起动电流小且恒定、转矩逐步增加的软起动特性，起动过程中无电流冲击和机械冲击，起动时对电网影响小，无电磁干扰、是起动电抗器和自耦降压起动器的理想替代产品, 相对于大容量高压变频软起动而言，又具有明显的操作简单、免维护、无谐波污染等优势。 高压热变电阻软起动装置广泛用于电压等级3kV、6kV、10kV，功率范围280kW~48000kW甚至更大容量电机的降压软起动。 该装置采用五项专利技术，技术水平国内领先。 专利号：ZL 97 2 41662.X，ZL 99 2 45458.X，ZL 03254078.X ZL 02290367.X，ZL 03254077.X 二、型号说明 三、执行标准 企业标准：Q/XDL8-2004 四、工作原理 高压热变电阻器由具有负温度特性的三相平衡电阻组成。当该电阻通入电流时，电阻体温度逐步升高而电阻值逐步减小，从而使电机端电压逐步升高，起动转矩逐步增加，以实现电机平稳起动且降低起动电流的目的。 该装置由热变电阻器和高压软起动控制柜、隔离柜、切换柜、星点控制柜组成，成套供应，接入电机起动回路,具有起动电动机和完成电机起动过程中的保护的功能。
五、产品性能特点 根据产品性能及不同配置，我们将高压热变电阻软起动装置分为HTR3、HTR4、HTR6三大系列，以满足不同用户的需要。HTR3、HTR4、HTR6系列均具有以下基本性能特点： 1）恒电流，软起动：起动电流为电机额定运行电流的1.5～3.8倍,降低了电机起动发热，有效地延长电机使用寿命； 2）确保一次起动成功，不受电网电压波动和负载变动的影响； 3）起动平稳，对机械设备无冲击； 4）对电网影响小，起动时电网压降小； 5）起动时功率因数高； 6）无谐波污染； 7）静态变阻起动，安全可靠； 8）操作简单，免维护。 HTR3系列为标准设计，具有电机起动电流小且恒定、起动时电网压降小、起动时功率因数高、无谐波污染、简单安全可靠等基本性能特点。 HTR4系列为自适应高压热变电阻软起动装置，采用PLC智能化控制，能自动检测、自动调整电阻初始值，以保证电机在不同环境下起动特性的一致性。 HTR6系列为全密封、智能化、高可靠性、长寿命设计，具有以下独特的性能： 1、环境适应性强：能适应高寒、高湿度、高海拔、腐蚀气体等恶劣环境； 2、具有友好的人机界面：可方便地进行观察、操作和记录； 3、起动特性可预测、可控制：能对电机起动性能进行模拟仿真及分析； 4、PLC智能化控制：根据现场工况自动调整起动时间、电阻值等参数，以保证起动性能的稳 定性； 5、具有通讯接口，能实现远程通讯和计算机集中控制； 6、能实时打印起动电流曲线、电压曲线； 7、自动监测设备的各种状态及参数，并可上传和打印； 8、具有故障自动检测、自动报警和综合保护功能； 9、全密封、免维护设计，寿命30年以上。
带你认识西驰高压软启动装置 原创2016-01-20高压软启动装置 CMV系列高压固态软起动装置是采用最新理念设计的高压电机软起动装置，主要适用于鼠笼式异步、同步电动机起动和停止的控制与保护。该装置采用多个可控硅串并连而成，可满足不同的电流及电压要求。 CMV series high voltage solid soft starter(hereinafter referred to as soft starter) is a high voltage motor soft starter designed with up-to-date concept,and mainly applicable to the control of and protection for the starting and stopping of squirrel-cage type asynchronous and synchronous motors.The starter is composed of several thyristors in series-parallel,and it can meet different current and voltage requirements. 广泛应用于额定电压3000—10000V的电力、建材、化工、冶金钢铁、造纸等行业。能很好地与水泵、风机、压缩机、粉碎机、搅拌机、皮带机等各种机电设备配套使用，是理想的高压电机起动及保护设备。
The product is widely used in electric industry with rated voltage3000to 10000V,building materials,chemical industry,metallurgy,steel and paper-making industries etc.,and can perform well if used together with various kinds of electromechanical devices including water pumps,fans, compressors,crashers,agitators and conveyer belt etc..It is the ideal device for starting and protecting high voltage motors.
ZSSGQH系列高压固态软起动装置在安装、运行、维护高压交流电动机软起动装置之前，请仔细阅读本手册！ 注意事项 ●本产品设计依据GB11022-2011类设备等级标准要求。 ●进一步的信息详见技术说明。 危险事项 ●如不按规定操作可能导致危害人生安全的事故。 ●高压交流电动机软起动装置接入电源后，柜内会带高电压。但即使在电机停 止运行状态，其输入端仍带有高电压。柜内带有电磁锁，必须断开软起动装置的前级输入电源，确认软起动装置与高压断开后，方可打开软起动装置的前、后大门。在对软起动装置的高压部分进行任何维护、维修之前，必须将软起动装置的高压部分可靠接地。 ●软起动装置的微机控制器和二次控制回路使用AC 220V电源，接触微机控制 器接线端及二次控制回路接线端有触电的危险。 ●软起动装置的柜体必须可靠接地。 警告事项 ●如不按规定操作可能导致危害设备安全的事故。 ●用于提高电机功率因数的无功补偿装置接入时，可能损坏软起动装置的可控 硅元件，用户如需接入无功补偿装置，请务必在订购软起动装置时向厂家说明。 ●软起动装置的输入、输出端不得接反，否则将损坏软起动装置。 ●固态软起动器起动时可控硅元件会发热，设备设置有起动间隔闭锁，无法起 动时为间隔时间未到，不代表设备故障。 ●软起动装置工作环境为室内、常温、无污染及腐蚀，用户有特殊的要求请在 订购时向厂家说明。 第一章概述
1、产品简介 软起动装置是用来控制高压交流电动机起动的设备，它的主要构成是接于电源与被控电机间的三相反并联晶闸管组件及其电子控制装置。ZSSGQH系列高压固态软起动装置由多个晶闸管串并联而成，通过控制晶闸管的触发角来控制输出电压的大小，可以满足电机起动过程中不同电压和电流要求。在电机起动过程中，ZSSGQH系列高压固态软起动装置按照预先设定的起动曲线，增加电机的端电压，使电机平滑加速，从而减少电机起动对电网、电机和相连设备的电气和机械冲击。当电机起动达到正常转速后，旁路真空接触器或断路器接通，电机起动完成。电机运行过程中，软起动装置继续监控电机，实时测量电机电流、电压，并提供各种继电保护功能。 2、性能指标
三相异步电动机软启动装置设计 考生姓名：XXXXXXX 准考证号：XXXXXXXXXX 专业层次：XXXXXXX 院（系）：XXXXXXXXXXXX 指导教师：XXXXXXX 职称：XXXXXXX 二O一二年七月二十日
三相异步电动机软启动装置设计 考生姓名：XXXXXXXX 准考证号：XXXXXXXXXXXXXX 专业层次：XXXXXXXXXXX 指导教师：XXXXXXXX 院（系）：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 二O一二年七月二十日
摘要 三相异步电动机因具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等优点，而广泛应用在工业、农业、交通运输业、国防工业以及其他各行各业中。但它也有明显的缺点，那就是起动转矩小，起动电流过大。这种情况对电机本身及周围电网都有非常不利的影响。为了减小异步电动机起动过程中对电网的冲击、消除传统降压起动设备的有级触点控制对异步电动机的冲击、改善异步电动机的起动特性，本文对基于单片机控制的晶闸管调压软起动器进行讨论。 本文首先阐述了软起动器晶闸管调压电路(即主电路)的工作原理，主要是基于晶闸管的三相异步电动机软启动器主电路设计和触发电路设计。然后是对电动机软启动器模式的设计，但主要还是软起动器的硬件电路设计。 本文设计的软起动器操作方便简单，能够使电机顺利起动。使之能达到了改善三相异步电动机起动性能的要求。在满足异步电动机起动转矩要求及降低起动电流的前提下，使电机能够平稳可靠起动。 关键词：异步电动机，晶闸管，软启动
Three phase asynchronous motor soft start device design ABSTRACT The three-phase asynchronous motor because of its simple structure, convenient manufacture, reliable operation, low price and the like, and is widely applied in industry, agriculture, transportation, defense industry and other industries. But it also has obvious shortcomings, the starting torque is small, large starting current. This situation on the motor itself and the surrounding network has very adverse effect. In order to reduce the asynchronous motor starting process of the impact of power grid, the elimination of the traditional step-down start equipment with level control for asynchronous motor to improve impact, induction motor, this paper based on single-chip microcomputer controlled thyristor voltage soft starter were discussed. This article first elaborated the soft starter thyristor voltage regulating circuit (i.e., working principle, main circuit) is mainly based on thyristor three-phase asynchronous motor soft starter the design of main circuit and trigger circuit design. The electric motor soft starter in model design, but mainly the hardware circuit design of soft starter. In this paper, the design of the soft starter of convenient and simple
A V63风机降补固态软起起动原理及过程控制分析 一、固态降补的基本原理 大型电动机起动时电流很大，直起一般为额定电流的4-7倍，此电流基本为感性无功电流。起动过程中要消耗大量的无功功率，从电网中吸收大量的无功电流，从而引起电网电压的波动。 为了降低电机启动对电网电压的影响，本装置投运时在电机端并联了一台无功发生器，它由两组电容集合而成，提高了机端等效电阻从而有利于电机端电压的提高，电容也可以产生容性无功电流，起动时提供相当容量的无功功率，减少了网络的起动电流，从而减少对电网的影响。 为了进一步降低母线电流I1，本装置将电动机及无功发生器并联回路经降压器接入电网，通过降低机端电压的方式进一步减小电流。此时降压器的输出电流为电机电流ID与无功发生器电流IC之差，输入电流为输出电流的k倍(k为降压器变比，k＜1)。即： ,理论上可以把电网起动电流控制在2 Ie以内，甚至在额定电流及以下，从而在很大程度上减小电机起动对电网的冲击。 起动全过程通过PLC自动控制（按既定程序），在轻载状态，动转矩大于机械阻转矩(起动最基本要求)，随着电机缓慢加速，机端电压逐渐抬升，起动转矩逐渐增加。开始时电机需要无功最大,投入电容组数最多，电机进一步加速，所需无功将逐渐减少，PLC通过控制电机端电压，逐级切除无功组（电容）。限制电压波动，保持系
统稳定，在接近额定转速左右，电容将全部从系统中退出。而电机的等效阻抗随转速增大而增加，对应的就是起动电流的减少。当电流下降到80%Ie时，接入缓冲装置（6KM分闸），给电机加上全压（运行柜合闸），然后将降补装置退出，起动过程完成。 为减少以至消除转切全压时产生的操作过电压，在降压器的输出端并有过渡电抗（缓冲装置）。加入缓冲阻抗后，电机在转切全压时没有失电过程，并且保证了电机端电压与母线电压相位一致，既消除了转切时的操作过电压，又使整个起动过程连贯，不产生谐波。TCS降补固态软起动原理图 二、实际应用电机情况 降补固态软起动装置容量：31180kV A 电动机参数
电机直接启动的时候，电流可能会达到额定电流的6-7倍，会给工厂的其他用电设备带来问题。采用软启动时启动电流大概是额定电流的2-3倍。对于水泵来说，还有软停止，让水慢慢回落，消除水锤效果。简单的说就是缓缓启动，缓缓停止。这个缓缓的时间可以调节，大概是1-60秒。 软启动器以体积小，转矩可以调节、启动平稳冲击小并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用，大有取代传统的自耦减压、星－角等启动器的趋势。由于软启动器是近年来新发展起来的启动设备，在设计、安装、调试和使用方面还缺少指导性的规范与规程。我们在软启动器的安装、调试工作中也遇到了一些实际技术问题。例如：不同启动负载软启动器的选型、软启动冲击电流与过流保护定值的配合、软启动设备容量与变压器容量的关系等问题。 1、软启动器简介 目前，市场上常见的软启动器主要有电子式、磁控式和自动液体电阻式等类型。电子式以晶闸管调压式为多数。变频器在某种意义上也是一种软启动器，而且是能够真正地实现软启动的启动器，只是造价要高些。 晶闸管式软启动器是串接在电源与电动机之间的三组正反向并联的晶闸管，通过微电脑控制触发导通角实现交流调压。晶闸管式软启动器的启动方式有斜坡电压型、突跳加斜坡电压型和限流型等可供选择。
磁控式软启动器是利用磁放大器原理制造的串联在电源和电动机之间的三相饱和电抗器构成的软启动装置。启动时通过数字控制板调节磁放大器控制绕组的激磁电流，改变饱和电抗器的电抗值调节启动电压降，实现电动机软启动。不论晶闸管式软启动器还是磁控式软启动器在启动时只能调节输出电压，达到控制启动时的电压降、限制启动电流的目的。一般的软启动器不能调节电源频率，也就不能象变频器那样从零频零压开始启动电动机，实现无冲击启动。实际上软启动器在启动设备时还是要产生一定的冲击电流的；斜坡电压型控制软启动器的启动时的电压、电流变化曲线见图1所示。晶闸管式软启动器采用斜坡电压启动时，开始时要使软启动器输出一个初始电压（初始电压在80~280V之间可以调节），使电 动机产生足以克服机械设备的静摩擦的初始转矩，拖动设备开始转动，启动电流为Is。在微电脑的控制下，继续增加输出电压使电动机加速。当软启动器的输出电压接近额定电压时，电动机就已达到额定转速，Is降为负荷电流In。启动时间t1结束时，软启动器输出额定电压并发出旁路信号，使旁路接触器闭合，软启动器停止输出电压，电动机转入正常运行。软启动的初始转矩可以通过给定初始电压和启动时间进行调节，控制启动电流在2--4.5倍电动机额定电流以内。 低压软启动器的停车方式主要有自由停车，软停车，制动停车三种。传统的电动机停车方式常用自由停车，但有许多应用场合，自由停车会产生很大问题，如高层建筑的水泵系统，如果采用自由
软启动器原理、电机软起动器工作原理 软启动器（软起动器）工作原理 软启动器（软起动器）一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。 1.什么是软起动器？它与变频器有什么区别？ 软起动器是一种集软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。 运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。 软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。 2.什么是电动机的软起动？有哪几种起动方式？ 运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。软起动一般有下面几种起动方式。 （1）斜坡升压软起动。这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。 （2）斜坡恒流软起动。这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/6e17613441.html, 固态降补装置在大电机启动中的应用 作者：赵怀 来源：《科技资讯》2017年第01期 摘要：减少污染排放，提高能源利用率，建设可持续发展的工业经济是时代的主题。然 随着社会的发展，工业生产也在朝着高度模块化前进，软启动技术的产生和发展对于工业生产高度模块化所面临的保护电网、电机安全起动运行、拖动负载等一系列问题的解决，具有重要的意义。本文详细介绍了固态降补装置在18000KW电机起动中的应用，突显固态降补装置的先进性、可靠性。 关键词：大电机软起固态降补装置 中图分类号：TM57 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（a）-0000-00 1、概述 在武钢集团鄂城钢铁有限责任公司35000m3/h等级空分装置中空压机电机功率为 18000KW。该大功率电机在启动的时候启动电流非常大，并且会对电网造成相当大的冲击， 同时由于电机启动时要消耗相当一部分的无功功率，因此对电网容量的要求也相对来说比较高。所以出于对电网安全以及保护设备的方面考虑，该电机的软启动方式的选择也变得至关重要。目前，现在市场上针对大功率电机的启动装置主要有降压、降补、变频三大类软启动方式。降压类设备主要有水电阻、开关变压器、自耦变压器等，这类降压设备可以实现启动电流为3倍左右，因而对电网容量的要求相对比较高。变频起动可以实现启动电流最小，一般为额定电流的0.5-1倍，并且对机器、设备及电网的冲击也较小。但是变频器成本太高，后期维护费用也比较大，因此对于资金相对来说比较紧张的企业不是一个很好的选择。降补类既可以实现电机启动电流相对较小，降低电动机起动引起的电网电压波动，并且人为的控制起动产生的无功量，从而降低其冲击强度，同时设备成本也不是太高，前期投资以及后期的维护费用也相对较少。空压机电机属于非频繁启动设备，启动设备成本太高相对不划算。通过综合比较最终决定选择固态降补装置。这样即可满足用户电网容量比较小实际情况，又可实现经济效益最优化。下面详细介绍固态降补装置在该18000KW电机启动中的应用。 2、技术方案 2.1原理 固态降补软启动器通过将电机起动电流和母线侧电流有效分开，在满足电机负载起动转矩要求的前提下，通过调整起动装置参数，使得电机起动时所消耗母线侧电流尽可能的小。成功解决了以往降压类启动设备不能满足电机启动时候母线起动电流要求比较小而电机转矩要求比较大的问题。
GZRQ系列电动机智能软起动器 使 用 手 册
追日电气有限公司为客户提供全方位的技术支持，客户可与就近的追日办事处或代理商联系。 前言 感谢您选用追日电气有限公司生产的GZRQ系列电动机智能软起动装置。 GZRQ系列电动机智能软起动装置是采用电力电子技术、微处理装置技术及现代控制理论设计生产的具有当今国际先进水平的新型起动设备。该产品能有效地改善交流电动机的起动特性，是传统的星/三角转换、自耦降压、磁控降压等降压起动设备的理想换代产品。 请您在使用前认真阅读本说明书，并按规程正确操作和使用，以充分发挥GZRQ系列软起动装置的作用，确保操作人员和设备的安全。 科技创新未来攀登永无止境！ 1. 应由专业技术人员安装或指导安装本软起动装置； 2. 应尽量保证负载电动机功率、规格与本软起动装置匹配； 3. 与软起动装置输入及输出连线应用绝缘胶带包好； 4. 软起动装置外壳应该可靠接地； 5. 设备维修时，必须先切断输入电源； 6. 内部电路板带有高压，非专业人员请勿维修。 特别注意： 补偿电容器的应用：用于提高功率因数的功率补偿电容器只能连接GZRQ软启动装置的输入端，并且不能再启动过程中投入使用，否则将损坏软启动器的可控硅功率器件。 万用表检测电阻：通电前测量一下进线和出线间电阻，应为120Ω左右，如果没有，表示可控硅功率器件有异常，禁止启动。
目录 1. GZRQ系列软起动器的作用及特点 (1) 1.1作用 (1) 1.2特点 (1) 2. 产品型号及检查 (1) 3. 使用条件及安装 (2) 4. 工作原理 (2) 5. GZRQ系列软起动器控制模式及工作状态 (2) 5.1电压斜坡软起动控制模式 (3) 5.2限流软起动控制模式 (3) 5.3GZRQ系列软起动器的五种工作状态 (3) 5.3.1、准备好工作状态 (3) 5.3.2、参数设置工作状态 (4) 5.3.3、起动工作状态 (4) 5.3.4、旁路运行工作状态 (4) 5.3.5、故障保护状态 (4) 6. 触摸屏功能及说明 (5) 7. 参数设置 (9) 7.1参数设置范围 (9) 7.2参数设置步骤 (10) 7.2.1 基本参数的设置 (10) 7.2.2 起动模式的设置 (10) 7.2.3．额定输出电流调整设置 (11) 7.2.4 高级和通讯参数的设置 (12) 8. 触摸屏故障显示说明及解决办法 (14) 9. 运行前注意事项 (15) 9.1运行前检查 (15) 9.2运行前注意事项及安全 (15) 10. 常见运行故障处理方法 (15)
武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司2×260m2烧结环冷机余热发电工程 10kV电动机固态软起动装置 技术规格书 买方： 卖方： 签订地点： 签订时间：
一、范围 1.本技术性能要求仅限于武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司2×260m2烧结环 冷机余热发电工程所配用的中高压交流电动机固态软起动装置，包括对其使用条件、主要技术参数、功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 2.本技术性能要求提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规 定，也未充分引述有关标准和规范和条文。卖方应提供符合本技术规范、国家标准、电力行业标准以及国际标准的优质产品。 3.如卖方没有以书面形式对本技术性能要求的条文提出异议，那么买方可以认 为卖方提供的产品完全满足本技术性能要求。 4.本技术规格书所使用的标准如遇与设备生产厂家所执行的标准不一致时，按 较高标准执行。 5.本技术规格书经买方和卖方双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正 文具有同等的法律效力。 6.本技术规格书未尽事宜，由买方和卖方双方协商确定。 7.供货范围 名称：中高压交流电动机固态软起动装置 数量：2套 8.本技术规格书附图一张。 二、规范性引用文件 产品应符合以下标准： GB 311.1 高压输变电设备的绝缘配合 GB1408.1 固体绝缘材料工频电气强度的试验方法 GB 4208 外壳防护等级 GB 3906-2006 3.6～40.5KV 交流金属封闭开关设备和控制设备； GB/T 11022-1999 高压开关设备和控制设备标准公用技术要求； GB/T 3859.1-1993 半导体变流器基本要求的规定 GB/T 14048.6—1998《低压开关设备和控制设备接触器和电动机起动器第二部分：交流半导体电动机控制器和起动器》
考察报告 2008年8月29日，河南省济源市矿用电器有限责任市场营销人员来我单位做关于10（6）KV矿用隔爆型交流高压软起动控制器产品介绍，随后原煤提运中心邀请该公司于9月2日派专业技术人员来我单位做详细的技术交流，并于9月4日一行四人赴河南济源开关厂家进行现场调研，在调研期间到潞安矿务局常村矿井下现场调查该产品使用情况。 一、关于6KV矿用隔爆型交流高压软起动控制器在潞安矿务局常村矿的使用情况 河南济源矿用电器有限责任生产的6KV矿用隔爆型交流高压软起动控制器(产品型号：QBRG-400/6K)在潞安矿务局常村矿应用于井下两条主运皮带，一条为2×500KW，一对一拖动，另一条3×500KW，一个一拖一，一个一拖二，四套电气软启动装臵2007年11月运行至今，管理人员及现场操作人员反映未发生任何故障，一直运行平稳正常，现场考察发现开关表面堆积大量灰尘，说明已经很久没动过该设备了。 存在的问题：无法解决多电机运行功率平衡问题 二、高压软启动装臵功能、工作原理 高压软启动装臵功能： 高压软启动装臵其功能相当于高压磁力启动器+液力耦合器或独立变频器的功能，该产品主要应用于井下运输皮带或大功率水泵的软起动和软停止。该产品目前在平朔矿区暂无应用案例，在市场营销领域运行有三年历史。 高压软启动装臵工作原理： 1.三相主回路电源从电源接线箱引入，经隔爆端子引入内腔，接晶闸管组件的上端，下端出线经隔爆端子、电缆引出装臵输出到负载。控制回路100V电源从外部由引入装臵引入。
图1 主回路原理图 图2 系统控制方框图 2.QBRG系列软起动控制器，在高压主回路与控制系统间采用了国际先进的光纤技术，控制器还采用了基于DSP 控制和单片机管理的双CPU系统，如图2所示。DSP为32位数字信号处 理器，指令流水线操作，响应速度快, 执行核心控制。单片机对
WDGRQ系列高压固态软起动器设备说明书 一、概述 WDGRQ系列高压固态软起动器是一种新型的中高压电机软起动器，适用于10KV及以下的中高压交流电动机。该设备采用电力电子技术、光纤技术、可控硅串并联等先进技术，对电动机起动和运行过程进行全面控制和保护，与其它传统设备相比较，其特有的智能控制方式，既可以方便准确的设置起动转矩、起动电流、起动时间、停机时间等参数，又可以与微机、PLC等进行联网控制。WDGRQ系列高压固态软起动器还具有体积小、功耗低、高可靠性、高灵敏度、无触点、免维护、无环境污染、安装方便等优点。 应用场合：电力系统、机械制造、水泥生产、冶金、矿山、采油、化工、水处理、石化等行业，6KV，10KV等电压等级的中高压交流异步电机的起动。 应用举例：泵、风机、抽油机、空气压缩机、球磨机、起重机、压缩机、破碎机、输送机、升降机、离心机、轧钢机、离心机等多种负载机械。 二、主要特点 WDGRQ系列软起动器由一台软起动柜（又称软起动器）和一台高压开关柜（可选）组成。高压开关柜部分包括：高压断路器、电流互感器、电压互感器、综保装置等；软起动柜部分包括：可控硅组件、高压真空接触器、过压保护器、电压互感器、电流互感器、电流变换器、光纤触发电子控制系统、液晶人机界面等。 WDGRQ系列软起动器的主回路经由多个串并联的可控硅构成，这样就可以达到一定的耐压值。采用特性一致的进口可控硅器件、静态均压电阻、动态均压的电容及电阻串联支路并接在可控硅上，确保主回路串并联可控硅的可靠性。高压开关柜QF接通送电后，当系统收到电机起动信号时，由控制器按照既定的控制方式控制导通可控硅，电机端电压按照一定的斜率逐渐增加，平稳起动，电机达到额定转速之后，旁路真空接触器1KM接通，关闭可控硅触发信号。电机起动完毕之后，软起动器继续监控电机的运行，并提供多种保护：晶闸管保护措施：如动稳态均压、阻尼保护、晶闸管BOD板过压保护。 触发信号传输方式：控制回路与触发系统间采用先进的电流磁导技术，触发及可控硅短路的检测信号由光纤触发同步传送,实现了高压隔离，同时也阻断了对控制回路的干扰，保证了串联元件触发脉冲的同步性和一致性。 组件监视功能：系统设有组件状态监视，当其中任一组件损坏，控制器都能显示报警，并快速封锁脉冲，实现即时保护。 技术的创新性和先进性：
ZGQ高压固态软起动装置是由多个晶闸管串并联而成，通过控制晶闸管的触发角来控制输 出电压的大小，满足电机起动过程中不同的电流及电压要求。在电机起动过程中，ZGQ高压 固态软起动装置按照预先设定的起动曲线，增加电机的端电压，使电机平滑加速，从而减少 了电机起动时对电网、电机本身、相连设备的电气及机械冲击。当电机达到正常转速后，旁 路真空接触器或断路器接通，电机起动完毕。此后，ZGQ软起动装置继续监控电机并提供各 种故障保护。 高压固态软起动装置主要适用于各种大中型高压电动机的降ZGQ高压固态软起动装置采用 柜式结构，柜底进出线方式，在接线时，只需要将高压固态软起动装置串联接入高压电动机 和高压开关柜之间即可， ZGQ高压固态软起动装置主要包括串联晶闸管模块、旁路真空交流接触器（或真空断路器）、过电压保护器、高压电流互感器、高压电压互感器、电子控制系统等部件。此装置内部结构 简单，各部分模块化，维护简单方便。外形图见图1-2。 工作原理 本装置通过改变晶闸管的触发角，使得其输出电压改变，从而降低电机起动时的端电压和起 动电流，使电动机转速逐渐平滑增加至额定转速，从而实现大中型电动机的软起动。其原理 框图见图1-3。 电子控制系统 ZGQ软起动装置的电子控制系统分为低压、高压两部分，并隔离成两个独立的部分。具体连 接框图如下图1-4所示。下面分别进行说明。 （1）主控器：由CPU主控部分、光纤发送信号部分、光纤返回信号部分组成。控制器内装 有DSP微处理器和通讯处理器，通过控制程序给出触发信号和检测反馈信号，通过光电信号 的转换，实现高低压隔离。包括模拟量信号输入接口和开关量输入输出接口。 （2）显示器：由液晶显示控制和485通信两部分组成。显示控制板与主控板通信,传输参数 设置及参数显示等信息,其控制显示器为240×64点阵LCD，控制键盘为6按键。PC机可以通过RS485通讯方式控制软起动装置起停等。 （3）触发驱动板:位于高压部分,通过光纤接收主控板的触发信号，信号处理后控制晶闸管的 通断。 （4）采样反馈板：位于高压部分,通过光纤发送晶闸管上的电压反馈信号给主控板，以判断 晶闸管的导通状态。
浅谈高压电机的启动方式 摘要：对大容量10KV高压电机几种软启动方法原理阐述及优缺分析、比较后，提出软启动方式的选择要根据具体设备工作特性而定。 关键词：高压电机启动方式 随着社会经济的发展和结构调整，冶金行业的规模越来越大，一些高压大容量电机（5000KW—60000KW）使用越来越多，其启动方式越来越受到人们的重视。但是启动方式一般是随设计人员的思想理念而设计的，使用单位很少参与。 2012年4月份我们公司15000空分招标，空压机电机8000KW，在探讨启动方式时，我们邀请了几家降压启动设备厂家进行了技术交流，并结合我们用过的启动方式作了比较、分析和总结以供参考。 大容量高压电动机的启动方式有直接起动、热变水电阻启动、降补固态软启动、开关变压器启动、变频器启动等。除直接起动外，其余都属于软启动。软启动定义为设备在启动过程中，电机端电压由某一基值电压慢慢升到额定电压，使电机由静止平滑加速到额定转速的过程，在整个启动过程中对电机转矩冲击很小。 1、直接起动：直接启动就是电机在全电压下直接起动。启动条件是电网容量足够大，但在实际生产过程中，公司内的电网容量是比较有限，不适合采用直接起动，因为直接启动时，起动电流为设备额定电流的5—7倍，启动电流过大，对电网造成冲击很大，会引起电网电压下降，如果电网电压下降到一定值，将会造成部分设备停机。 2、热变水电阻启动：高压热变水电阻由具有负温度系数的电阻材料及其它材料组成三相平衡电阻；启动时，此装置串联在电机定子回路中，当水电阻中有电流通过时，电阻体温度逐渐升高而阻值逐渐降低，使电机端电压逐步升高，启动转矩逐渐增大，从而实现降低电机起动电流平稳启动的目的。 液态电阻软启动装置以电流为调节变量，由于液变电阻阻值受环境温度的影响较大，有时会因电解液气化、蒸发引起电阻阻值增加，起动电流达不到理想中的最大值，造成电动机在启动过程中长时间达不到额定转矩，最总以启动超时而停机。 3、开关变压器启动：开关变压器技术是在变压器基本原理上的一种新的应用技术，晶闸管与变压器的低压侧绕组相连，使变压器在电路中起到一个开关的作用，在电流的每半个周期内开关一次，以实现相位控制。通过改变低压绕组上的电压来改变高压绕组的电压，从而实现改变电机端电压的目的，以实现电动机