第一节 电机软启动装置产品定义及基本属性
一、产品定义、性能
1、定义
软起动可分为有级和无级两类，前者的调节是分档的；后者的调节是连续的。传统的软起动均是有级的，如星/角变换软起动，自耦变压器软起动，电抗器软起动等等。无级类的包括液阻软起动、磁控软起动和晶闸管软起动。
在电动机定子回路，通过串入有限流作用的电力器件实现软起动，叫做降压或限流软起动。它是软起动中的一个重要类别。以限流器件划分，可分为：以电解液限流的液阻软起动，以晶闸管为限流器件的晶闸管软起动，以磁饱和电抗器为限流器件的磁控软起动。
软起动器（软启动器）是一种集电机软起动、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SoftStarter。软启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。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。
2、性能
软启动的特性如下：
1）启动电流以一定的斜率上升至设定值，对电网无冲击。
2）启动过程中引入电流负反馈，启动电流上升至设定值后，使电机启动平稳。
3）不受电网电压波动的影响。由于软启动以电流为设定值，电网电压上下波动时，通过增减晶闸管的导通角，调节电机的端电压，仍可维持启动电流恒值，保证电机正常启动。
4）针对不同负载对电机的要求，可以无级调整启动电流设定值，改变电机启动时间，实现最佳启动时间控制。
二、产品所属 行业 界定
该产品在统计局制定的 行业 分类标准中属于电气机械及器材制造业大类下的电机制造 行业 。
第二节 电机软启动装置产品应用概况
一、产品主要应用领域
电机软启动器的软启动、软停止、功能完善，性能优异，能满足工业电机控制的广泛需要，是降压、星角等传统启动控制方式的理想换代产品。同时，软启动控制在空载和轻载动转时具有节能效果。
电机软启动装置产品应用情况列表
二、产品应用成熟度 分析
软启动控制系统得到了广泛的应用。如：水站配电柜、高低压移动变电站、无人值守泵站、无人值守供热站、各种遥控调度系统、生产作业自动化等等。电机软启动装置的产品应用已经比较成熟。
晶闸管移相调压软起动装置即人们常说的固态软起动，在低压领域因其技术可靠和优异的性能而得到广泛的应用。但在3kv及以上的中、高压电机的起动应用中，因为晶闸管器件的电压水平不够而必须面临串联应用，被许多的国内厂商视为畏途。
近年来，国内厂商在svc领域也取得了突破，在钢铁领域的许多招标中取代了进口产品。单就可靠性要求而言，hvdc和svc比软起动装置的要求高得多。因此晶闸管软起动装置在高压电机软起动中的应用并没有技术上的太大障碍。
近年来，我国在功率半导体器件—晶闸管的高压化方面也取得突破，6.5kv和8.5kv的高压晶闸管系列相继商品化，使我国高压晶闸管的串联应用技术达到国际水平。
2002年由株洲变流技术国家工程 研究 中心开发的6kv，2000kw晶闸管软起动装置在中原油田一次投运成功，其后有几十台高压晶闸管软起动装置在钢厂、煤矿、纸厂、水厂、化工厂投入运用。
变频器用于交流电机起动时，具有降压起动方式所无法比拟的技术性能优势，但目前其价格是同功率晶闸管软起动产品的3～5倍。在起动高压特大容量交流同步电机的应用中，象超过20mw的高炉风机、抽水蓄能电站的抽水电机等，目前都无一例外地用上了国外著名公司—abb或西门子的自控式同步电机变频调速系统，甚至有的是用一拖二的方案。
第三节 电机软启动装置产品发展历程
交流电动机的启动问题由来已久，人们一直在试图找出一种能够彻底解决问题的办法，在此过程中，先后主要 研究 开发了下面几种启动方式。
1、星－三角启动器
Y-Δ启动器是一个较早的解决办法。在启动过程中，电网的相位接头和中性接头之间，电动机定子绕组与启动器进行星型连接，从而可以降低电动机电压，及至降低电流。一旦克服主惯量之后，电动机定子绕组在电网相位接头之间的连接就呈三角形，以获得满电压和功率。然而，这种启动器不能从根本上消除机械和电气瞬变现象，只能使其稍微减弱，使他们穿过时间轴上的两个点——从随后的星－三角切换至原点。
星－三角启动法只适用于正常工况，在其它工况下，从星形到三角形之间的切换有时候比直接在线启动情况还要糟糕。
因此，星－三角启动器对于该问题来说只能算是一个粗浅而有限的解决办法。
2、滑环电动机
另一个早期的解决办法就是滑环电动机，该电动机由一个经滑环与转子电路连接的启动变阻器启动。采用这种方法，虽然电动机的扭矩仍能维持在足以启动负荷的必要水平，但启动电流已经降低了。
在启动过程中，电动机获得速度，转子电阻逐渐降低，一旦启动变阻器完全脱离电路，电动机就可达到其最大转速，转子绕组也在该点短路，因此，电动机由此点开始作为普通的鼠笼式电动机运行。
滑环电动机的优点是扭矩较高而启动电流受到限制，主要适用于启动负荷较高的电动机，如压碎机和磨坊用电动机；而其不利之处就在于它的机械和电气结构过于复杂，且电刷、滑环、电阻器和接头的使用又使成本(包括维护成本)增加，可靠性降低。
3、频率转换器
频率转换器从技术来说要优于上述两种解决方法：因为它可以在电动机从启动到正常运行再到停机的每一次运行循环中，对转速、扭矩和功率等所有相对变量进行精确控制；另一个重要的优点就是其控制设备为静态，即没有移动部件。其可靠性因而也提高了，维护工作量很小。
然而，频率转换器的缺点是前期投资成本相对过大，这一点限制了其在很多领域的应用，尤其在那些正常运行中实际上并不要求定时控制的设备中的应用。
不过，随着技术的不断更新以及价格的下降，频率转换器已经赢得了很大的市场。今天，它已在实际应用中取代了滑环电动机。
4、软启动器
软启动器于20世纪70年代末到80年代初投入市场，它与频率转换器相似，同样以电子和可控硅为基础。可以这样说，它填补了星－三角启动器和频率转换器在功能实用性和价格之间的鸿沟。采用软启动器，可以控制电动机的电压，使其在启动过程中逐渐地升高，很自然地限制启动电流。这就意味着电动机可以平稳地启动，机械和电应力也降至最小；该装置还有一种附带的功能，即可用来“软”停机。如ABB的产品。
由于该启动器采用电子式电路，可以相对比较容易地通过安全和事故指示灯增强其基本功能，改善电动机的保护，简化故障查找，如失相、过电流和超高温保护，以及正常运行、电动机满电压和某些故障指示。象斜坡电压和初始电压等所有设定值都可以很容易地在启动器面板上设定。
另外，软启动器除了完全能够满足电动机平稳启动这一基本要求外，还具有很多优点，比如可靠性高、维护量小、电动机保护良好以及参数设置简单。
对于降压起动目前有两种方式，一种是降压起动，一种是软起动。它经过了三个发展阶段，一是“Y-Δ”起动器和自藕降压起动器，二是磁控式软启动器，三是目前最先进最流行的电子软启动器。电子软启动器一般都是采用16位单片机进行智能化控制，他既能保证电动机在负载要求的起动特性下平滑起动，又能降低对电网的冲击，同时，还能实现直接计算机通讯控制，为自动化智能控制打下良好的基础。
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