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高压鼠笼型（同步）电动机软起动 摘要：本文介绍了高压鼠笼（同步）大功率电动机的启动方式，以及变频器、磁控软启动装置、液体电阻软启动等具有代表性的软启动设备。 关键词：变频器 磁控电抗器 液体电阻 一、概述 上世纪90年代以来，高压大功率鼠笼型或同步电动机的应用越来越广泛，而鼠笼或同步电动机启动必然伴随两个问题，即大的电流冲击和机械冲击。在高压大功率电动机启动时这两个问题的危害性是十分严重的，必须引起足够的重视。传统的降压启动方式（如自藕降压等），是不能从根本上解决这两个问题的。软启动技术就是在这个背景下成熟和发展起来的。 所谓电动机软启动，就是在电动机启动过程中，在电动机主回路串接变频变压器件或分压器件，使电动机端电压从某一设定值自动无级上升至全压，电动机转速平稳上升至全速的一种电动机启动方式。软启动应该有以下两个基本特点：一是在整个启动过程中电动机平稳加速，无机械冲击；二是尽可能降低启动电流，切换时没有电流冲击。 二、高压大功率鼠笼型（同步）电动机启动方式的选择 在目前的工程实际应用中，高压大功率鼠笼型（同步）电动机有以下几种启动方式：全压直接启动、降压限流启动、变频变压启动、液力耦合器启动和利用小容量电动机拖动到一定转速后启动等。在上述的几种启动方式中，液力耦合器启动和小拖大启动是利用机械原理实现电动机启动的，本文不作讨论。 在额定电压下的直接启动，不需要专门的启动设备，是一种最简单的启动方式。但其存在的主要问题是：启动电流大、启动转矩冲击大。而且能否全压启动，还受到许多条件的制约：如电网短路容量、供电变压器容量、供电线路长度等等，显然全压直接启动不能满足很多工况大功率电动机的启动要求。有一些降压限流启动方式，如自藕降压启动、电抗器启动等，在启动电动机的过程中，启动设备对电动机的分压虽然是有所降低的，但降低幅度很小，在启动结束的瞬间，电动机端电压无法达到额定值，切除启动设备时还是有较大电流和机械冲击，仍然达不到十分理想的启动状态。 而另外有些降压限流启动方式以及变频变压启动，启动设备对电动机的分压是无级降低的即电动机端电压是无级上升的，启动结束时电动机端电压达到额定值，切换时基本无电流冲击和机械冲击，启动效果很理想。在无法直接启动的工况，这种启动方式当然是工程技术人员的首选。 全压启动、传统的降压启动、变频软启动和降压软启动的启动电流曲线如图1： 目前工程上应用的高压大功率软启动设备 基本上可分为两大类：一类是利用可控硅调压、 变频实现电动机软启动；一类是利用阻抗（电 阻或电抗）值可以平滑调节的变阻器件的分压 实现电动机软启动。下面分别就这两类软启动 方式的几种有代表性设备的原理特点作一分析 介绍。 三、变频变压类软启动 3-1、原理 通过改变可控硅的导通角调节电动机端电压的同时利用逆变技术改变输入电压的频率以实现电动机的恒转矩启动。 3-2、性能特点 一般变频器有两大功能：一是调压；一是变频。根据电机拖动理论，电动机的电磁转矩M与磁通φ成正比，而磁通φ和U/f成正比，这种正比关系可归纳为以下公式： M=K1φ=K2U/f (1) 根据公式（1）可知，只要保持电动机端电压U和频率f的比值U/f一定，就可保持电磁转矩M不变。 通过改变可控硅导通角可以使电动机的端电压从零无级上升到全压，因此变频器可最大限度地限制电动机的启动电流，减少电网压降，甚至可以使启动电流控制在额定电流以下。同时，变频器还可以实现电动机节能调速。在各种软启动方式中，变频器的技术性能无疑是最优秀的。 3-3、维护 变频器技术含量较高，涵盖了可控硅调压技术、逆变技术等等，对设备的维护要求也较高。 目前，大功率变频器主要依赖进口，设备投资大（一套2000KW变频器需投资100万元人民币左右）。而高压变频器作为一种调速装置，如果仅仅用于短时间电动机启动，其主要功能反而闲置，这无疑是一种资源的浪费。所以在启动设备选择时，我们不应该把它只作为一种启动设备。 也有的软启动设备只是利用可控硅调压来实现电动机软启动，这就是所谓的固态软启动，工程界有时也称其为变频器，这实际上是一种误解。这种软启动也是一种降压启动。降压启动都是要牺牲电磁转矩的，因此这种软启动方式无法实现恒转矩启动，不可能最大限度地降低启动电流，也无法实现电动机节能调速，和阻抗分压类软启动相比，在启动性能上差别不是很大。 四、阻抗分压类软启动 1、磁控软启动