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高压电机软起动方法的分析 高压电机软起动这一概念是由低压电动机引申过来的。低压电动机软起动装置是利用晶闸管来实现三相交流调压，使电动机电压和电流全范围可调，完全区别于传统的起动方法，高压电动机软起动也应该遵循这一原则，即:软起动应该作到对电动机及及机械的伤害降到接近于零值;电压和电流的调节应该作到全范围连续可调并能使起动电流最大值降到最低;对电网无冲击;控制精度的重复性应达到100%。基于此，当前的起动方法分为三种: (1) 直接起动; (2) 减压起动; (3) 软起动。 1、全压直接起动及其危害 (1) 电动机直接全压起动时, 过大的起动电流会在线路上产生较大的压降，使电网电压波动很大，影响并联在电网上的其它设备的正常运行，一般的要求是经常起动的电动机引起的电网电压变化不大于10%，偶尔起动的电动机引起的电网电压变化不大于15%。还可以按电源的情况来决定是否允许电动机直接起动，如附表所示: (2) 直接全压起动的危害性主要有如下几点: (a) 普通鼠笼式电动机在空载全压直接起动时，起动电流会达到额定电流的5-7倍。当电动机容量相对较大时，该起动电流将引起电网电压急剧下降，电压频率也发生变化，这会破坏同电网其它设备的正常运行，甚至会引起电网失去稳定，造成更大的事故; (b) 电动机直接全压起动时的大电流在电机定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力，会破坏绕组绝缘和造成鼠笼条断裂，引起电机故障，大电流还会产生大量的焦耳热，损伤绕组绝缘，减少电机寿命; (c) 电动机直接全压起动时的起动转矩约为额定转矩的2倍，对于齿轮传动设备来说，很大的冲击力会使齿轮磨损加快甚至破碎;对于皮带传动设备来说，加大了皮带磨损甚至拉断皮带。对于水泵类负荷来说，电动机全压起动时，水流会在很短的时间内达到全速，在遇到管路拐弯时，高速的水流冲击到管壁上，产生很大的冲击力，形成水锤效应，会破坏管道。如果水泵前面的管路比较长，当水泵电机突然停止时，高速的水流会冲击到水泵的叶轮上，产生很大的冲击力，会使叶轮变形或损坏。直接起动时电机速度上升很快，润滑油往往不能及时到位，会引起轴承干磨，降低其使用寿命; (d) 电动机在起动时, 会产生短时间的谐波电流, 使电网的谐波大量增加。电网谐波含量的增加，将导致电气设备寿命缩短，网损加大，系统发生谐波谐振的可能性增加。同时，还可能引起继电保护和自动装置误动，仪表指示和电度计量不准以及通信受干扰等一系列问题; (e) 直接全压起动还会在高压开关关合时产生陡度很大的操作过电压，使定子绕组上电压分布不均匀，对其绝缘造成极大的伤害。许多电机的自身故障都是由于绝缘受到伤害而引起的。 以上各点都会使设备增加停工台时，影响生产的正常进行，增加维修费用。综合考虑，在经济条件允许的情况下应尽量避免采用电动机的直接起动方式，以保证电网的供电质量。在这种情况下高压电动机的软起动作为一个重要的课题被提出来。 2、 减压起动及其优缺点2.1 定子回路串电抗器减压起动 串电抗器后，起动电流成正比减小，起动转矩则成平方关系地减小，因此电抗器阻值的选择必须依据电机起动时阻力矩的情况，只有起动转矩大于阻力矩电机才能顺利起动。如图1所示起动时先合上3Q再合上1km电机即串入电抗起动，待起动完成后合上2km打开1km，切除电抗器，电机进入全压运行。 图1 定子回路串电抗器减压起动串电抗器起动时，串入电抗器之前电机速度为零，故这时要求的im较大，这就要求串入电抗器后电机的端电压不能太小，一般选择在0.7Un左右，其起动电流也在直接全压起动电流的0.7倍左右。 选用电抗器时便会陷入这样的矛盾之中:为了减小起动电流总希望电抗值大一些, 但这样又容易造成起动失败，尤其是当电网电压不稳定和负载状况经常变化时;为了保证起动的成功率, 电抗值就要小一些, 但这样起动电流又偏大，所以电抗器适于电网电压和负载(起动时)比较稳定的情况。 串联电抗器起动为有级降压起动, 起动过程中转矩会有二次突变, 仍会产生较大的机械冲击, 对机械及电机仍会有损伤，只是程度有所降低;对电网的影响也未达到最低。在操作过电压方面，由于初始电压为0.7un左右，操作过电压的几率也随之降低一些，但由于高频振荡叠加的随机性，操作过电压的幅值并不会降低。2.2 自耦变压器减压起动 自耦变压器降压起动时接线如图2所示。起动时先合3Q，再合1km，电动机的定子绕组通过自耦变压器接到三相电源上降压起动。当转速上升到接近