液态变阻软启动器在高压鼠笼型电动机上的应用

伊力哈木·努尔买买提

摘 要 通过对几种起动方式的分析，介绍GZYQ液态变阻软起动器的性能特点及实际应用，为减少大型高压鼠笼电动机在起动过程中对电网电压和设备的冲击，介绍一种切实可行的起动装置。

关键词 大型鼠笼电动机；系统压降；冲击电流；冲击转矩

中图分类号：TM573 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0127-01

在工业、农业生产机械中普遍采用鼠笼型异步电动机，尤其是在冶炼、采矿、化工行业的传送、水泵、破碎、风机等机械上的动力中用的很普遍。统计数据表明，我国发电量的大约2/3被交流电动机消耗，三相异步电动机具有结构简单、效率高、控制方便、运行可靠、易于维修和成本低等优点，所以大部分生产机械的动力由三相异步电动机来承担，因此我们在各生产领域想方设法地采取措施确保异步电动机日常维护、检修。同时通过实现对交流电动机的自动化控制来达到控制简化，节能等目的。交流异步电动机的缺点是不能平滑调速，主要是起动时的冲击电流很大，产生的起动冲击转矩也比较大，起动过程中产生的故障也不少，就是因为起动比较难而我们无奈减少大功率电动机停机次数，导致耗电量较大。

1 起动方法及原理

在传统设计中为节省投资目标，对大中型交流电动机的起动采用的方法是全压直接起动，就出现比较大的冲击电流和冲击转矩，会电网及电网上其他负载造成干扰。甚至影响电网的安全运行，所以根据不同工况，曾采取过很多种减压起动方式，早期的措施有串联电抗或电阻、串联自耦变压器、星形—三角形转换等。从20世纪70年代开始出现利用晶闸管调压技术制作的软启动，并用单片机取代模拟控制电路，发展成为智能化软启动。软起动是一种集电动机软起动、软停车、轻载节能等多种保护功能于一体的新型电动机控制装置。近年来新出现的比较成熟的有液态电阻起动、固态软起动和高压变频器起动等。

2 软起动方式的选择

液态软启动装置是以损失部分起动力矩为代价的，但对于非恒转矩（如风机）或轻载起动的大功率高压交流电动机来说，在电网容量不是足够大或瞬间对拖动设备冲击大时却是可能采取的最佳方式之一。可选用GZYQ型高压液态变阻软启动器。

笼型异步电动机采用减压起动的条件有：一是电动机全压起动时，生产机械不能承受此时的冲击转矩；二是电动机全压起动时，其端电压不能满足要求；三是电动机全压起动时，影响其他负荷的正常运行。

异步电动机传统的减压起动方式有星形-三角起动等都属于有级减压起动，存在明显的缺点，即起动时出现二次冲击电流。所以目前流行采用软启动。

脱硫引风机拖动系统的基本原理是把原来直排的含硫烧结烟气通过引风机引至脱硫装置脱硫除尘后排入大气减少对环境的污染。如果电液变阻器技术应用在脱硫引风机十千伏高压电动机的起动，可延长电动机起动时间60秒甚至更多。再说设备价格也比较便宜只有几十万元，显而易见软启动大大提高大型电动机的起动性能。

3 液态软起动装置的系统构成和性能特点

GZYQ型高压液态变阻软起动器采用PLC控制，内部设置液位、动极板等的位置信号、星点的开闭信号等，都有必要的联锁，当条件不满足开机条件时装置闭锁，不允许主电动机起动，保证使设备安全的可靠运行。

控制适宜的起动电流及使风机能正常起动的关键是电液变阻器阻值的最佳配制，可以参考以下的计算公式：

Rs=1.01U/（1.73*2.5 Ie）

式中，Rs：液态软起动装置的阻值；Ie：额定电流（A）；U：电网电压（V）。

4 实际应用

液态起动与串接的固定电阻或电抗器的起动方式相比，电机的机械特性被液体电阻更柔性。起动瞬间，随时间的增加而减小的Rs使电机的端电压随时间平滑增大，也就是软启动。对连接设备的冲击明显减小，电机转速随时间无级平滑升速（即实现了降压起动）。电机起动过程的平滑加速 需要起动设备有很好的平滑可调性，确保在整个起动过程中负载转矩与起动力矩相匹配，在平稳增速情况下要尽量减小起动过程对电机组的冲击转矩。这一点正好被液态软起动良好的可调性能满足。液态变阻起动器的最大优点是调整范围理论上非常大的。

脱硫引风机电机型号为YKK5005-2，额定功率为1000千瓦，额定电压为10 kV，额定电流为67.9 A，三相液阻每相配制最大电阻为3 Ω时，起动电流可控制在5-6倍的额定电流，要求在起动过程中10 kV母线压降不能大于10%额定电压，20 s内控制起动时间。脱硫引风机通电后，电机缓慢起动，起动瞬间电流为817 A，随着电液电阻均匀减小，电流逐渐增大，转速则平滑上升，当电流增至968 A并维持了几秒后电机转速接近额定转速，电机电流迅速下降到67 A，电机星点闭合短接，整个起动过程共用20 s（如图1、2所示）。从各项实测数据可以看出所有参数符合要求，在整个起动过程中大大减小了机械设备和电气设备起动瞬间受到的大力矩和大冲击电流。

图1 起动时间与电流曲线 图2 起动电压降落曲线

我们可以把GZYQ型液态软起动装置的特点归纳为：电阻调整方便，调节余地大，通用性好；采用PLC控制，可实现遥控或中央控制；设备安全性能好可靠性高；对起动过程可进行计算机仿真优化设计后能得到最佳的起动曲线；液体电阻热容量大，可连续起动两次以上，维护方便；有效地控制起动冲击电流和冲击力矩，减小电动机起动时对电网的冲击和对机组的力矩冲击，降低了对电网容量的要求；最主要的是实现了电机的易于起动和平滑性起动的要求。

参考文献

[1]袁雪莹.液态变阻软启动器在高压鼠笼式电机上的应用[J].中国设备工程，2008（01）.

[2]钱立军，赵韩，高立新.电动汽车开发的关键技术及技术路线[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2002（01）.endprint

摘 要 通过对几种起动方式的分析，介绍GZYQ液态变阻软起动器的性能特点及实际应用，为减少大型高压鼠笼电动机在起动过程中对电网电压和设备的冲击，介绍一种切实可行的起动装置。

关键词 大型鼠笼电动机；系统压降；冲击电流；冲击转矩

中图分类号：TM573 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0127-01

在工业、农业生产机械中普遍采用鼠笼型异步电动机，尤其是在冶炼、采矿、化工行业的传送、水泵、破碎、风机等机械上的动力中用的很普遍。统计数据表明，我国发电量的大约2/3被交流电动机消耗，三相异步电动机具有结构简单、效率高、控制方便、运行可靠、易于维修和成本低等优点，所以大部分生产机械的动力由三相异步电动机来承担，因此我们在各生产领域想方设法地采取措施确保异步电动机日常维护、检修。同时通过实现对交流电动机的自动化控制来达到控制简化，节能等目的。交流异步电动机的缺点是不能平滑调速，主要是起动时的冲击电流很大，产生的起动冲击转矩也比较大，起动过程中产生的故障也不少，就是因为起动比较难而我们无奈减少大功率电动机停机次数，导致耗电量较大。

1 起动方法及原理

在传统设计中为节省投资目标，对大中型交流电动机的起动采用的方法是全压直接起动，就出现比较大的冲击电流和冲击转矩，会电网及电网上其他负载造成干扰。甚至影响电网的安全运行，所以根据不同工况，曾采取过很多种减压起动方式，早期的措施有串联电抗或电阻、串联自耦变压器、星形—三角形转换等。从20世纪70年代开始出现利用晶闸管调压技术制作的软启动，并用单片机取代模拟控制电路，发展成为智能化软启动。软起动是一种集电动机软起动、软停车、轻载节能等多种保护功能于一体的新型电动机控制装置。近年来新出现的比较成熟的有液态电阻起动、固态软起动和高压变频器起动等。

2 软起动方式的选择

液态软启动装置是以损失部分起动力矩为代价的，但对于非恒转矩（如风机）或轻载起动的大功率高压交流电动机来说，在电网容量不是足够大或瞬间对拖动设备冲击大时却是可能采取的最佳方式之一。可选用GZYQ型高压液态变阻软启动器。

笼型异步电动机采用减压起动的条件有：一是电动机全压起动时，生产机械不能承受此时的冲击转矩；二是电动机全压起动时，其端电压不能满足要求；三是电动机全压起动时，影响其他负荷的正常运行。

异步电动机传统的减压起动方式有星形-三角起动等都属于有级减压起动，存在明显的缺点，即起动时出现二次冲击电流。所以目前流行采用软启动。

脱硫引风机拖动系统的基本原理是把原来直排的含硫烧结烟气通过引风机引至脱硫装置脱硫除尘后排入大气减少对环境的污染。如果电液变阻器技术应用在脱硫引风机十千伏高压电动机的起动，可延长电动机起动时间60秒甚至更多。再说设备价格也比较便宜只有几十万元，显而易见软启动大大提高大型电动机的起动性能。

3 液态软起动装置的系统构成和性能特点

GZYQ型高压液态变阻软起动器采用PLC控制，内部设置液位、动极板等的位置信号、星点的开闭信号等，都有必要的联锁，当条件不满足开机条件时装置闭锁，不允许主电动机起动，保证使设备安全的可靠运行。

控制适宜的起动电流及使风机能正常起动的关键是电液变阻器阻值的最佳配制，可以参考以下的计算公式：

Rs=1.01U/（1.73*2.5 Ie）

式中，Rs：液态软起动装置的阻值；Ie：额定电流（A）；U：电网电压（V）。

4 实际应用

液态起动与串接的固定电阻或电抗器的起动方式相比，电机的机械特性被液体电阻更柔性。起动瞬间，随时间的增加而减小的Rs使电机的端电压随时间平滑增大，也就是软启动。对连接设备的冲击明显减小，电机转速随时间无级平滑升速（即实现了降压起动）。电机起动过程的平滑加速 需要起动设备有很好的平滑可调性，确保在整个起动过程中负载转矩与起动力矩相匹配，在平稳增速情况下要尽量减小起动过程对电机组的冲击转矩。这一点正好被液态软起动良好的可调性能满足。液态变阻起动器的最大优点是调整范围理论上非常大的。

脱硫引风机电机型号为YKK5005-2，额定功率为1000千瓦，额定电压为10 kV，额定电流为67.9 A，三相液阻每相配制最大电阻为3 Ω时，起动电流可控制在5-6倍的额定电流，要求在起动过程中10 kV母线压降不能大于10%额定电压，20 s内控制起动时间。脱硫引风机通电后，电机缓慢起动，起动瞬间电流为817 A，随着电液电阻均匀减小，电流逐渐增大，转速则平滑上升，当电流增至968 A并维持了几秒后电机转速接近额定转速，电机电流迅速下降到67 A，电机星点闭合短接，整个起动过程共用20 s（如图1、2所示）。从各项实测数据可以看出所有参数符合要求，在整个起动过程中大大减小了机械设备和电气设备起动瞬间受到的大力矩和大冲击电流。

图1 起动时间与电流曲线 图2 起动电压降落曲线

我们可以把GZYQ型液态软起动装置的特点归纳为：电阻调整方便，调节余地大，通用性好；采用PLC控制，可实现遥控或中央控制；设备安全性能好可靠性高；对起动过程可进行计算机仿真优化设计后能得到最佳的起动曲线；液体电阻热容量大，可连续起动两次以上，维护方便；有效地控制起动冲击电流和冲击力矩，减小电动机起动时对电网的冲击和对机组的力矩冲击，降低了对电网容量的要求；最主要的是实现了电机的易于起动和平滑性起动的要求。

参考文献

[1]袁雪莹.液态变阻软启动器在高压鼠笼式电机上的应用[J].中国设备工程，2008（01）.

[2]钱立军，赵韩，高立新.电动汽车开发的关键技术及技术路线[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2002（01）.endprint

摘 要 通过对几种起动方式的分析，介绍GZYQ液态变阻软起动器的性能特点及实际应用，为减少大型高压鼠笼电动机在起动过程中对电网电压和设备的冲击，介绍一种切实可行的起动装置。

关键词 大型鼠笼电动机；系统压降；冲击电流；冲击转矩

中图分类号：TM573 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）08-0127-01

在工业、农业生产机械中普遍采用鼠笼型异步电动机，尤其是在冶炼、采矿、化工行业的传送、水泵、破碎、风机等机械上的动力中用的很普遍。统计数据表明，我国发电量的大约2/3被交流电动机消耗，三相异步电动机具有结构简单、效率高、控制方便、运行可靠、易于维修和成本低等优点，所以大部分生产机械的动力由三相异步电动机来承担，因此我们在各生产领域想方设法地采取措施确保异步电动机日常维护、检修。同时通过实现对交流电动机的自动化控制来达到控制简化，节能等目的。交流异步电动机的缺点是不能平滑调速，主要是起动时的冲击电流很大，产生的起动冲击转矩也比较大，起动过程中产生的故障也不少，就是因为起动比较难而我们无奈减少大功率电动机停机次数，导致耗电量较大。

1 起动方法及原理

在传统设计中为节省投资目标，对大中型交流电动机的起动采用的方法是全压直接起动，就出现比较大的冲击电流和冲击转矩，会电网及电网上其他负载造成干扰。甚至影响电网的安全运行，所以根据不同工况，曾采取过很多种减压起动方式，早期的措施有串联电抗或电阻、串联自耦变压器、星形—三角形转换等。从20世纪70年代开始出现利用晶闸管调压技术制作的软启动，并用单片机取代模拟控制电路，发展成为智能化软启动。软起动是一种集电动机软起动、软停车、轻载节能等多种保护功能于一体的新型电动机控制装置。近年来新出现的比较成熟的有液态电阻起动、固态软起动和高压变频器起动等。

2 软起动方式的选择

液态软启动装置是以损失部分起动力矩为代价的，但对于非恒转矩（如风机）或轻载起动的大功率高压交流电动机来说，在电网容量不是足够大或瞬间对拖动设备冲击大时却是可能采取的最佳方式之一。可选用GZYQ型高压液态变阻软启动器。

笼型异步电动机采用减压起动的条件有：一是电动机全压起动时，生产机械不能承受此时的冲击转矩；二是电动机全压起动时，其端电压不能满足要求；三是电动机全压起动时，影响其他负荷的正常运行。

异步电动机传统的减压起动方式有星形-三角起动等都属于有级减压起动，存在明显的缺点，即起动时出现二次冲击电流。所以目前流行采用软启动。

脱硫引风机拖动系统的基本原理是把原来直排的含硫烧结烟气通过引风机引至脱硫装置脱硫除尘后排入大气减少对环境的污染。如果电液变阻器技术应用在脱硫引风机十千伏高压电动机的起动，可延长电动机起动时间60秒甚至更多。再说设备价格也比较便宜只有几十万元，显而易见软启动大大提高大型电动机的起动性能。

3 液态软起动装置的系统构成和性能特点

GZYQ型高压液态变阻软起动器采用PLC控制，内部设置液位、动极板等的位置信号、星点的开闭信号等，都有必要的联锁，当条件不满足开机条件时装置闭锁，不允许主电动机起动，保证使设备安全的可靠运行。

控制适宜的起动电流及使风机能正常起动的关键是电液变阻器阻值的最佳配制，可以参考以下的计算公式：

Rs=1.01U/（1.73*2.5 Ie）

式中，Rs：液态软起动装置的阻值；Ie：额定电流（A）；U：电网电压（V）。

4 实际应用

液态起动与串接的固定电阻或电抗器的起动方式相比，电机的机械特性被液体电阻更柔性。起动瞬间，随时间的增加而减小的Rs使电机的端电压随时间平滑增大，也就是软启动。对连接设备的冲击明显减小，电机转速随时间无级平滑升速（即实现了降压起动）。电机起动过程的平滑加速 需要起动设备有很好的平滑可调性，确保在整个起动过程中负载转矩与起动力矩相匹配，在平稳增速情况下要尽量减小起动过程对电机组的冲击转矩。这一点正好被液态软起动良好的可调性能满足。液态变阻起动器的最大优点是调整范围理论上非常大的。

脱硫引风机电机型号为YKK5005-2，额定功率为1000千瓦，额定电压为10 kV，额定电流为67.9 A，三相液阻每相配制最大电阻为3 Ω时，起动电流可控制在5-6倍的额定电流，要求在起动过程中10 kV母线压降不能大于10%额定电压，20 s内控制起动时间。脱硫引风机通电后，电机缓慢起动，起动瞬间电流为817 A，随着电液电阻均匀减小，电流逐渐增大，转速则平滑上升，当电流增至968 A并维持了几秒后电机转速接近额定转速，电机电流迅速下降到67 A，电机星点闭合短接，整个起动过程共用20 s（如图1、2所示）。从各项实测数据可以看出所有参数符合要求，在整个起动过程中大大减小了机械设备和电气设备起动瞬间受到的大力矩和大冲击电流。

图1 起动时间与电流曲线 图2 起动电压降落曲线

我们可以把GZYQ型液态软起动装置的特点归纳为：电阻调整方便，调节余地大，通用性好；采用PLC控制，可实现遥控或中央控制；设备安全性能好可靠性高；对起动过程可进行计算机仿真优化设计后能得到最佳的起动曲线；液体电阻热容量大，可连续起动两次以上，维护方便；有效地控制起动冲击电流和冲击力矩，减小电动机起动时对电网的冲击和对机组的力矩冲击，降低了对电网容量的要求；最主要的是实现了电机的易于起动和平滑性起动的要求。

参考文献

[1]袁雪莹.液态变阻软启动器在高压鼠笼式电机上的应用[J].中国设备工程，2008（01）.

[2]钱立军，赵韩，高立新.电动汽车开发的关键技术及技术路线[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2002（01）.endprint