浅谈高压软启在高压电机控制方面的应用

马钊

摘要：随着我国科学技术的不断发展，国内的软启动设备也逐渐的取得了有效的突破。通过将软启动模式应用到高压电机上，使得高压软起方式逐渐的取代了传统的启动方式，成为了现代启动方式的主流。可以降低电机的起动冲击电流，减少对电网和电机自身的冲击。因此，高压电动机软启动已成为电动机启动方面的一项关键技术，在工业中的应用将有广阔的前景。目前高压电动机的启动方式主要有四种方式，即：降压启动、直接启动、变频器启动方式、软启动方式。

关键词：电动机;软启动;可靠性

绪论

在各行各业的生产中，对高压点击的需求越来越大，特别是在石油化工行业广泛的应用，但是高压电机的启动方式一直是困扰我们的难题。下面我们一起分析高压电机的启动的几种方式。

1直接启动方式

作为最简单、可靠、经济的启动方式，直接启动方式应当优先得到应用，但是由于需要的启动电流较大，导致配电母线上的电压下降幅度也变得很大，并且会导致启动转矩的增大。如果在保持静止状态的设备上应用直接启动方式，会进一步加快设备的损坏。影像设備使用寿命。

电动机直接启动的危害性

1.1对电动机本身的损伤

a.大电流产生的热量反复作用于绕组外绝缘，使绝缘加速老化、寿命降低。

b.大电流产生的机械力使绕组相互磨擦，降低绝缘寿命。

c.高压断路器合闸时触头的不同期会在电动机定子绕组上产生操作过电压，有时会达到外加电压的5倍以上，这样高的过电压会对电动机绝缘造成极大损害。

1.2 对电网的影响

a.电动机启动时，电机建立磁场所需的励磁电流，需要从电网中吸取滞后的无功电流，会使电网的cosφ值降低，电压损耗和线路损耗增大，甚至使电网容量受到限制。

b.电动机直接启动时，一般启动电流可达电动机额定电流的4～7倍，大电流对电网的冲击几乎类似于三相短路对电网的冲击，常会引发功率振荡，甚至使电网失去稳定。

c.启动电流中含有大量的高次谐波，与电网电路参数引起高频谐振，造成继电保护误动作、自动装置失灵等故障。

d.直接启动时，启动电流过大受到电网容量所限制，若电网容量不大，则电动机的启动电流可能使电网电压下降，影响其它电动机和电气设备的正常运行。

1.3 对所拖动的机械设备的损伤

直接启动时的启动转矩最大可达额定转矩的2倍，如此大的力矩突然加在静止的机械设备上，会加速齿轮磨损，甚至打齿，加速皮带磨损甚至拉断皮带、加速风叶疲劳甚至折断风叶等等

只有在满足以下几个条件时，高压电机应该采取直接启动的方式：①配电母线电压满足电动机启动时的要求;②当电机直接启动时，保证被拖动的机械能够承受得住冲击转矩;③制造厂商没有对高压电机的启动方式有特殊要求

当采用降压启动时，危害只有一定程度的降低;当采用软启动时，危害几乎完全消失，同时可以大大延长电动机的使用寿命。

2 变频启动方式

利用变频器来对频率进行改变从而达到启动电机的目的，这种启动方式就是变频启动。通过变频器来对电机进行控制，在调速过程中让电机始终处于恒转矩状态，而将频率增加时，电压也会得到上升，当频率达到最高时，电压和供电电压处于平衡状态。变频启动方式主要有以下几个优点：启动时消耗的功率较低;能够对点击的启动电流进行控制;能够控制电压的加速和运行速度，对电机转矩进行调整;不但能够控制电机的停机方式并且能够实现可逆运行控制;具备节能的作用等。变频启动的缺点是，设备经济成本较高，并且容易出现损坏。

3 降压启动方式

通过降压方式来将启动电流减小指的就是降压启动。但是由于启动电流太小，导致启动转矩快增大，同时造成启动的时间边长以及绕组温度的上升。在一些对启动转矩有高要求的场地无法使用，只有当全压启动条件无法满足时才适合采用。并且由于降压启动方式的灵活性较低、故障率较高，非常容易长生强大的冲击力，所以其实用性较差。

4分析软启动方式在高压电机中的应用

在高压电机中，软启动方式主要分为三种，分别是突跳起动、电压双斜坡启动以及限流启动。

4.1 突跳起动

突跳起动指的是在开始启动时，通过极短的时间将净晶闸管导通然后回落，再按照之前设定的值极速上升，最后进入横流启动。这种启动方法在一些重载以及静摩擦比较大的启动场合比较适用。

4.2 电压双斜坡启动

这种启动方式主要是指，在启动中让电机的输出力矩随着电压的增加而增加，并且在开始启动时为其提供一个初始电压Us，根据负载大小可以对Us进行调节，当Us比负载静摩擦力矩要大时就能够让负载进行转动。

4.3 限流启动

限流启动指的是在启动电机的过程中将启动电流限制在设定值以下的软启动方式。输出电压由零开始直线上升，知道输出电流持平设定电流为止，然后一直保持输出电流I。限流启动方式的优点就是对启动电流的要求低，并且能够根据需要进行调整，缺点是无法明确压降大小，使压降空间无法得到充分利用。

5 软启动方式的运行特点分析

在普通的高压电机开始启动时，启动电流通常时正常运行电流的6至10倍，而软启动方式，则能够将启动电流与运行电流之间的比值控制在3倍以下。软启动方式的运行特点主要有以下几个方面：①启动时的电流小于其他启动方式，能够促进电机启动电压稳步上升，减小电流对系统的冲击;②能够根据负载量不同控制启动时间，使负载处于阶段性，从而保证高压电机的正常运行;③软启动器具有过热短路保护、欠压保护以及可控制缺相保护。

软起动与传统降压起动方式的不同之处

无冲击电流：软起动器在起动电机时，对电机无冲击，提高了供电可靠性，平稳起动，减少对负载机械的冲击转矩，延长机器使用寿命。

有软停车功能：即平滑减速，逐渐停机，减少设备损坏。

起动参数可调：根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。

6 结语

高压软起在高压电机中的有效应用，不但能够满足生产工作的需求，并且具有一定的可靠性、安全性，正是软起动方式的优良性能，在未来的高压启动方式发展中将会逐渐的替代掉不良的启动方式，成为高效、可靠、安全的高压电机启动方式。

（作者单位：辽阳石油化纤公司亿方工业公司）