液態變阻軟啟動器在高壓鼠籠型電動機上的應用

伊力哈木·努爾買買提

摘 要 通過對幾種起動方式的分析，介紹GZYQ液態變阻軟起動器的性能特點及實際應用，為減少大型高壓鼠籠電動機在起動過程中對電網電壓和設備的沖擊，介紹一種切實可行的起動裝置。

關鍵詞 大型鼠籠電動機；系統壓降；沖擊電流；沖擊轉矩

中圖分類號：TM573 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0127-01

在工業、農業生產機械中普遍采用鼠籠型異步電動機，尤其是在冶煉、采礦、化工行業的傳送、水泵、破碎、風機等機械上的動力中用的很普遍。統計數據表明，我國發電量的大約2/3被交流電動機消耗，三相異步電動機具有結構簡單、效率高、控制方便、運行可靠、易于維修和成本低等優點，所以大部分生產機械的動力由三相異步電動機來承擔，因此我們在各生產領域想方設法地采取措施確保異步電動機日常維護、檢修。同時通過實現對交流電動機的自動化控制來達到控制簡化，節能等目的。交流異步電動機的缺點是不能平滑調速，主要是起動時的沖擊電流很大，產生的起動沖擊轉矩也比較大，起動過程中產生的故障也不少，就是因為起動比較難而我們無奈減少大功率電動機停機次數，導致耗電量較大。

1 起動方法及原理

在傳統設計中為節省投資目標，對大中型交流電動機的起動采用的方法是全壓直接起動，就出現比較大的沖擊電流和沖擊轉矩，會電網及電網上其他負載造成干擾。甚至影響電網的安全運行，所以根據不同工況，曾采取過很多種減壓起動方式，早期的措施有串聯電抗或電阻、串聯自耦變壓器、星形—三角形轉換等。從20世紀70年代開始出現利用晶閘管調壓技術制作的軟啟動，并用單片機取代模擬控制電路，發展成為智能化軟啟動。軟起動是一種集電動機軟起動、軟停車、輕載節能等多種保護功能于一體的新型電動機控制裝置。近年來新出現的比較成熟的有液態電阻起動、固態軟起動和高壓變頻器起動等。

2 軟起動方式的選擇

液態軟啟動裝置是以損失部分起動力矩為代價的，但對于非恒轉矩（如風機）或輕載起動的大功率高壓交流電動機來說，在電網容量不是足夠大或瞬間對拖動設備沖擊大時卻是可能采取的最佳方式之一。可選用GZYQ型高壓液態變阻軟啟動器。

籠型異步電動機采用減壓起動的條件有：一是電動機全壓起動時，生產機械不能承受此時的沖擊轉矩；二是電動機全壓起動時，其端電壓不能滿足要求；三是電動機全壓起動時，影響其他負荷的正常運行。

異步電動機傳統的減壓起動方式有星形-三角起動等都屬于有級減壓起動，存在明顯的缺點，即起動時出現二次沖擊電流。所以目前流行采用軟啟動。

脫硫引風機拖動系統的基本原理是把原來直排的含硫燒結煙氣通過引風機引至脫硫裝置脫硫除塵后排入大氣減少對環境的污染。如果電液變阻器技術應用在脫硫引風機十千伏高壓電動機的起動，可延長電動機起動時間60秒甚至更多。再說設備價格也比較便宜只有幾十萬元，顯而易見軟啟動大大提高大型電動機的起動性能。

3 液態軟起動裝置的系統構成和性能特點

GZYQ型高壓液態變阻軟起動器采用PLC控制，內部設置液位、動極板等的位置信號、星點的開閉信號等，都有必要的聯鎖，當條件不滿足開機條件時裝置閉鎖，不允許主電動機起動，保證使設備安全的可靠運行。

控制適宜的起動電流及使風機能正常起動的關鍵是電液變阻器阻值的最佳配制，可以參考以下的計算公式：

Rs=1.01U/（1.73*2.5 Ie）

式中，Rs：液態軟起動裝置的阻值；Ie：額定電流（A）；U：電網電壓（V）。

4 實際應用

液態起動與串接的固定電阻或電抗器的起動方式相比，電機的機械特性被液體電阻更柔性。起動瞬間，隨時間的增加而減小的Rs使電機的端電壓隨時間平滑增大，也就是軟啟動。對連接設備的沖擊明顯減小，電機轉速隨時間無級平滑升速（即實現了降壓起動）。電機起動過程的平滑加速 需要起動設備有很好的平滑可調性，確保在整個起動過程中負載轉矩與起動力矩相匹配，在平穩增速情況下要盡量減小起動過程對電機組的沖擊轉矩。這一點正好被液態軟起動良好的可調性能滿足。液態變阻起動器的最大優點是調整范圍理論上非常大的。

脫硫引風機電機型號為YKK5005-2，額定功率為1000千瓦，額定電壓為10 kV，額定電流為67.9 A，三相液阻每相配制最大電阻為3 Ω時，起動電流可控制在5-6倍的額定電流，要求在起動過程中10 kV母線壓降不能大于10%額定電壓，20 s內控制起動時間。脫硫引風機通電后，電機緩慢起動，起動瞬間電流為817 A，隨著電液電阻均勻減小，電流逐漸增大，轉速則平滑上升，當電流增至968 A并維持了幾秒后電機轉速接近額定轉速，電機電流迅速下降到67 A，電機星點閉合短接，整個起動過程共用20 s（如圖1、2所示）。從各項實測數據可以看出所有參數符合要求，在整個起動過程中大大減小了機械設備和電氣設備起動瞬間受到的大力矩和大沖擊電流。

圖1 起動時間與電流曲線 圖2 起動電壓降落曲線

我們可以把GZYQ型液態軟起動裝置的特點歸納為：電阻調整方便，調節余地大，通用性好；采用PLC控制，可實現遙控或中央控制；設備安全性能好可靠性高；對起動過程可進行計算機仿真優化設計后能得到最佳的起動曲線；液體電阻熱容量大，可連續起動兩次以上，維護方便；有效地控制起動沖擊電流和沖擊力矩，減小電動機起動時對電網的沖擊和對機組的力矩沖擊，降低了對電網容量的要求；最主要的是實現了電機的易于起動和平滑性起動的要求。

參考文獻

[1]袁雪瑩.液態變阻軟啟動器在高壓鼠籠式電機上的應用[J].中國設備工程，2008（01）.

[2]錢立軍，趙韓，高立新.電動汽車開發的關鍵技術及技術路線[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2002（01）.endprint

摘 要 通過對幾種起動方式的分析，介紹GZYQ液態變阻軟起動器的性能特點及實際應用，為減少大型高壓鼠籠電動機在起動過程中對電網電壓和設備的沖擊，介紹一種切實可行的起動裝置。

關鍵詞 大型鼠籠電動機；系統壓降；沖擊電流；沖擊轉矩

中圖分類號：TM573 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0127-01

在工業、農業生產機械中普遍采用鼠籠型異步電動機，尤其是在冶煉、采礦、化工行業的傳送、水泵、破碎、風機等機械上的動力中用的很普遍。統計數據表明，我國發電量的大約2/3被交流電動機消耗，三相異步電動機具有結構簡單、效率高、控制方便、運行可靠、易于維修和成本低等優點，所以大部分生產機械的動力由三相異步電動機來承擔，因此我們在各生產領域想方設法地采取措施確保異步電動機日常維護、檢修。同時通過實現對交流電動機的自動化控制來達到控制簡化，節能等目的。交流異步電動機的缺點是不能平滑調速，主要是起動時的沖擊電流很大，產生的起動沖擊轉矩也比較大，起動過程中產生的故障也不少，就是因為起動比較難而我們無奈減少大功率電動機停機次數，導致耗電量較大。

1 起動方法及原理

在傳統設計中為節省投資目標，對大中型交流電動機的起動采用的方法是全壓直接起動，就出現比較大的沖擊電流和沖擊轉矩，會電網及電網上其他負載造成干擾。甚至影響電網的安全運行，所以根據不同工況，曾采取過很多種減壓起動方式，早期的措施有串聯電抗或電阻、串聯自耦變壓器、星形—三角形轉換等。從20世紀70年代開始出現利用晶閘管調壓技術制作的軟啟動，并用單片機取代模擬控制電路，發展成為智能化軟啟動。軟起動是一種集電動機軟起動、軟停車、輕載節能等多種保護功能于一體的新型電動機控制裝置。近年來新出現的比較成熟的有液態電阻起動、固態軟起動和高壓變頻器起動等。

2 軟起動方式的選擇

液態軟啟動裝置是以損失部分起動力矩為代價的，但對于非恒轉矩（如風機）或輕載起動的大功率高壓交流電動機來說，在電網容量不是足夠大或瞬間對拖動設備沖擊大時卻是可能采取的最佳方式之一。可選用GZYQ型高壓液態變阻軟啟動器。

籠型異步電動機采用減壓起動的條件有：一是電動機全壓起動時，生產機械不能承受此時的沖擊轉矩；二是電動機全壓起動時，其端電壓不能滿足要求；三是電動機全壓起動時，影響其他負荷的正常運行。

異步電動機傳統的減壓起動方式有星形-三角起動等都屬于有級減壓起動，存在明顯的缺點，即起動時出現二次沖擊電流。所以目前流行采用軟啟動。

脫硫引風機拖動系統的基本原理是把原來直排的含硫燒結煙氣通過引風機引至脫硫裝置脫硫除塵后排入大氣減少對環境的污染。如果電液變阻器技術應用在脫硫引風機十千伏高壓電動機的起動，可延長電動機起動時間60秒甚至更多。再說設備價格也比較便宜只有幾十萬元，顯而易見軟啟動大大提高大型電動機的起動性能。

3 液態軟起動裝置的系統構成和性能特點

GZYQ型高壓液態變阻軟起動器采用PLC控制，內部設置液位、動極板等的位置信號、星點的開閉信號等，都有必要的聯鎖，當條件不滿足開機條件時裝置閉鎖，不允許主電動機起動，保證使設備安全的可靠運行。

控制適宜的起動電流及使風機能正常起動的關鍵是電液變阻器阻值的最佳配制，可以參考以下的計算公式：

Rs=1.01U/（1.73*2.5 Ie）

式中，Rs：液態軟起動裝置的阻值；Ie：額定電流（A）；U：電網電壓（V）。

4 實際應用

液態起動與串接的固定電阻或電抗器的起動方式相比，電機的機械特性被液體電阻更柔性。起動瞬間，隨時間的增加而減小的Rs使電機的端電壓隨時間平滑增大，也就是軟啟動。對連接設備的沖擊明顯減小，電機轉速隨時間無級平滑升速（即實現了降壓起動）。電機起動過程的平滑加速 需要起動設備有很好的平滑可調性，確保在整個起動過程中負載轉矩與起動力矩相匹配，在平穩增速情況下要盡量減小起動過程對電機組的沖擊轉矩。這一點正好被液態軟起動良好的可調性能滿足。液態變阻起動器的最大優點是調整范圍理論上非常大的。

脫硫引風機電機型號為YKK5005-2，額定功率為1000千瓦，額定電壓為10 kV，額定電流為67.9 A，三相液阻每相配制最大電阻為3 Ω時，起動電流可控制在5-6倍的額定電流，要求在起動過程中10 kV母線壓降不能大于10%額定電壓，20 s內控制起動時間。脫硫引風機通電后，電機緩慢起動，起動瞬間電流為817 A，隨著電液電阻均勻減小，電流逐漸增大，轉速則平滑上升，當電流增至968 A并維持了幾秒后電機轉速接近額定轉速，電機電流迅速下降到67 A，電機星點閉合短接，整個起動過程共用20 s（如圖1、2所示）。從各項實測數據可以看出所有參數符合要求，在整個起動過程中大大減小了機械設備和電氣設備起動瞬間受到的大力矩和大沖擊電流。

圖1 起動時間與電流曲線 圖2 起動電壓降落曲線

我們可以把GZYQ型液態軟起動裝置的特點歸納為：電阻調整方便，調節余地大，通用性好；采用PLC控制，可實現遙控或中央控制；設備安全性能好可靠性高；對起動過程可進行計算機仿真優化設計后能得到最佳的起動曲線；液體電阻熱容量大，可連續起動兩次以上，維護方便；有效地控制起動沖擊電流和沖擊力矩，減小電動機起動時對電網的沖擊和對機組的力矩沖擊，降低了對電網容量的要求；最主要的是實現了電機的易于起動和平滑性起動的要求。

參考文獻

[1]袁雪瑩.液態變阻軟啟動器在高壓鼠籠式電機上的應用[J].中國設備工程，2008（01）.

[2]錢立軍，趙韓，高立新.電動汽車開發的關鍵技術及技術路線[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2002（01）.endprint

摘 要 通過對幾種起動方式的分析，介紹GZYQ液態變阻軟起動器的性能特點及實際應用，為減少大型高壓鼠籠電動機在起動過程中對電網電壓和設備的沖擊，介紹一種切實可行的起動裝置。

關鍵詞 大型鼠籠電動機；系統壓降；沖擊電流；沖擊轉矩

中圖分類號：TM573 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0127-01

在工業、農業生產機械中普遍采用鼠籠型異步電動機，尤其是在冶煉、采礦、化工行業的傳送、水泵、破碎、風機等機械上的動力中用的很普遍。統計數據表明，我國發電量的大約2/3被交流電動機消耗，三相異步電動機具有結構簡單、效率高、控制方便、運行可靠、易于維修和成本低等優點，所以大部分生產機械的動力由三相異步電動機來承擔，因此我們在各生產領域想方設法地采取措施確保異步電動機日常維護、檢修。同時通過實現對交流電動機的自動化控制來達到控制簡化，節能等目的。交流異步電動機的缺點是不能平滑調速，主要是起動時的沖擊電流很大，產生的起動沖擊轉矩也比較大，起動過程中產生的故障也不少，就是因為起動比較難而我們無奈減少大功率電動機停機次數，導致耗電量較大。

1 起動方法及原理

在傳統設計中為節省投資目標，對大中型交流電動機的起動采用的方法是全壓直接起動，就出現比較大的沖擊電流和沖擊轉矩，會電網及電網上其他負載造成干擾。甚至影響電網的安全運行，所以根據不同工況，曾采取過很多種減壓起動方式，早期的措施有串聯電抗或電阻、串聯自耦變壓器、星形—三角形轉換等。從20世紀70年代開始出現利用晶閘管調壓技術制作的軟啟動，并用單片機取代模擬控制電路，發展成為智能化軟啟動。軟起動是一種集電動機軟起動、軟停車、輕載節能等多種保護功能于一體的新型電動機控制裝置。近年來新出現的比較成熟的有液態電阻起動、固態軟起動和高壓變頻器起動等。

2 軟起動方式的選擇

液態軟啟動裝置是以損失部分起動力矩為代價的，但對于非恒轉矩（如風機）或輕載起動的大功率高壓交流電動機來說，在電網容量不是足夠大或瞬間對拖動設備沖擊大時卻是可能采取的最佳方式之一。可選用GZYQ型高壓液態變阻軟啟動器。

籠型異步電動機采用減壓起動的條件有：一是電動機全壓起動時，生產機械不能承受此時的沖擊轉矩；二是電動機全壓起動時，其端電壓不能滿足要求；三是電動機全壓起動時，影響其他負荷的正常運行。

異步電動機傳統的減壓起動方式有星形-三角起動等都屬于有級減壓起動，存在明顯的缺點，即起動時出現二次沖擊電流。所以目前流行采用軟啟動。

脫硫引風機拖動系統的基本原理是把原來直排的含硫燒結煙氣通過引風機引至脫硫裝置脫硫除塵后排入大氣減少對環境的污染。如果電液變阻器技術應用在脫硫引風機十千伏高壓電動機的起動，可延長電動機起動時間60秒甚至更多。再說設備價格也比較便宜只有幾十萬元，顯而易見軟啟動大大提高大型電動機的起動性能。

3 液態軟起動裝置的系統構成和性能特點

GZYQ型高壓液態變阻軟起動器采用PLC控制，內部設置液位、動極板等的位置信號、星點的開閉信號等，都有必要的聯鎖，當條件不滿足開機條件時裝置閉鎖，不允許主電動機起動，保證使設備安全的可靠運行。

控制適宜的起動電流及使風機能正常起動的關鍵是電液變阻器阻值的最佳配制，可以參考以下的計算公式：

Rs=1.01U/（1.73*2.5 Ie）

式中，Rs：液態軟起動裝置的阻值；Ie：額定電流（A）；U：電網電壓（V）。

4 實際應用

液態起動與串接的固定電阻或電抗器的起動方式相比，電機的機械特性被液體電阻更柔性。起動瞬間，隨時間的增加而減小的Rs使電機的端電壓隨時間平滑增大，也就是軟啟動。對連接設備的沖擊明顯減小，電機轉速隨時間無級平滑升速（即實現了降壓起動）。電機起動過程的平滑加速 需要起動設備有很好的平滑可調性，確保在整個起動過程中負載轉矩與起動力矩相匹配，在平穩增速情況下要盡量減小起動過程對電機組的沖擊轉矩。這一點正好被液態軟起動良好的可調性能滿足。液態變阻起動器的最大優點是調整范圍理論上非常大的。

脫硫引風機電機型號為YKK5005-2，額定功率為1000千瓦，額定電壓為10 kV，額定電流為67.9 A，三相液阻每相配制最大電阻為3 Ω時，起動電流可控制在5-6倍的額定電流，要求在起動過程中10 kV母線壓降不能大于10%額定電壓，20 s內控制起動時間。脫硫引風機通電后，電機緩慢起動，起動瞬間電流為817 A，隨著電液電阻均勻減小，電流逐漸增大，轉速則平滑上升，當電流增至968 A并維持了幾秒后電機轉速接近額定轉速，電機電流迅速下降到67 A，電機星點閉合短接，整個起動過程共用20 s（如圖1、2所示）。從各項實測數據可以看出所有參數符合要求，在整個起動過程中大大減小了機械設備和電氣設備起動瞬間受到的大力矩和大沖擊電流。

圖1 起動時間與電流曲線 圖2 起動電壓降落曲線

我們可以把GZYQ型液態軟起動裝置的特點歸納為：電阻調整方便，調節余地大，通用性好；采用PLC控制，可實現遙控或中央控制；設備安全性能好可靠性高；對起動過程可進行計算機仿真優化設計后能得到最佳的起動曲線；液體電阻熱容量大，可連續起動兩次以上，維護方便；有效地控制起動沖擊電流和沖擊力矩，減小電動機起動時對電網的沖擊和對機組的力矩沖擊，降低了對電網容量的要求；最主要的是實現了電機的易于起動和平滑性起動的要求。

參考文獻

[1]袁雪瑩.液態變阻軟啟動器在高壓鼠籠式電機上的應用[J].中國設備工程，2008（01）.

[2]錢立軍，趙韓，高立新.電動汽車開發的關鍵技術及技術路線[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2002（01）.endprint