软起动器控制电动机的几个重要概念.

软起动器控制电动机的几个重要概念 1、脉冲突跳起动方式 对于静阻力矩较大的负载，必须施加一个短时的大起动力矩，以克服静摩擦力，这就要求起动器可以短时输出90%的额定电压。 2、接触器旁路工作模式 当电动机全速运行后，用旁路接触器来取代已完成任务的软起动器，以降低晶闸管的热耗，提高系统效率。在这种模式下用一台软起动器起动多台电动机。 3、节能运行模式 电动机负荷较轻时，软起动器可自动降压，以此提高电动机功率因数。 4、软停车 在不希望电动机突然停车的场合，可以通过软停车方式来逐步降低电动机端电压。 5、泵停车 对惯性力矩较小的泵，软起动器在起动和停机过程中，实时检测电动机的负载电流，根据泵的负载和速度特性调节输出电压，消除“水锤效应”。 6、动力制动 在惯性力矩大的负载或需要快速停机的场合，可以向电动机输入直流电，以实现快速制动。 软启动器和变频器的区别 软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。 变频器是用于电机需要调速的地方，变频器的输出不但改变电压而且可以同时改变频率。 软起动器实际上是个调压器，用于电机降压起动时，软启动器输出只改变电压不能改变频率。 变频器具备所有软起动器功能，但它的结构复杂，价格也比软起动器贵得多。 热变电阻软起动 一、前言 最近，某公司通过媒体以新闻和广告的形式，对热变电阻软起动作了大量的宣传。宣称：“此类软起动可以完全替代进口变频软起动，并且价格优势特别大”。 作为一名多年从事软起动技术工作的知识分子，我认为有必要比较客观地从技术角度上给热变电阻软起动一个准确的定位，因而撰写本文。 二、热变电阻软起动原理 热变电阻软起动中的电阻是液态电阻，是由水和电解质配制的，导电机理是离子导电。离子导电的电导率随温度增加而上升，其温度灵敏度因电解质元素和浓度而异。 电动机软起动时，需要随着电动机转速的增加而平滑减小串在电动机定子回路的阻抗。可以实现这种平滑减小的方法很多，例如，通过电极移动、通过晶闸管的导通角变化，通过改变饱和电抗器的饱和度等。热变电阻软起动装置利用了液阻阻值的温度热变性：既然液阻的发热（温升）是不可避免的，那么就利用它，“以毒攻毒”，使液阻电阻值随温升而平滑减小，达到软起动的目的。 热变电阻软起动装置的限流电力器件是装有固定电极的液阻箱（每相一个，共三个）。每箱的一对电极之间的距离比较近，电极之间的空间（以下简称极空间）在整个液箱容积中所占的比例不大。液箱内的所有离子均参与决定液箱电阻阻值，但是，极空间的离子对于液阻箱阻值起决定作用。所谓“热变”主要是指极空间内离子导电率的热变。它是由极空间的温升决定的。在软起动过程中，极空间液体温度因发热而上升，又因对流等热交换而下降。加热和对流是决定极空间温度的一对矛盾。及至软起动结束，电极失电，加热停止。停止后，在对流作用下，液箱内的温度逐渐趋于平衡。所谓“液箱电解液一次软起动温升”，是指停止后的新热平衡温度对于软起动前热平衡温度增量。 因此，极空间温升和一次起动温升是二个概念。前者大于后者。这个“大于”当然是有利的，它使热变电阻软起动装置一方面可以利用“前者”实现热变软起动；另一方面，又可以利用“后者”使装置能够具有一定的 “连续起动数次” （例如3次）。 现在，进而就某公司对热变电阻软起动原理的陈述作以下评论。 根据该公司的《技术报告》（2000年），极空间温度“在常温到 之间电阻率呈近似反比关系……，这一发现……提供了宝贵的技术依据”。对于软起动而言，软起动从开始到完成，极空间电解液阻值可以表示为一条时间曲线，在不同的环境温度下软起动，其时间曲线自然亦不相同。 热变电阻软起动装置允许的环境温度是 ，人们有理由担心，在 和 软起动是否均能成功。退一步说，即便均能成功，在这两种情况下，极空间电解液阻值时间曲线肯定是很不相同的。因此，软起动所能达到的指标亦是大不相同的。 《技术报告》指出，“液体在 时，其表面就有大量的蒸汽散发”。所以，热变电阻软起动装置应该对蒸汽散发以及大量散发乃至防爆有所防范，例如，采取“缓冲室”，“液面封油”等措施。 三、热变电阻软起动装置的几个内在特点 以下的内在特点是由“原理”决定的，“与生俱来”的。 1、电极无需动，因而减免了移动电极的伺服机构，减免了伺服机构可能带来的不安全。但是，需要采取防范蒸汽散发的措施。 2、无法进行实时控制，更谈不上“闭环控制”。 3、根据一次软起动的质量对装置进行下次再调整的余地不大。可能的调整仅仅是：极间距离，电解质浓度，液面高度。但调整裕度相当有限。 4、具有一切液态软起动装置的共性，如发热量大、体积大，不能作到免维护，不产生高次谐波等等。 5、对环境尤其是温度变化的耐受能力较差。难于保证不同环境温度下软起动性能的一致性。 6、软起动功能单一，使适用范围受到一定的限制：不能实现软停止，不能实现带电流突跳的软起动。 四、热变电阻软起动不具有易控性的实例 液态软起动装置设计者总是希望在整个过程中液阻是不断下降的。事实上能否真的做成这样呢？ 国家配电设备质量检验中心2000.6.6对该公司热变电阻软起动装置作了检验，得到了软起动过程中热变电阻上的电压时间曲线和电流时间曲线（附后）。由此可见，热变电阻阻值是先降后升的。由于热变电阻软起动装置实际上并不能保持电动机定子电流恒定，在软起动后期电流下降，由于发热量的减少和对流作用的增强，出现了人们不愿意看见的热变电阻阻值回升。对于这种回升，装置是束手无策的。此例表明，热变电阻软起动的易控性是很差的。差的根源仍然在于“无法进行实时控制”。 五、关于热变电阻软起动的风险问题 热变软起动极空间电解液温度是发热和对流这对矛盾相互作用的结果。对它虽然“无法进行实时控制”，但是，可以通过液箱容积选择，电极设计等方法，使在软起动过程中的极空间电解液温度时间曲线和与之相应的电流曲线满足软起动的要求。 如果设计者对于软起动系统（电动机，负载，电网）的数学模型和热变液箱内热力学的数学模型把握得比较精准，软起动一次成功是可以指望的。 但是，如果对以上这些数学模型把握得不是那么精准，或者数学模型有了变异，就会遇到风险。 风险之一：极空间温度超过了“沸点”，这时，将有大量的水蒸气产生，突破液面封油，冲到缓冲室，带来诸多麻烦。造成超过沸点的原因可能是环境温度过高，可能是对飞轮惯量估计不足，可能是对于负载的阻转矩估计太小等等。 风险之二：软起动超时，肇致软起动失败。极空间温度达不到设计要求将是软起动超时的主要原因。 六、几个常识问题 1、什么叫“变频软起动”？变频软起动是通过变频装置实现的软起动。它以频率从零开始逐渐增高的方法完成软起动。它也降压。但是，这个降压并没有降低电动机的电磁转矩。所以，“变频软起动”的性能是任何形式的工频降压软起动无法与之匹敌的。 2、目前，现代固态软起动主导产品是晶闸管软起动装置。 3、起动电流是一条时间曲线。所以，如果不提供曲线，则应该用“最大起动电流”或“起动电流变化范围”描述起动电流。 4、电网压降正比于电网短路阻抗。在不知道电网短路阻抗的条件下测得的电网压降是没有意义的。 七、究竟那种液阻装置（热变或动电极）更适合于高压、大容量电动机的软起动 人们看好高压、大容量电动机的软起动市场。 1、 热变液阻软起动装置和动电极热变液阻软起动装置的区别 （1）热变液阻软起动装置不需要改变电极板之间的距离因而使装置得到了简化。 （2）热变液阻软起动装置失去了电极板运动的功能，也就失去了通过改变电极板之间的距离改变液阻的手段，失去了易控性，带来了更大的软起动风险。 据悉，动电极液阻软起动装置已经有了软起动6800千瓦交流电动机的工业运行实例。 2、液阻软起动装置向更大容量电动机软起动前进 如果它的电极移动已经成为制约的主要因素了，那么，以上的“得”就是主要的，具有决定意义的。反之，如果并非如此，那么，以上的“得”就是得不偿失的了。 3、顺便说一下，我的以移动绝缘隔板为主要特征的专利（专利名称为：电动机液态软起动液阻箱）如果能做成液阻软起动产品，在高压、大容量电动机的软起动领域将比以上两类液阻软起动装置具有更强的生命力。 八、究竟那种降压软起动更适合于高压、大容量电动机？ 这里，要比较的是液阻软起动、晶闸管软起动和磁控软起动。关于磁控软起动技术的特点，请参看本人发表在chinakong网上的文章，题目是“作为降压软起动形式之一的磁控软起动”。在这篇文章里，我预言：磁控软起动装置将成为这一领域内的主导产品。 九、结论 1、热变电阻软起动装置是以热变电阻为限流电力器件的液态降压软起动装置。它的“一次起动成功”说明它在一定程度上完成软起动任务的可能性。但是，它的可用性、可推广性还要经受时间的考验。 2、电动机软起动是电气工程中的一个学科。有关的专家、学者应该在电动机软起动学科知识的普及上多下一点功夫，使人们多一点科学常识，少一点盲目性。 作为降压软起动形式之一的磁控软起动 摘 要：本文在一台磁控软起动装置顺利投运后写出。它的对象是拖动高炉鼓风机的高压大容量交流电动机（6KV、2MW）。它提出描述软起动过程的参数与软起动装置优劣的评分项目的15条标准，通俗地介绍磁控软起动技术和装置，比较它与液阻软起动、晶闸管软起动的异同，指出磁控软起动技术和装置在高压大容量和特大容量电动机的软起动上存在着并潜在着巨大的技术优势。 关键词：电动机 软起动装置 磁饱和电抗器 磁控软起动 前言 由天津先导机电有限公司开发制作的一台高压大容量磁控软起动装置，已于2002年5月4日在河南省济源钢铁公司正式投运。 查新结果表明，高压大容量电动机磁控软起动装置在国内、国外均属首创。 本文对磁控软起动技术作一简介，旨在促进这一技术在高压大容量电动机软起动领域内的推广。 本文为以下的读者群撰写：采用软起动装置的设计师和工程师，软起动行业的企业家，以及电气工程的专家、学者等。 一、软起动的分类 软起动可分为有级和无级两类，前者的调节是分档的；后者的调节是连续的。传统的软起动均是有级的。本文关心的是无级类的：液阻软起动、晶闸管软起动和磁控软起动。 变频调速装置也是一种软起动装置，它是比较理想的一种，它可以在限流同时保持高的起动转矩。价格贵是制约其推广应用的主要因素。 在电动机定子回路，通过串入有限流作用的电力器件实现软起动，叫做降压或者限流软起动。它是软起动中的一个重要类别。按限流器件不同可分为：以电解液限流的液阻软起动，以晶闸管为限流器件的晶闸管软起动，以磁饱和电抗器为限流器件的磁控软起动。 二、软起动过程描述参数与软起动装置优劣评分项目 为了能够客观地对软起动过程以及装置作出比较和评价，提出以下15条。不言而喻，所有的比较和评价只有在电网、电动机、负载相同的条件下才有意义。 1.软起动能否完成以及起动（ 完成）时间， 2.软起动过程中的电动机最大电流（ %）， 3.软起动过程中的最大电网电压降（ %）， 4.软起动过程中电动机有否机电共振等异常现象， 5.软起动过程中电流的高次谐波含量（ %）， 6.软起动装置的价格（常以单位容量的人民币表示）， 7.软起动装置允许的连续起动次数， 8.软起动装置占用的空间大小， 9.软起动装置限流器件开度的易控性：调节是否平滑、快速， 10.软起动装置对使用环境要求的裕度， 11.软起动装置的起动重复性（相连两次软起动'过程描述参数'的守恒性）， 12.软起动装置所提供的起动和停止方式的多样性， 13.软起动装置所具备的对于装置本身以及电动机综合保护功能的完备性（包括过流、过载、欠相、起动超时、接地等，包括故障提示和显示、诊断、记忆等）， 14.软起动装置在起动过程中的噪声大小， 15.软起动装置所需要的辅助电源功率的大小。 三、液阻软起动 液阻是一种由电解液形成的电阻，它导电的本质是离子导电。它的阻值正比于相对的二块电极板的距离，反比于电解液的电导率，极板距离和电导率都便于控制。液阻的热容量大。液阻的这两大特点（阻值可以无级控制和热容量大），恰恰是软起动所需要的。加上另一个十分重要的优势即低成本使液阻软起动得到广泛的应用。 液阻软起动也有缺点，一是液阻箱容积大，其根源在于阻性限流，减小容积引起温升加大。一次软起动后电解液通常会有10°C~30°C的温升，使软起动的重复性差。二是移动极板需要有一套伺服机构，它的移动速度较慢，难以实现起动方式的多样化。三是液阻软起动需要维护，液箱中的水，需要定期补充。电极板长期浸泡于电解液中，表面会有一定的锈蚀，需要作表面处理（据说是2~3年一次） 。四是液阻软起动装置不适合于置放在易结水或颠簸的现场。 近年有所谓的热变液阻软起动装置，通过液阻本身在软起动过程中的温升，借助电解液电导率与温度的正相关性实现无极板伺服机构的软起动。但是，其可行性大可质疑：它的限流器件不具备限流能力易控性，装置对使用环境温度要求高，软起动重复性差。 液阻软起动装置可以串在绕线电动机转子回路实现重载软起动，售价低廉，在软起动过程中不产生高次谐波等等，则是它突出的优点。预言它即将被淘汰，肯定是为时过早。 液阻软起动装置国外早已使用。至今，在国内仍然运行着不少国外的液阻软起动产品，来自日本、加拿大、意大利等国。出厂日期从60年代到90年代均有。国产品的生产厂家很多，知名度较高的有湖北襄樊的追日公司、大力公司、雷诺尔公司、沈阳前特兰公司以及上海的几家公司等。 四、闸管软起动 闸管软起动产品问世不过30年左右的时间。它是当今电力电子器件长足进步的结果。10年前，电气工程界就有人指出，闸管软起动将引发软起动行业的一场革命。目前在低压（380伏）范围内，晶闸管软起动产品价格已经下降到液阻软起动的大约2倍。而其主要性能却大优于液阻软起动。与液阻软起动相比，它的体积小、结构紧凑，维护量小，功能齐全，菜单丰富，起动重复性好，保护周全，这些都是液阻软起动难以望其项背的。 但是晶闸管软起动产品也有缺点。一是高压产品的价格太高，是液阻的5~10倍，二是晶闸管引起的高次谐波较严重，三是对于绕线转子异步机无所作为。在这几个缺点中，价格高是制约其发展的主要因素。对于贫者，无力选用它；对于富者，何不直接选用高压变频装置？这就是高压闸管软起动比较受冷落的原因。 生产高压晶闸管软起动的厂家主要是：Rockwell、Motortronics、Benshaw等三家国外厂家，国内据说某研究所近期会有此类产品问世。椐调查，国外厂家截至2001年9月在中国大陆的高压晶闸管软起动销售量仅仅为30多台。 五、磁控软起动的工作原理和结构 磁控软起动是从电抗器软起动衍生出来的。用三相电抗器串在电动机定子实现降压是两者的共同点。磁饱和软起动不同于电抗器软起动的主要点是其限流作用可控。总体说来，起动开始时限流作用较强，在软起动过程中逐渐减弱。电抗器在起动完成后被旁路。 限流作用的强弱变化是通过控制直流励磁电流，改变铁芯的饱和度实现的，所以叫做磁控软起动。因为磁饱和电抗器的输出功率比控制功率大几十倍，它也可以称为'磁放大器'。由于它不具有零输入对应零输出的特点，所以，不建议采用'磁放大器'这一词。 磁饱和电抗器有三对交流绕组 （每相一对）和三相共有的一个直流励磁绕组。在交流绕组里流过的是电动机定子电流，它必然会在直流励磁绕组上感应出电势。后者会影响励磁回路的运行。不是用一个，而是用一对交流绕阻的主要原因就是为了抵消这种影响。 显然，限流作用的强弱调节是静止的、无接触的、非机械式的。这就为微电子技术打开了大门。所以，在工作原理上磁控软起动与晶闸管软起动是完全相同的。说磁饱和软起动能够实现软停止，能够具有晶闸管软起动所具有的几乎全部功能，其原因盖出于此。 高压磁饱和电抗器在原理和结构上与低压（380伏）磁饱和电抗器没有本质区别，只是在某些方面需要采取一些特殊处理罢了。 磁饱和电抗器具有0.1秒量级的惯性，这使磁控软起动的快速性比晶闸管软起动慢一个数量级。对于电动机系统的大惯性来说，磁控软起动的惯性是不足为虑的。 有人说磁控软起动不产生高次谐波。这是错误的。只要饱和，就一定会有非线性，就一定会引起高次谐波。只是磁饱和电抗器产生的高次谐波会比工作于斩波状态的晶闸管要小一些。磁控软起动装置需要有相对较大功率的辅助电源，噪声较大则是其不足之处。 六、高压大容量电动机磁控软起动装置查新检索结论 天津市科学技术信息研究所（国家科委批准的第一批一级查新咨询单位及国家发明奖指定查新单位）受理了查新检索，它在'检索结论'中称： \"该项目的主要技术特征在于将磁饱和电抗器用在高压软起动装置上，……。它的控制是微电子全数字的，额定电压和功率分别为6kv和2000kw 。 综上所述，国内外均未见符合该项目上述技术特点的高压大容量电动机的磁控软起动装置的文献报导。\" 七、高压磁控软起动前瞻 天津市先导机电有限公司研制的高压磁控软起动装置在济源钢铁公司顺利投产，标志着磁控软起动已经踏入了高压的门坎。该装置的起动对象是炼铁厂高炉的3#风机异步电动机（6KV、2MW），软起动方式是3.2倍额定的恒流软起动，软起动时间为34秒，软起动重复姓好，完全满足生产工艺要求。 什么是高压磁控软起动装置？它是一种兼具高压晶闸管软起动装置性能和高压液阻软起动价格的装置。所以，它有可能成为国内乃至国外高压软起动装置市场上的主流产品。 从高压磁控软起动今后发展看，要解决两个问题：一是将交流电压等级从目前的6KV提高到10KV，预计这不会遇到大的困难。二是将容量从目前的2MW提高到20MW。 椐我们调查，特大容量（20MW 以上）电动机的软起动至今还没有一种圆满的技术手段。已经个别地采用过的专建一个35KV/10KV变电站的办法，为之重金购买10KV特大容量的高压变频装置的办法，都是出于无奈的办法。 因此，液阻软起动、晶闸管软起动、磁控软起动，都面对着特大容量电动机起动的挑战。特大容量往往要求将限流电力器件安装在主电室外甚至户外，液阻软起动装置将不得不面对户外环境的问题，特大箱体、特大极板的问题，晶闸管软起动将不得不面对串、并联高压晶闸管的均压、均流问题。 磁控软起动面临的主要问题将是如何在有效防干扰的前提下把磁饱和电抗器的容量做大。特大容量磁饱和电抗器在世界上并非没有先例。70年代末，在武汉钢铁公司1米7工程热轧厂引进的比利时ACEC公司无功补偿装置里，就包含了一台这样的饱和电抗器：10KV，30MVA，它一直运行至今。 因此，磁控软起动装置攻克特大容量电动机软起动难题指日可待。 作者简介：高越农（1936-）男 教授 曾任武汉科技大学自动化系主任、襄樊追日电气公司高级顾问。多年从事电动机软起动技术工作，在这一领域的著作有：软起动装置的初级智能化，高压液态软起动装置，电动机液阻软起动概况与前景，电动机液阻软起动仿真等。 《软起动问答》补遗 一、关于恒流倍数的问题： 问者常问软起动产品生产厂家：‘你能够提供多大倍数电流的软起动装置’。这是一个外行人的问法。软起动恒流倍数的确定并不是制造厂家能不能的问题，而是选什么倍数为宜的问题。 软起动产品的生产厂家首先关心的是能否在电网压降不超过允许极限，冲击电流（和机械冲力）不超过允许极限的条件将电动机起动起来。作为软起动装置的使用者，如果自己没有选择合适起动电流倍数的把握，应该把所有的制约条件（数据和曲线）提供给制造厂家，让制造厂家进行仿真计算，选好恒流倍数。其后，才有软起动产品能否提供这么大电流的问题，才有软起动装置个头大小、好不好维护、价格等问题。 二、如何选择软起动电流的恒流倍数？ 软起动限制起动电流的目的之一是减小电流冲击和机械力冲击，以延长电动机和机械设备的寿命。倍数和寿命之间一般没有什么严格的易于把握的关系。所以，人们一般并不以减小冲击为依据选择恒流倍数。降低网压降是公认的软起动的另一个目的。一个易于把握的指标就是软起动过程中的电网压降。 问者常问：‘软起动产品能否确保软起动过程中网压降小于15%？（或10%）’。使用者关心、记挂于此是很自然的。但是，这仍然是一个外行人的问法。 网压降的大小虽然与软起动恒流倍数成正比，但是与电网的内阻抗密不可分。所以，在你问软起动装置生产厂家‘你能不能确保网压降小于15%吗’以后，他就一定会反过来问你，你的电网内阻为几何？ 在你为软起动生产厂家提供了电网内阻的数据后，他们就会为你试探地选择起动恒流倍数，提供你以软起动仿真结果，肯定地回答你是否能在确保网压降小于15%（或10%）的条件下，在规定时限内完成软起动。如果你认可这个结果，并且认为这个倍数对于电动机来说也是可以接受的。那么恒流起动电流倍数也就确定下来了。 三、 通过电网短路容量实际上，电网内阻抗或短路电流计算电网内阻抗。 或短路电流。 往往不能直接得到。我们能够直接得到的是电网短路容量电网有一个额定电压 ，，额定容量，额定电流， 。 。 就是短路阻抗（电网内阻抗）。电网短路容量的定义是可以认为是纯感性的。 四、关于电网的短路容量： 。由此，得到： 。 电网的短路容量和电网额定容量不是一个概念，尽管一般说来，电网容量越大其短路容量也越大。我们要知道电网短路容量的目的是获知在软起动过程中，因为电动机软起动而造成的电网电压的变化情况。获知短路容量的目的在于确定电网的等效内阻抗。以上计算公式表明，与电网额定容量没有直接关系。如果电网的短路容量是无穷大（），则内阻抗。在这种情况下，不论软起动电流倍数为几，电网压降总是零。所以，在不提供电网短路容量的条件下，用实测电网压降的数据或曲线来证明任何结论，都会使人感到底气不足。 五、电网短路容量为什么是一个范围 电网短路容量不是一个固定值，我们在对软起动过程作计算和仿真时，总取其最小值，它对应的最大值。即使在一定的条件下，也会变化。在网上挂的负荷越多，从电动机看出去的带载电网的内阻抗（它是与负载阻抗的并联）越小，电网短路容量越大。 常有人问：在软起动前，网上已带上了的负荷，比方说，软起动装置将要起动的电动机在软起动完成后，电网负荷将上升到，由于软起动恒流倍数总是甚大于1的，电网肯定会在软起动过程中过载。这时，电网能承受吗？这种担心是不必要的。因为软起动电动机所在的电网大多是10KV，6KV的电网，通常它们是从更高等级电压的更大容量的变电站变压而来的。变电站是允许短时过载的。 六、关于软起动完成时间 软起动必须在一个允许的时间内完成，超过了极限，系统中旨在保护电动机的时限保护(或反时限保护)要动作，宣告软起动失败。 怎样预测软起动过程，预估软起动完成时间？顾绳谷主编的《电机及拖动基础》（下）（第二版）在第6章第6节‘三相异步电动机的起动过程’里介绍了‘图解法’和‘解析法’这样2种方法。其中，‘图解法’将一个起动过程分解为若干步，将电力拖动公式的微分方程用增量化方程近似：，从而在电机定子电压为额定值的条件下得到转速与时间关系曲线这一节的论述，对于软起动过程计算当然是有助益的。但是，在存在负载转矩。对‘解析法’，第6节介绍了空载起动时间的计算公式。曲线，就、电动机定子电压不恒定的条件下，想得到比较精确的只有依靠软起动仿真了。我们开发的软起动仿真软件沿袭‘图解法’的基本思路，在输入以电网、电动机和负载数学模型的基础上，充分发挥了计算机计算速度快的优势。‘图解法’若把一个软起动过程分解为20步，人工作图计算至少需要2个小时，而软起动仿真软件若把一个过程分解为2000步，计算只要10秒钟。关于软起动仿真软件，读者可以参阅《电动机软起动离线仿真》（电工技术杂志2003.1）。 以上‘二’讨论的软起动电流恒流倍数的选择问题是从电网压降方面入手的。但是，电网压降合格并不意味着软起动能够完成，并不意味着软起动完成时间合适。 六、关于飞轮惯量 在与软起动装置使用者的交流中，我感到对于飞轮惯量的单位是人们常把牛*米，的单位是每分钟的转数。 有必要再次说明一下。上述微分方程中的，单位是牛*米平方（），加速转矩视为一个整体，其实，它是2部分的乘积，是乘以：是飞轮的重量，是飞轮的旋转直径。电动机转子的形状和密度分布不论多么复杂，它都可以用一个重量为，回转直径为的飞轮来等效。 这里的是电动机的飞轮惯量和负载折算到电动机转子上的飞轮惯量之和。如果负载机械的转速2.5倍于电动机，则应按2.5的平方6.25（6.25乘以负载飞轮惯量）进行折算。 如果提供的就换算为的单位为千克米方。 ，这里的不是千克，而是千克力！所以，将单位换算为时，就应乘以10（9.81）。如果提供的不是已知，而是转动惯量。它是飞轮的质量（ ，则就是。 ）和旋转半径的平方的乘积，单位是。。如果七、关于连续起动次数 软起动用户喜欢问：你的软起动产品能连续起动多少次？软起动产品供应商也乐于承诺：本产品可以连续起动2~3次。 在什么情况下要求对于电动机作不止一次的‘连续’软起动？在软起动装置初次投运时，会出现对于连续软起动的需求。例如，反时限整定过紧，电动机软起动因反时限动作而功败垂成。这时，就要对反时限作重新整定，或者重新设定恒流倍数，几分钟后就要再起动电机。例如，在转速增大后，发现了机械方面故障，停机紧急处理后，要求再起动。这种不顺利，从纯数学的角度讲，可能达到N次。但是，事实上往往事不过三。 我们在某现场遇到过这种需要作连续第三次软起动的情况。这时，出来制止再起动的是电机制造厂厂方的投运人员。他说，电动机不允许。的确，连续起动次数受到电动机承受能力的制约。 从软起动装置本身看，制约连续软起动次数的电力器件的温升。对于液阻软起动装置而言，制约因素是电解液温升，对于特种变压器类（以自耦变压器、电抗器、饱和电抗器等为电力器件）的软起动装置而言，制约因素是绕组、铁心温升（允许温升又与所用材料的绝缘等级有关）。晶闸管软起动装置不存在对于连续起动次数的限制。 一般说来，第二次与第一次的软起动特性是不相同的。因为起动初始时刻的本底温度是不相同的。在这种情况下，具有反馈闭环的软起动装置的重复性要大大优于按开环原则工作的软起动装置。 抑制本底温度的升高，对于液阻软起动装置而言，就是把液箱做大，对磁控软起动装置，就是把电流密度取低。 八、关于‘一拖二’问题： 软起动用户会提出‘一拖二’。用一套软起动装置依次软起动二个电动机。这样，可以降低投资，节省空间。‘一拖二’在原则上是可行的必要条件是：2台电动机和电压等级相同，容量相近。 ‘一拖二’单线图推荐如下： 软起动须知 一、磁饱和软起动的作用 它是一种降压或限流软起动，用它可减小电动机硬起动（即直接起动）引起的电网电压降，使不影响共网其他电气设备的正常运行。用它可减小电动机的冲击电流，冲击电流会造成电动机局部温升过大，降低电动机寿命。用它可减小硬起动带来的机械冲力，冲力加速所传动机械（轴、啮合齿轮等）的磨损。它可减少电磁干扰，冲击电流会以电磁波的形式干扰电气仪表的正常运行。 二、磁饱和软起动的适用范围 1、 带风机、泵等轻载启动的电动机： 2、 笼形转子的异步电动机或同步电动机。 反过来说，不适用的范围：一般来说，绕线转子的异步机是用在有重载启动要求的使用场合，所以，不宜在这种场合采用磁饱和软起动。 三、应要求用户提供哪些数据？（具体见表格） 1、电动机型号、类型、额定容量、电压、电流等。 2、电动机定子有几个出线头，3还是6。 3、负载是什么？风机还是油泵？增速箱的增速比K。 4、负步电动机的三个比例：最大转矩/Me，起动转矩/Me，硬起堵转电流/Ie。（e：额定值） 5、电动机以及对象机械（即负载）的飞轮惯量GD2或飞轮矩J。（Nm2或kgm2）。总GD2=电机GD2+（K2×负载GD2）。 6、电网短路容量的最大值或电网短路电流的最小值。 7、电网电压的波动范围。 8、对连续起动次数的要求。 9、启动条件：例如是否关进风口风门等。 四、列表比较电抗器软起动、液阻软起动、晶闸管软起动和磁饱和软起动。 电抗器 液阻 晶闸管 磁饱和 用微电子通过磁饱和实现软起动，调节能速性是0.1秒级的，闭环控制，可实现起动方式菜单化。 较易 完善 较大 1 ~ 2 0.3 ~ 0.5 较大 小 不可以 小 是 软起动的基本性能 靠电极板移动实现无级降用微电子通过晶闸管实现一级降压软起动，无法压软起动，调节快速性差，软起动，调节能速性好，实现恒流软起动，对负惯性是1秒级的，属于开是0.01秒级的，闭环控载个性的适应性差，易环控制，有一定的维护工制，可实现起动方式的菜损坏。 作量。 单化。 不能 无 较小 0.4 ~ 0.6 ~ 0.1 中 较大 不可以 小 是 难 有初级保护功能 小 1 1 小 小 可以 较大 是 易 完善 大 5 ~ 10 ~ 0.2 较小 小 不可以 小 不一定，可以继续参加节电运行 是否易于实现软停止 电动机综合保护功能 高次谐波 价格比 体积比 噪音 软起动完成时的电流二次冲击 可否串在电动机转子绕组 维护工作量 软起动完成后是否被旁路 五、什么叫做软起动起动方式？ 软起动起动方式是指用什么方法使电动机由静止态到稳定的运转态。例如恒电流起动，斜坡电压起动，电流带冲击的（'踢一脚'）起动（这个冲击有助于克服静阻矩），以及这些方式的组合。 开环软起动也是一种软起动方式。 六、什么叫软起动起动方式菜单化？ 菜单化表示可选，可以由按键输入，通过计算机软件完成软起动起动方式的选择。 七、对用户提供软起动仿真（Simulation）。 什么叫软起动仿真？ 将用户提供的数据，输入到计算机内，给出的一种输出：软起动有关电气参数如转速、电流、电压等的时间曲线，以及描述曲线特征的一些关键数据。软起动仿真给出的结果虽然只是一种预测，但对用户和设计均有重要的参考价值。 八、磁饱和软起动是否只适合于大容量电动机？ 否。只要用户有需求，不论大小均可采用磁饱和软起动。但是，如果磁饱和软起动用在高压大容量电动机场合，它的的技术优势和价格优势会更明显。