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1、柔性交流流输电系系统柔性交流流输电系系统是FFlexxiblle AAC TTrannsmiissiion Sysstemms）中中文翻译译，英文文简称FFACTTS，指指应用于于交流输输电系统统的电力力电子装装置，其其中“柔柔性”是是指对电电压电流流的可控控性；如如装置与与系统并并联可以以对系统统电压和和无功功功率进行行控制，装装置与系系统串联联可以对对电流和和潮流进进行控制制；FAACTSS通过增增加输电电网络的的传输容容量，从从而提高高输电网网络的价价值，FFACTTS控制制装置动动作速度度快，因因而能够够扩大输输电网络络的安全全运行区区域；在在电力电电子装置置最早用用于直流流输电系系统
2、中并并实现了了对输送送功率的的快速控控制，由由此人们们想在交交流系统统中加装装电力电电子装置置，寻求求对潮流流的可控控，以获获得最大大的安全全裕度和和最小的的输电成成本，FFACTTS技术术应运而而生，静静止无功功补偿器器（SVVC），静静止同步步补偿器器（STTATCCON），晶晶闸管投投切串联联电容器器（TCCSC），统统一潮流流控制器器（UPPFC）就就是基于于FACCTS技技术的产产品。 节能灯节能灯又又叫紧凑凑型荧光光灯（国国外简称称CFLL灯）它它是19978年年由国外外厂家首首先发明明的，由由于它具具有光效效高（是是普通灯灯泡的55倍），节节能效果果明显，寿寿命长（是是普通灯灯泡
3、的88倍），体体积小，使使用方便便等优点点，受到到各国人人民和国国家的重重视和欢欢迎，我我国于119822年，首首先在复复旦大学学电光源源研究所所成功研研制SLL型紧凑凑型荧光光灯，二二十年来来，产量量迅速增增长，质质量稳步步提高，国国家已经经把它作作为国家家重点发发展的节节能产品品（绿色色照明产产品）作作为推广广和使用用。 现如今我我们所讲讲的节能能产品主主要都是是针对白白炽灯来来讲。普普通的白白炽灯光光效大约约在每瓦瓦10流流明左右右，寿命命大约在在10000小时时左右，它它的工作作原理是是：当灯灯接入电电路中，电电流流过过灯丝，电电流的热热效应，使使白炽灯灯发出连连续的可可见光和和红外线
4、线，此现现象在灯灯丝温度度升到7700KK即可觉觉察，由由于工作作时的灯灯丝温度度很高，大大部分的的能量以以红外辐辐射的形形式浪费费掉了，由由于灯丝丝温度很很高，蒸蒸发也很很快，所所以寿命命也大缩缩短了，大大约在110000小时左左右。节能灯主主要是通通过镇流流器给灯灯管灯丝丝加热，大大约在111600K温度度时，灯灯丝就开开始发射射电子（因因为在灯灯丝上涂涂了一些些电子粉粉），电电子碰撞撞氩原子子产生非非弹性碰碰撞，氩氩原子碰碰撞后获获得了能能量又撞撞击汞原原子，汞汞原子在在吸收能能量后跃跃迁产生生电离，发发出2553.77nm 的紫外外线，紫紫外线激激发荧光光粉发光光，由于于荧光灯灯工作时
5、时灯丝的的温度在在11660K左左右，比比白炽灯灯工作的的温度222000K-227000K低很很多，所所以它的的寿命也也大提高高，达到到50000小时时以上，由由于它不不存在白白炽灯那那样的电电流热效效应，荧荧光粉的的能量转转换效率率也很高高，达到到每瓦550流明明以上。齐纳击穿穿当PN结结两边的的掺杂浓浓度很高高时，阻阻挡层将将变很薄薄，在这这种阻挡挡层中，载载流子与与中性原原子相碰碰撞的机机会极小小，因而而不容易易发生碰碰撞 . 显然，场场致激发发能够产产出大量量的载流流子，使使PN结结的反向向电流剧增增，呈现现反向击击穿现象象，这种种击穿称称为齐纳纳击穿(因齐纳纳研究而而得名）。齐齐纳
6、击穿穿一般发发生在低低反压、高高掺杂的的情况下下。 利用齐齐纳击穿穿可做成成稳压二二极管,又叫齐齐纳二极极管.该该二极管管是一种种直到临临界反向向击穿电电压前都都具有很很高电阻阻的半导导体器件件.在这这临界击击穿点上上,反向向电阻降低低到一个个很少的的数值,在这个个低阻区区中电流流增加而而电压则则保持恒恒定,稳稳压二极极管是根根据击穿穿电压来来分档的的,因为为这种特特性,稳稳压管主主要被作作为稳压压器或电电压基准准元件使使用.其其伏安特特性见图图1,稳稳压二极极管可以以串联起起来以便便在较高高的电压压上使用用,通过过串联就就可获得得更多的的稳定电电压. 稳压二二极管的的正向特特性与一一般二极极
7、管相同同，而反反向击穿穿特性很很陡峭。雪崩击穿穿在材料掺掺杂浓度度较低的的PN结结中，当当PN结结反向电电压增加加时，空空间电荷荷区中的的电场随随着增强强。这样样，通过过空间电电荷区的的电子和和空穴，就就会在电电场作用用下获得得的能量量增大，在在晶体中中运动的的电子和和空穴将将不断地地与晶体体原子又又发生碰碰撞，当当电子和和空穴的的能量足足够大时时，通过过这样的的碰撞的的可使共共价键中中的电子子激发形形成自由由电子空穴对对。新产产生的电电子和空空穴也向向相反的的方向运运动，重重新获得得能量，又又可通过过碰撞，再再产生电电子空空穴对，这这就是载载流子的的倍增效效应。当当反向电电压增大大到某一一数
8、值后后，载流流子的倍倍增情况况就像在在陡峻的的积雪山山坡上发发生雪崩崩一样，载载流子增增加得多多而快，这这样，反反向电流流剧增， PN结结就发生生雪崩击击穿。利利用该特特点可制制作高反反压二极极管。下下图是雪雪崩击穿穿的示意意图. 雪崩崩二极管管是一种种负阻器器件，特特点是输输出功率率大，但但噪声也很很大。主主要噪声声来自于于雪崩噪噪声，是是由于雪雪崩倍增增过程中中产生电电子和空空穴和无无规则性性所引起起的，其其性质和和散弹噪噪声类似似。雪崩崩噪声是是雪崩二二极管振振荡器的的噪声远远高于其其它振荡荡器的主主要原因因。电路的噪噪声对于电子子线路中中所标称称的噪声声，可以以概括地地认为，它它是对目
9、目的信号号以外的的所有信信号的一一个总称称。最初初人们把把造成收收音机这这类音响响设备所所发出噪噪声的那那些电子子信号，称称为噪声声。但是是，一些些非目的的的电子子信号对对电子线线路造成成的后果果并非都都和声音音有关，因因而，后后来人们们逐步扩扩大了噪噪声概念念。例如如，把造造成视屏屏幕有白白班呀条条纹的那那些电子子信号也也称为噪噪声。可可能以说说，电路路中除目目的的信信号以外外的一切切信号，不不管它对对电路是是否造成成影响，都都可称为为噪声。例例如，电电源电压压中的纹纹波或自自激振荡荡，可对对电路造造成不良良影响，使使音响装装置发出出交流声声或导致致电路误误动作，但但有时也也许并不不导致上上
10、述后果果。对于于这种纹纹波或振振荡，都都应称为为电路的的一种噪噪声。又又有某一一频率的的无线电电波信号号，对需需要接收收这种信信号的接接收机来来讲，它它是正常常的目的的信号，而而对另一一接收机机它就是是一种非非目的信信号，即即是噪声声。在电电子学中中常使用用干扰这这个术语语，有时时会与噪噪声的概概念相混混淆，其其实，是是有区别别的。噪噪声是一一种电子子信号，而而干扰是是指的某某种效应应，是由由于噪声声原因对对电路造造成的一一种不良良反应。而而电路中中存在着着噪声，却却不一定定就有干干扰。在在数字电电路中。往往往可以以用示波波器观察察到在正正常的脉脉冲信号号上混有有一些小小的尖峰峰脉冲是是所不期
11、期望的，而而是一种种噪声。但但由于电电路特性性关系，这这些小尖尖峰脉冲冲还不致致于使数数字电路路的逻辑辑受到影影响而发发生混乱乱，所以以可以认认为是没没有干扰扰。当一一个噪声声电压大大到足以以使电路路受到干干扰时，该该噪声电电压就称称为干扰扰电压。而而一个电电路或一一个器件件，当它它还能保保持正常常工作时时所加的的最大噪噪声电压压，称为为该电路路或器件件的抗干干扰容限限或抗扰扰度。一一般说来来，噪声声很难消消除，但但可以设设法降低低噪声的的强度或或提高电电路的抗抗扰度，以以使噪声声不致于于形成干干扰。软启动动技术软起动动器实际际上是一一个晶闸闸管交流流调压器器。改变变晶闸管管的触发发角，就就可
12、调节节晶闸管管调压电电路的输输出电压压。在整整个起动动过程中中，软起起动器的的输出是是一个平平滑的升升压过程程（且可可具有限限流功能能），直直到晶闸闸管全导导通，电电机在额额定电压压下工作作。“软启动动”不仅能能够大幅幅度减轻轻传动系系统本身身所受到到的启动动冲击，延延长关键键零部件件的使用用寿命，同同时还能能大大缩缩短电动动机启动动电流的的冲击时时间，减减小对电电动机的的热冲击击负荷及及对电网网的影响响，从而而节约电电能并延延长电动动机的工工作寿命命。此外外，通过过使用“软启动动”技术，在在电动机机的选型型上将可可以选用用容量较较小的电电动机，因因而也能能够减少少不必要要的设备备投资。变频器
13、、软软启动在在大中型型供水设设备中的的应用 摘要：由由变频器器 、 软启动动及可编编程控制制器为主主组成的的高性能能控制系系统具有有运行稳稳定 、 高效节节能 、 自动化化程度高高易于操操作等优优点。由由于采用用了软启启动，设设备启、停停过程平平稳，避避免了“水水垂”效效应，此此控制系系统只需需增加较较少的投投资，就就能较大大幅度的的提高设设备性能能，此项项技术在在大中型型水泵站站中很有有推广应应用价值值。 关键词：恒压供供水，变变频调速速，软启启动，供供水泵站站，节能能，水垂垂效应。 通常供水水设备的的控制系系统是由由变频器器、控制制器、低低压电器器及压力力传感器器组成，可可完成对对供水压压
14、力闭环环控制，当当供水管管网流量量变化时时，通过过调整变变频泵的的转速和和改变投投入运行行的水泵泵台数，可可达到稳稳定供水水管网出出口压力力的目的的。 图 1 所示是是一个典典型的恒恒压变频频供水系系统框图图，此控控制系统统的控制制对象是是供水管管网出口口压力，由由压力传传感器采采集供水水管网出出口压力力信号，将将此压力力信号与与设 图 1 自动恒恒压供水水系统原原理图 定压力信信号进行行比较，其其差值进进入 CCPU 进行 PIDD 运算算，运算算结果控控制变频频器的输输出频率率及输出出电压，使使水泵转转速能随随着供水水管网压压力的波波动而不不断的变变化 , 从而而使管网网出口压压力稳定定。
15、如果果管网流流量变化化大 , 当只只调整变变频泵的的转速不不能满足足管网出出口压力力稳定要要求时 , 则则由控制制器发出出指令，通通过改变变投入运运行的水水泵台数数来满足足稳定管管网出口口压力要要求。 在上述过过程中 , 当当变频泵泵达到最最高设定定转速时时，说明明管网用用水量大大 , 只靠调调整变频频泵的转转速已不不能使管管网出口口压力稳稳定，在在经过一一定延时时后，如如果此泵泵仍然在在最高设设定转速速运行，控控制系统统就要启启动一台台水泵，在在水泵容容量较大大的供水水系统中中，往往往采用一一项叫作作“循环环软启动动”的技技术，即即将变频频器带动动的正在在全速运运转的电电机交给给电网，变变频
16、器再再带动下下一台电电机变频频启动，目目的是减减少启动动过程中中的机械械和电气气冲击。这这项被称称为“循循环软启启动”的的技术存存在着一一个致命命弱点，因因为在此此过程中中刚脱离离变频器器的水泵泵在惯性性作用下下高速旋旋转，电电机转子子中还有有较大的的电流，由由此电流流形成的的磁场在在电机定定子中感感应出较较高的电电压，此此电压与与电网电电压不同同频率、不不同相位位，因而而此时不不能立即即将此电电机合到到电网上上，一般般方法是是根据电电机容量量大小，确确定一个个延时，要要等转子子电流衰衰减到一一定值以以后，才才能将此此电机合合到电网网上，然然后变频频器带动动下一台台电机运运行。如如在上述述，从
17、变变频器脱脱开的电电机要经经过一定定延时后后才能并并入电网网，对于于中型电电机此延延时大约约是 11-2 秒钟，在在此期间间，水泵泵失去了了动力，并并且水的的位能阻阻止水泵泵继续旋旋转，水水泵转速速下降很很快，当当此水泵泵电机并并入电网网时，电电机转速速已降的的很低，当当将此电电机并入入电网时时将产生生较大的的电气和和机械冲冲击。如如果电机机从变频频到工频频切换过过程处理理不当，会会给电网网及供水水管网造造成重大大事故，所所以许多多专家在在大中型型供水设设备中不不主张采采用这项项“循环环软启动动”技术术。变频频与工频频平稳切切换，已已成为大大中型供供水设备备中迫切切需要解解决的问问题。 为解决
18、以以上问题题，现采采用另一一项电力力电子产产品“软软启动”器器，它基基本原理理是改变变晶闸管管的导通通角改变变输出电电压，使使电机在在启动和和停机过过程中，端端电压可可以按照照预先设设定的方方式逐渐渐变化，从从而使启启动和停停机过程程平稳。如如果是启启动一台台电机，软软启动将将逐渐增增大晶闸闸管的导导通角，使使电动机机端电压压逐渐升升高，水水泵平稳稳升速完完成启动动过程。如如果是关关闭一台台电机，软软启动内内的晶闸闸管的导导通角将将由大逐逐渐减小小，逐渐渐降低输输出电压压，使正正在运转转的电机机平稳停停机。 高性能的的软启动动及控制制系统允允许用一一台软启启动顺序序带动多多台电机机完成软软启、
19、软软停操作作（图 2 ）。比比如启动动 1# 电机机 , 软启动动晶闸管管的起始始导通角角为零 , 将将 KMM11 闭合，然然后软启启动晶闸闸管的导导通角由由小变大大，电机机端电压压逐渐升升高到电电网电压压， 图 2 一台软软启动实实现多台台电机软软启、软软停控制制主电路路图 电机可较较平稳升升速完成成启动过过程。此此时电机机的端电电压与电电网电压压同频率率，同相相位 , 软启启动器的的晶闸管管完全导导通 , 其输输出电压压接近电电网电压压 , 这样 , 可可将 KKM211 闭合合，使软软启器旁旁路 , 然后后 KMM11 断开，软软启动退退出运行行。此过过程中电电机端子子上始终终保持着着
20、较稳定定的电压压，所以以整个启启动过程程平稳，无无冲击。软软启动退退出运行行以后准准备接受受下一次次启动或或停机操操作指令令。如果果下一次次操作指指令是再再启动一一台电机机，软启启动将关关闭软启启动器上上晶闸管管，然后后使相应应的接触触器闭合合，再重重复上述述过程。如如果下一一次操作作是关闭闭一台电电机，比比如 11# 电电机停机机，软启启动先使使晶闸管管全导通通，输出出电压接接近电网网电压，然然后 KKM111 闭合合将软启启动并入入正在运运行的 1# 电机上上，再断断开 11# 电电机直接接和电网网相联接接的接触触器 KKM211 ，这这时就由由软启动动单独带带动 11# 电电机运行行，软
21、启启动逐步步降低输输出电压压，电机机速度逐逐渐下降降，直到到停机，完完成软停停操作后后， KKM111 断开开。 在上述过过程中，控控制系统统适时的的将软启启动接入入或退出出运行电电路。使使用一台台软启动动顺序带带动多台台电机完完成软启启、软停停操作的的软启动动器应具具有“级级联”功功能，“级级联”功功能的主主要作用用是，在在每一次次操作前前，软启启动都要要进行状状态准备备，在完完成操作作之后发发出信号号使软启启动及时时退出运运行。比比如启动动电机，软软启动晶晶闸管必必须是关关闭状态态，输出出电压为为零，然然后进入入启动操操作，如如果是执执行停机机操作，软软启动晶晶闸管必必须是导导通状态态，逐
22、渐渐降低输输出电压压，完成成停机操操作，每每一次操操作之后后软启动动都要退退出运行行线路。 软启动本本身保护护功能齐齐全，但但是当一一台软启启动带多多台电机机时，软软启动完完成启停停操作后后要退出出运行，所所以电机机保护要要另外设设置，软软启动只只在启停停过程中中起保护护。 一个由变变频器、软软启动器器、可编编程序控控制器及及低压电电器组成成的供水水控制具具有良好好的运行行性能如如图 33 ， 图 3 变频器器、软启启动组成成的自动动恒压供供水系统统原理图图 它由变频频器带动动一台泵泵变速运运行，由由一台软软启动器器完成其其余各泵泵开、停停泵操作作，变频频泵可定定时轮换换使各泵泵运行时时间均衡
23、衡。此控控制系统统除能根根据管网网出口压压力调整整变频泵泵转速外外，还能能适时的的将软启启动接入入或退出出运行电电路，完完成开停停泵操作作。此系系统克服服了变频频器控制制系统中中，变频频泵由变变频向工工频切换换过程中中所产生生的电气气和机械械冲击，此此控制系系统具有有软启软软停功能能，可以以避免开开停机时时水泵突突然变化化而产生生的“水水垂”效效应，保保证了设设备和管管网的安安全，此此性能对对大中型型供水泵泵站尤为为重要。 综上所述述，在大大中型泵泵站采用用由变频频器，软软启动及及可编程程控制器器为主组组成的控控制系统统，集现现代电力力电子技技术，微微电子技技术及控控制技术术为一体体，组成成了
24、适应应大中型型供水泵泵站需求求的高性性能控制制系统。此此系统具具有运行行稳定，高高效节能能，自动动化程度度高易于于操作等等优点。由由于采用用了软启启动，设设备启停停过程平平稳，避避免了“水水垂”效效应。与与普通变变频控制制系统相相比，此此控制系系统增加加了软启启动，软软启动成成本相对对较低，此此控制系系统只增增加了较较少的投投资，就就能较大大幅度的的提高设设备性能能，此项项技术在在大中型型水泵站站中很有有推广应应用价值值。 参考文献献 符符锡理 . 变变频恒压压给水设设备变频频固定运运行方式式与循环环运行方方式的对对比分析析 . 变频器器世界， 20000 ，（ 12 ） 艾艾建维 . 软软启
25、动功功能及应应用 . 变频频器世界界 .220011 ，（ 12 ） 张张燕宾 . 低低压供水水系统变变频与工工频的切切换问题题 . 变频器器世界 .20003 ， (8) 晶闸管移移相式软软启动原原理质疑疑克拉拉玛依技技师学院院刘志志斌 摘摘要：晶晶闸管移移相式交交流调压压电路不不能应用用于异步步电动机机的启动动和运行行，所谓谓的软启启动原理理在理论论上是不不成立的的。 关关键词：园旋转转磁场、平平滑转矩矩；幅值值高次振振动的旋旋转磁场场、非平平滑冲动动式转矩矩；低功功率因数数、高无无功损耗耗；高次次谐波污污染。 三相相异步电电动机启启动电流流大，对对供电电电网、同同网设备备、电动动机本身身
26、的危害害不言而而谕。多多少年来来人们在在解决异异步电动动机启动动课题上上，不断断研究、实实践，取取得了很很多科学学的、实实用的、巧巧妙有效效的方法法和设备备。 近近年来，由由于电力力电子技技术的发发展，人人们早就就期盼的的科学、简简单、有有效、实实用的变变频设备备成为现现实，随随心所欲欲地异步步电动机机变频调调速、变变频软启启动技术术在自动动化、智智能化控控制及自自动化设设备上得得到广泛泛应用。“软启动”成为现代工控技术最时髦的代名词。 晶闸管移相式直流调压、交流调压技术多年来广泛应用于直流电机调速，交、直流电焊等诸多方面。过去谁也没想着把它用到异步电机的启动上，因为大家都明白异步电机用的是正
27、弦交流电。 可是现在工控市场上有了晶闸管移相式软启动设备和相关生产厂家，它们把晶闸管移相式交流调压技术用到异步电机的启动上，并冠以软启动这样最时髦的代名词。更叫人不惑的是广告、说明书上那些做宣传的忽悠之词，黑白不分、利弊颠倒叫人上当。 从三相异步电动机的工作原理看：只有三相对称正弦交流电产生的是园旋转磁场；产生的电磁转矩是连续、平滑的；影响异步电动机电流大小的主要因素是：转差率S；电源电压Um；阻抗Z；功率因数COS。 采用最新最先进电力电子技术的变频器，在对异步电动机软启动过程中电机电流可以控制的很小 IQIN， 原因是它实现了平滑地、随意地改变、控制三相对称正弦交流电源的频率f，从而平滑地
28、改变定子园旋转磁场的转速n1，使其跟随转子的转速n2，始终保持其有一个非常小的转差率 SSN， 常用的传统降压启动设备是把电源电压Um降低，使电动机在低电压下启动，减小电机启动电流，启动电流降为 IQ=（3-4）IN 高压鼠笼异步电动机启动方式中定子回路串电抗器、定子回路串液态电阻、转子回路串电阻，都是通过改变电动机阻抗Z、提高功率因数COS的方式减小启动电流。 总之，传统降压启动方法，不改变单一正弦交流电的基本性质（既频率不变），保证了园旋转磁场、连续平滑的电磁转矩的异步电机的根本属性不变，启动过程异步电机的原有机械特性不改变。 而晶闸管移相式软启动是改变正弦交流电压的波形，使之变为非正弦脉
29、冲式交流电，通过调节其占空比（如图所示），来改变交流电的平均电压。其平均电压是可控的、平滑变化的。它加在异步电动机绕组上产生的磁场是一个旋转的幅值高次振动的磁场；其转子电磁转矩是一个大小高次振动的非平滑变化的冲动式的破坏性转矩。在机械方面产生（转子高频机械冲动，其冲动频率f机械=2f电源）震动，对电机和生产机械形成机械损害；在定子电磁转换中产生过电压，直接损害电机绝缘，减少电机使用寿命；从电能利用效率看，启动过程中电机处于低功率因数、高无功损耗、高有功损耗（转子高频机械震动）的状态。特别是平均电压越低（既控制角越大，导通角越小）存在的上述问题就愈加严重。 有的生产厂家声称自己生产的软启动箱具有
30、节电、节能功能。实际上，这种占空比不断变化的非正弦脉冲式交流电作用在异步电动机上，与传统启动设备相比，功率因数COS更低，无功损耗更大。而且在负载率低时，晶闸管移相交流调压输出波形的占空比更小，高次谐波幅值比例增大，上述情况表现得更分明，不但不能节电，而是损耗更厉害。 异步电动机降低启动电流的一个主要目的就是减小大电流对电网的冲击，减小对同网设备的影响。而晶闸管移相交流调压电路输出的占空比变化的非正弦脉冲式交流电中，高次谐波对电网存在有害污染；对同网电气设备和通信、电视等系统的正常工作存在影响。不但不起好作用，而是起坏作用。 克拉玛依油田企业，有很多单位高价进了这种所谓软启动箱，没用几天，很快
31、就被淘汰出局，统统换上了真正的软启动设备变频器。 晶闸管移相式软启动这种未经过国家权威机构科学论证、实际检验的不成熟产品，违反了国家机电产品生产、销售的基本法规。它的流行将给企业正常生产造成不良影响，将造成社会财富的巨大浪费。 异步电动动机软启启动及节节能智能能控制技技术综述述刘建建业 河河北科技技大学电电气信息息学院1、引引言 异步电电动机是是工农业业生产中中最为广广泛的电电力拖动动设备，其其使用过过程存在在三个问问题。首首先是启启动问题题：特别别是几十十、几百百千瓦以以上的中中大容量量电动机机，额定定电流就就有几百百安培，启启动电流流达近千千安培，甚甚至几千千安培，电电动机启启动时冲冲击电
32、流流流过供供电变压压器、供供电线路路，会造造成供电电母线很很大的电电压降落落。严重重时启动动的电动动机本身身不仅转转不起来来，在同同一条供供电母线线的其他他设备也也受影响响，电灯灯变暗、数数控设备备失常、带带重载电电动机甚甚至会停停车、变变电所的的欠电压压保护会会跳闸造造成停电电事故。其其次是节节能问题题：异步步电动机机在运行行期间有有很大的的节能空空间，特特别在轻轻载时功功率因数数低、效效率低，电电机发热热严重。第第三是电电动机运运行安全全问题：断相、短短路、严严重过载载等故障障会给运运行中的的电动机机带来极极大的危危害。智能化化软启动动器是集集电机软软启动、软软停车、轻轻载节能能和综合合保
33、护于于一体的的新颖电电机控制制设备。近近些年来来，随着着电力电电子技术术、计算算机控制制技术的的飞跃发发展，国国内外都都十分重重视各种种智能化化软启动动器的研研究和开开发，且且发展很很快，目目前市场场有多种种型号的的软启动动器可供供用户选选择，不不同的产产品所具具功能不不尽相同同，控制制方法不不尽相同同。结合合自己几几年来从从事智能能化启动动器产品品的研究究工作和和对市场场同类产产品的认认识，本本文旨在在从软启启动控制制方式、节节能方法法对智能能化软启启动器作作一技术术综述。2、软启动控制方式电动机软启动控制旨在限制启动电流，减小冲击电流对电网的影响。对照过去的启动方法：定子串电阻启动、定子串
34、饱和电抗器启动、Y-变换启动和现在的软启动方法：液阻软启动、磁控软启动、晶闸管软启动，限流的实质没有太大的改变。只是从有级控制过渡到无级控制、从硬件调节到软件调节、从机械自动化过渡到智能自动化。2.1、液阻软启动液阻软启动，相当于过去的定子串电阻启动。液阻是一种由电解液形成的电阻，它的阻值正比于相对的二块极板间的距离，反比于电解液的电导率。在启动过程通过控制极板距离或调节电导率都可实现电动机的软启动控制。由于液阻热容量大、阻值可无级调节，通过选择计算机预置的某种软启动算法控制一套伺服机构来调整极板距离，无级调节串入定子绕组的等效电阻，达到限流软启动的目的。所以液阻软启动较传统的定子串电阻启动，
35、具有启动方式多样化（预置多种软启动算法）、控制智能化、调节无级化等优点。特别适用于高压大容量电动机的软启动。但液阻软启动同样存在一些缺点：软启动重复性差（受温升和热容量限制）、启动能耗大、体积大、维护性差。2.2、磁控软启动磁控软启动，相当于过去的定子串饱和电抗器启动。磁控磁饱和电抗器有三相交流绕组和一个直流励磁绕组。三相交流绕组串接在电动机三相定子绕组上，限流作用的强弱变化通过控制支流励磁电流改变铁心的磁饱和度实现的，所以叫磁控软启动。与传统的定子串电抗器启动相比，磁控软启动对限流作用的调节是静止的、无接触的、非机械式的，应用电力电子技术和计算机技术实现磁控软启动，容易做到启动方式多样化、控
36、制方法智能化。磁控软启动存在的缺点有：启动能耗大、运行噪声大、设备体积大。磁控软启动器适用于大容量高压电机软启动场合。2.3、晶闸管软启动从降压限流的角度看，晶闸管软启动相当于过去的Y-变换启动方式。启动过程启动器没有功率损耗（忽略晶闸管开关损耗）。通过计算机控制串接于电源与电动机定子绕组间的晶闸管导通角，使电动机按预设的函数关系U= ，在预定的时间内完成软启动。由于U= 关系简单，很容易实现斜波电压启动和脉冲电流加斜波电压启动。系统如果有电流负反馈及电压负反馈，还可以按电流控制启动、电压控制启动、转矩控制启动、转矩加突跳控制启动编程。在上述启动方式中，最适用最先进的启动方式应是转矩控制启动、
37、电压控制启动、和转矩加突跳控制启动。目前的软启动器多为限电流和斜波电压启动。如“ABB”软启动器；“雷诺尔”软启动器为电压控制、转矩控制及转矩加突跳控制启动；“AB”、“施耐德”、“西门子”等公司生产的软启动器为限流启动和转矩加突变控制启动。2.4、三类软启动器性能比较本文从软启动时间、启动谐波影响、启动重复性、可控方式多样性、启动装置在启动过程中的噪声、是否节能、体积、适用范围等几个方面对三类软启动器作一比较，性能综合比较见表1所示： 表1 三类软启动器性能比较类别 启动时间 谐波 启动可重复性 噪声 体积 可控方式多样性 节能效果 使用范围晶闸管软启动器 可调、快 存在 好 无 小 好 好
38、 小、中型电动机和大型电动机（价格不占优势）磁控软启动器 可调、较快 存在 较好 有 大 较好 差 中、大型电动机液阻软启动器 慢 没有 差 无 大 差 差 中、大型电动机由此可见，晶闸管软启动器综合性能最优，代表着软启动器发展的方向。特别是在电动机节能运行控制方面起着举足轻重的角色。3、节能方式电动机在运行期间，有很大的节能空间存在，特别是轻载和一些变载负荷拖动中（如钢板冷轧机、抽油磕头机），如果实施节能控制，节电率可达5%38%。目前国内电机节能器的研究非常活跃，但在产业化方面远远落后于国外公司。因此，为加快国内节能器的发展，在国家十五计划中，惦记系统节能方面的投入高达500亿元左右。电动
39、机节能措施很多，比如选用高效电机，我国生产的YX系列电机平均效率较Y系列电机高3.0%，比JO2系列电机平均效率高3.4%。且优选高压高速鼠笼型电机。减少所选电机的浮装容量，杜绝“大马拉小车”现象，使电机负载率始终保持在80%以上。采用串级调速节能、变极节能、变频调速节能、变压节能等等。目前，在上述诸多节能措施中，晶闸管软启动器应用日益广泛，在轻载和变载拖动系统中节能效果十分明显，归纳节能控制方法有如下几种：3.1、恒功率因数控制电动机在满压轻载运行时，由于负载率很低，电机铜损、铁损比例增加，功率因数下降，电机有效用电率下降（电机效率下降）。在轻载时如果降低输入电压，减少电机主磁通，电机的铁心
40、损耗及磁化电流将减少，从而电机的效率、功率因数将得到提高。为此组成功率因数闭环控制系统可以有效地进行节能控制。(1)通过比较器，求i= - 0，i =i-i-1。其中 0为给定功率因数角， 为负荷功率因数角，i为被控功率因数角实时偏差，i为被控功率因数角实时变化率。（2）设调节静差为bp （3）调节步距h=0.02秒，步距移相角为（4）在i+bp条件下，按(k)=(k-1)+调节，并对x限幅，取xmax=max，x=f（i）调节曲线如图3所示。这种控制算法的优点：调节平缓，无阶跃冲量；x最小限幅在给定负荷功率因数角，即永远使xmin，避免了感性负荷条件下的“半波整流现象”发生。x最大限幅在ma
41、x，既起到了轻载时的节能控制，又避免了“停车现象”的发生。没有调节参数的现场整定问题。3.2、间歇控制机制有些场合。如油田活塞式抽油机，当油泵“再装率”很低时，为减少抽油机无效行程，提高电机工作效率，软启动器可采用间歇控制机制。即当检测到抽油机特轻载时，发停车令，间歇一定时间后再重新软启动。3.3、非线性调压控制对于钢板冷轧机，负载转矩在满载和空载间转换，如果电动机始终满压工作肯定费电，如果降压工作，在突加负荷时极有可能造成无故障停车，或过载能力低造成铜损耗增加过载保护动作。所以，针对这类负荷应采用非线性调压控制。定义 定义非线性数据表kp=tabel( ) 根据负载变化率 ，按下式控制移相调
42、压角 ；当 0 ；当 ；当 3.4、回馈制动控制 磕头机（油田抽油机）有两个工作状态：一个是电动机驱动机械设备运动，磕头机从电网吸收电能（电表正转），另一个是释放能量（机械势能，井下负压），由机械设备带动电动机运动，是一个发电的过程（电表反转）。就是说，磕头机在相当一段时间内，要把势能变为电能回馈电网。异步机在电动工作状态，定子电流 滞后电源电压U1功率因数 900，从电网吸收有功功率 和吸收无功功率 ，异步电机工作在回馈发电状态时，定子电流 滞后电源电压U1功率因数 900，向电网回馈有功功率 ，同时从电网吸收无功功率 。所以当电机工作在回馈制动状态时，定子绕组必须接在电网上，由电网担负这部
43、分滞后性的无功电流或无功功率。如果异步电机定子绕组不接在电网上，由于得不到必需的无功功率，当然也就发不出有功功率。即当检测到功率因数角 900时，对异步电机进行全压控制，使电机从电网充分吸收无功功率，同时向电网充分回馈有功功率。利用负荷特点通过回馈制动控制策略达到节能目的。 顺便，就应用节能变频器、节能软启动器在磕头机中“不节能”的网上争论在此谈一下作者的观点：节能变频器和节能软启动器，节能是毋庸置疑的；普通节能变频器、普通软启动器非通用型，对轻载负荷均有明显的节能效果；节能变频器、节能软启动器在磕头机应用中不节能，甚至比不用节能器还费电，这种现象确实存在。但这是用户在节能器的选型上有问题，是
44、电机工作在发电状态，节能器没能提供电机向电网吸收无功功率和回馈有功功率通道所致。施耐德AATS446软启启动器在在泵站的的应用在鼠笼型型三相异异步电动动机降压压启动方方式中，新新型电子子式软启启动器逐逐渐取代代了传统统的降压压启动方方式，软软启动器器中，转转矩控制制技术最最为先进进。施施耐德AAltiistaart446软启启动器是是一种新新型的力力矩控制制软启动动装置，它它在保护护加速力力矩的同同时，实实时计算算定子和和转子的的功率。通通过检测测电压和和电流来来计算定定子和转转子的功功率。通通过检测测电压和和电流来来计算功功率因数数，并在在扣除定定子损耗耗后，得得到实际际的转子子功率和和电机
45、力力矩。ATSS力矩控控制的优优点有：（1）线线性速度度斜坡与与电机负负载无关关；（22）控制制功率因因数，减减少电流流冲击；（3）标标准力矩矩斜坡，适适用于变变负载力力矩控制制，如风风机水泵泵等；（44）恒力力矩加速速曲线；（5）通通过键盘盘读取电电动机的的力矩值值，应用用方便；（6）可可在力矩矩负载点点施加减减速斜坡坡，获得得最大的的线性减减速斜坡坡；（77）不需需要反馈馈装置，实实现最佳佳控制。莱钢特殊钢厂1#连铸机泵站有2台220kW净环泵及2台110kW浊环泵，设计采用1台软启动器带2台水泵，可依次启动2台水泵。软启动结束后，用旁路接触器断开软启动器，避免功率元件长时间工作发热，当1
46、台水泵故障时，可自动开启备用水泵，保证正常供水。由于ATS46系列软启动器提供了过流保护、过压保护、单项接地保护、上下口断相保护、三相不平衡保护、相位颠倒保护等措施并具有故障自诊断功能，通过操作面板上的液晶显示屏可显示功率因数、电动机温度、负载状态、电机电流等参数，还可以显示运行故障代码，为故障的排除提供了极大的方便.为实现集中/机旁控制及配合电动阀门的开闭,控制上采用了Momentumn系列PLC,避免了控制回路繁杂的接线，提高了设备运行的可靠性。自投入使用至今，ATS46软启动器运行良好。市面上出出售的软软启动器器主要有有三种不不同的类类型，他他们分别别是：有有旁路型型、无旁旁路型、节节能
47、型。有旁路型型：就是是电动机机达到电电机的额额定转速速时，由由旁接触触器代替替已经完完成了的的软启动动器，这这样可以以降低晶晶闸管的的热损耗耗，提高高软启动动器的使使用寿命命，提高高工作的的效率、避避免电网网的谐波波污染。也也可以用用一台软软启动器器去启动动多台电电机。无旁路型型：电动动机达到到电机的的额定转转速时，由由没有旁旁接触器器代替已已经完成成了的软软启动器器，适用用于频繁繁启动和和停止的的电动机机。节能型：根据电电机的负负荷，自自动调节节供给电电机定子子上的电电压，减减少电动动机励磁磁电流的的分量，提提高电动动机的功功率因素素。在选择软软启动时时，首先先要分析析软启动动器的使使用场合合，来选选择软启启动器的的类型，是是用有旁旁路型，还还是无旁旁路型，或或者节能能型。再再次就是是在选择择软启动动器时，要要根据标标称功率率和电流流负载特特性来选选者，软软启动器器的电流流容量要要稍大于于电动机机的工作作电流，另另外还要要看软启启动器的的保护功功能是不不是很齐齐全。如如：缺相相保护、短短路保护护、逆相相保护、过过压保护护、欠压压保护、过过载保护护等。再探电机机软启动动器作者：佚佚名 来源：本站整整理 发布时时间：220066-100-244 2