上一篇我們介紹了軟起動(dòng)控制方式的選擇原則，使我們大致了解到軟起動(dòng)的一些知識，了解到軟起動(dòng)的控制方式和選擇原則。今天我就說說特有的幾種軟起動(dòng)方式技術(shù)的比較。
一、 概述
降壓起動(dòng)是利用起動(dòng)設(shè)備將電源電壓適當(dāng)降低后加到電機(jī)（籠型）的定子繞組上進(jìn)行起動(dòng)，待電機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后，再使其電壓恢復(fù)到額定值正常運(yùn)行。但是，由于電機(jī)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，降壓起動(dòng)使電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大為降低，電機(jī)需要在空載或輕載下起動(dòng)。同時(shí)，電機(jī)在端電壓降至正常值的65%甚至更低的電壓下時(shí)，相應(yīng)起動(dòng)時(shí)間過長，并且電機(jī)在通過開關(guān)短接或切除起動(dòng)設(shè)備加入全壓時(shí)，電壓的突變會產(chǎn)生電流的躍變，即大電流二次沖擊！這是降壓起動(dòng)的缺點(diǎn)，也是我們進(jìn)行技改的原因之一。
軟起動(dòng)的實(shí)質(zhì)也是降壓起動(dòng)（變頻例外），把原不可變的阻抗改為可控。簡單來說通過平滑改變串接阻抗（電阻）值，使電機(jī)端電壓平滑改變實(shí)現(xiàn)電機(jī)平滑起動(dòng)，進(jìn)一步減小起動(dòng)電流對設(shè)備的沖擊，基本消除電流的躍變，使電機(jī)起動(dòng)特性軟化，保護(hù)電機(jī)、機(jī)械設(shè)備。
目前我院221氣源站工況是在輕載下降壓起動(dòng)，起動(dòng)后全壓運(yùn)行，運(yùn)行中無需進(jìn)行調(diào)速。
二、目前起動(dòng)方式存在的問題
常見的降壓起動(dòng)方式有Y-△、電阻、電抗器、自耦變壓器等，運(yùn)用在不同年代的技術(shù)水平，具有 各自的優(yōu)缺點(diǎn)，都能達(dá)到降低起動(dòng)電流的目的。目前221氣源站2500kW電機(jī)采用定子繞組串接電抗器降壓起動(dòng)，起動(dòng)電流4Ie（起動(dòng)電流1150A），起動(dòng)時(shí)間t=18s，起動(dòng)電流還是較大，對電動(dòng)機(jī)本身、電網(wǎng)、機(jī)械設(shè)備的可靠運(yùn)行都有一定的影響，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1. 221氣源站2500kW電機(jī)均已使用近30年，電機(jī)整體絕緣水平下降，過高的起動(dòng)電流使電機(jī)溫升較大，加速電機(jī)的老化，增加出現(xiàn)電機(jī)本體故障的可能性。近幾年來，我單位陸續(xù)出現(xiàn)多起電機(jī)定子繞組端部短路事故，均在起動(dòng)時(shí)發(fā)生。
2 .串接電抗器降壓起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)系統(tǒng)功率因素低，母線的壓降還是較大，容易對電網(wǎng)內(nèi)其它設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響，可能使其它設(shè)備失步跳閘。我院屬專線供電，此現(xiàn)象暫時(shí)影響還不大。
3. 可能易燒軸瓦。表面上看，電機(jī)起動(dòng)與壓縮機(jī)燒軸瓦風(fēng)馬牛不相及，但事實(shí)上兩者之間有聯(lián)系。221氣源站壓縮機(jī)軸承采用動(dòng)壓軸承，該軸承的潤滑由自身旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的油膜實(shí)現(xiàn)，一般需要一定的時(shí)間才能形成完好的潤滑油膜。電機(jī)起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流大，相應(yīng)起動(dòng)時(shí)間也快，如果在軸承還未來的及形成潤滑油膜時(shí)已高速旋轉(zhuǎn)起來，這種情況非常容易使軸承拉瓦。
為了較好的解決上述問題，我們引入軟起動(dòng)裝置，采用軟起動(dòng)對221氣源站6臺2500kW電機(jī)技術(shù)改造。當(dāng)前我們了解的高壓軟起動(dòng)方式主要有變頻軟起動(dòng)、串接可變電阻（熱變電阻、液體電阻）及串接可調(diào)電抗器（磁控）等。
三、 變頻、電阻類、電抗器類軟起動(dòng)簡介及比較
1. 高壓變頻軟起動(dòng)
高壓變頻起動(dòng)、調(diào)速原理其實(shí)早就發(fā)展成熟了，但由于受制造瓶頸的限制，近二十年才逐漸得到了應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)、調(diào)速。高壓變頻代表著大型電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)技術(shù)的發(fā)展方向，近年來取得了很大成就，相對磁控軟起動(dòng)、熱變電阻等起動(dòng)方案而言，具有明顯的技術(shù)進(jìn)步性，這一點(diǎn)不可置疑。
2. 高壓電阻類軟起動(dòng)
最早的降壓起動(dòng)采用固體電阻，由于固體電阻不可避免的缺陷（熱容特性低等），高壓動(dòng)力設(shè)備的降壓起動(dòng)采用較少。隨著技術(shù)水平的發(fā)展，具有頻敏特性的固態(tài)電阻在低壓、高壓動(dòng)力設(shè)備上得到了應(yīng)用，80年代初期出現(xiàn)了液態(tài)電阻、熱變電阻應(yīng)用于高壓動(dòng)力設(shè)備，液態(tài)形式的電阻具有較高的熱容特性。
液態(tài)軟起動(dòng)裝置通過電流閉環(huán)自動(dòng)控制單元控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)拖曳極板改變極間電阻值實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)；熱變電阻起動(dòng)裝置利用具有負(fù)溫度特性的電解液體，在溫度變化下改變電阻值實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)。液態(tài)軟起動(dòng)裝置有良好的控制功能，與磁控軟起動(dòng)控制功能接近，缺點(diǎn)是控制、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，故障點(diǎn)多，液阻需定期檢驗(yàn)，一次、二次電源交錯(cuò)，絕緣性能要求較高。熱變電阻與液態(tài)電阻相比，結(jié)構(gòu)簡單，起動(dòng)特性較好（廠家提供特性曲線比較），維護(hù)量小，長期安全可靠，適用電機(jī)容量大。鑒于此，下面該類僅以熱變電阻起動(dòng)裝置為例。
3. 高壓電抗器類軟起動(dòng)
在較早的高壓降壓起動(dòng)中，我國采用電抗器降壓起動(dòng)居多，傳統(tǒng)的電抗器存在阻抗不可調(diào)，起動(dòng)特性不好，功率因素低等缺點(diǎn)，目前國內(nèi)已很少使用。磁控正是在以上的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，通過在電抗器中加入控制繞組，利用電、磁控制技術(shù)，外部自動(dòng)控制單元調(diào)整控制繞組中電流的大小，控制磁導(dǎo)率來調(diào)節(jié)電壓的手段，改變勵(lì)磁實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)。起動(dòng)過程中，電抗器兩端的電壓（電流）根據(jù)起動(dòng)電流自動(dòng)調(diào)整，由大變小無級變化，使電動(dòng)機(jī)端電壓平滑上升值額定值。磁控理論上可以調(diào)速，但是實(shí)際應(yīng)用反映在起動(dòng)過程上，當(dāng)達(dá)到最優(yōu)化起動(dòng)后，起動(dòng)電流是不進(jìn)行調(diào)整的。
4. 三類軟起動(dòng)特點(diǎn)比較
(1)技術(shù)性比較
單從技術(shù)上來說，高壓變頻具有不可比擬的優(yōu)勢，起動(dòng)特性好，可連續(xù)起動(dòng)多次，起動(dòng)電流可控制在額定電流以下，起動(dòng)時(shí)電網(wǎng)功率因素高（0.9～0.95），電網(wǎng)壓降小，同時(shí)還可進(jìn)行調(diào)速，減小動(dòng)力設(shè)備功率消耗，節(jié)約電能。缺點(diǎn)是產(chǎn)生高磁諧波，污染電網(wǎng)，影響系統(tǒng)內(nèi)其它設(shè)備的用電質(zhì)量，要解決諧波污染，還得追加設(shè)備投資。
采用電抗器類（磁控）軟起動(dòng)，特點(diǎn)是控制較靈活，起動(dòng)電流的設(shè)置較方便。缺點(diǎn)是本來電機(jī)起動(dòng)時(shí)的功率因素就低，因串接電抗器而變得更低，因此對電力系統(tǒng)沒有太多的好處，母線壓降大，同時(shí)有一定的諧波污染。
高壓熱變電阻器軟起動(dòng)對電機(jī)、機(jī)械設(shè)備沖擊小。與電抗器比較，性能相對要好，起動(dòng)時(shí)功率因素較高（0.7）以上，起動(dòng)電網(wǎng)壓降小，無諧波污染，通過更換電解液即可延長使用壽命。缺點(diǎn)是阻值會微弱的受到溫度的影響。
