1、概述

    變頻調速應是21世紀電氣傳動(dòng)的主流，它兼具軟起動(dòng)功能。變頻調速軟起動(dòng)優(yōu)于以上3種軟起動(dòng)，因為變頻調速軟起動(dòng)可以在限制交流電流的同時(shí)，實(shí)現大起動(dòng)轉矩的軟起動(dòng)。液阻軟起動(dòng)裝置體積太大，電解液有揮發(fā)、結冰等問(wèn)題，晶閘管軟起動(dòng)和磁控軟起動(dòng)以及定子側液阻軟起動(dòng)均屬于以犧牲起動(dòng)轉矩為代價(jià)的降壓軟起動(dòng)。

    因為變頻調速裝置的售價(jià)太貴，購置變頻調速裝置從來(lái)都是著(zhù)眼于調速，不會(huì )僅僅為了軟起動(dòng)，所以，人們一般不把變頻調速歸于軟起動(dòng)。

    交流電動(dòng)機的軟起動(dòng)是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。電動(dòng)機軟起動(dòng)技術(shù)在不斷發(fā)展。在電力電子器件和技術(shù)高度發(fā)展的今天，電動(dòng)機的電力電子軟起動(dòng)有三個(gè)值得重視的分支：1）、磁控軟起動(dòng)2）、晶閘管軟起動(dòng)，3）、液阻軟起動(dòng)。

    晶閘管（SCR）軟起動(dòng)和磁控軟起動(dòng)技術(shù)（產(chǎn)品）仍將是今后10多年內軟起動(dòng)行業(yè)內的主流技術(shù)（產(chǎn)品），能夠使線(xiàn)繞式異步電動(dòng)機得到大起動(dòng)轉矩的轉子側液阻軟起動(dòng)的生命力仍然會(huì )相當強大，高壓電動(dòng)機液阻軟起動(dòng)也還會(huì )因為其價(jià)格優(yōu)勢而受青睞。

    2、晶閘管軟起動(dòng)和磁控軟起動(dòng)技術(shù)的比較

    1）、共同點(diǎn):

    1-1、均屬于降壓（限流）軟起動(dòng)，限制電動(dòng)機定子電流以犧牲電磁轉矩為代價(jià)，

    1-2、限流器件被短接時(shí)，基本上沒(méi)有（二次）電流沖擊，

    1-3、比變頻軟起動(dòng)便宜，

    （以上3條亦是液阻軟起動(dòng)的特點(diǎn)）

    1-4、均可以實(shí)現軟起動(dòng)和軟停止（液阻軟起動(dòng)不便于實(shí)現軟停止），

    1-5、在軟起動(dòng)過(guò)程中，限流器件無(wú)明顯發(fā)熱（不象液阻那樣），

    1-6、比液阻軟起動(dòng)易于維護，不存在電解液揮發(fā)和結冰、電極板銹蝕等問(wèn)題，個(gè)頭比液阻軟起動(dòng)裝置小。

    2）、晶閘管軟起動(dòng)技術(shù)相對磁控軟起動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

    2-1、電抗變化的時(shí)間常數?。?0ms），因而便于實(shí)現定子電流的快速變化，（磁控軟起動(dòng)電抗調節的時(shí)間常數約為0.1~0.2s）。

    2-2、在電動(dòng)機容量相當的條件下，設備占用的空間更小。

    3）、磁控軟起動(dòng)技術(shù)相對晶閘管軟起動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

    3-1、飽和電抗產(chǎn)生的諧波比SCR小，諧波會(huì )干擾通訊、計算機設備正常運行，

    3-2、軟、硬件均比晶閘管軟起動(dòng)簡(jiǎn)單，

    3-3、便宜。特別是當起動(dòng)對象為高壓大容量相當電動(dòng)機時(shí)，由于不存在SCR串聯(lián)引起的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)均壓?jiǎn)?wèn)題，磁控軟起動(dòng)的設備造價(jià)便宜的優(yōu)點(diǎn)將更突出。

    3、磁控軟起動(dòng)技術(shù)的發(fā)展現狀

    國外，尚未收集到這方面的報道。

    雖然如此，國內某廠(chǎng)在70年代從比利時(shí)ACEC公司引進(jìn)的高壓大容量（10kv,30Mva）動(dòng)態(tài)無(wú)功補償裝置中的核心部件就是三相磁飽和電抗器。

    在2000年《電氣傳動(dòng)》增刊上，有山東蒙陰建設設計院楊成德的一篇文章，報道了在智能大廈和民用建筑中使用磁控軟起動(dòng)裝置的成功經(jīng)驗，對晶閘管（SCR）軟起動(dòng)和磁控軟起動(dòng)這‘兩種科技含量較高的軟起動(dòng)器的經(jīng)濟技術(shù)指標進(jìn)行了對比分析’。

    本公司已經(jīng)完成了以135kw、380v電動(dòng)機磁控軟起動(dòng)的設備樣機的制作，樣機在天津鋼管公司完成了試運行。在它的控制下，135kw、380v電動(dòng)機的軟起動(dòng)在10秒內完成，電動(dòng)機起動(dòng)電流被限制在2.5倍額定電流以?xún)?。本公司磁控軟起?dòng)設備的技術(shù)特點(diǎn)是將微電子技術(shù)融合于磁控軟起動(dòng)。

    4、磁控軟起動(dòng)的工作原理

    在交流電動(dòng)機定子回路串固定鐵心電抗就可以實(shí)現限流軟起動(dòng)，它的問(wèn)題是起動(dòng)接近完成時(shí)固定電抗將影響電動(dòng)機的升速，速度接近額定值時(shí)電抗兩端的電壓大，被短接時(shí)會(huì )產(chǎn)生較大的二次沖擊電流。

    磁控軟起動(dòng)用磁飽和鐵芯電抗取代固定鐵芯電抗，在起動(dòng)過(guò)程中不斷增加其飽和度，減少其電感值，速度接近額定值時(shí)電抗的端電壓小，被短接時(shí)不會(huì )有明顯的二次沖擊電流。

    交流繞組的電感L與鐵芯的導磁率μ成正比。

    調節磁控軟起動(dòng)裝置交流繞組（工作繞組）電感或電抗的方法是通過(guò)改變鐵芯的直流勵磁改變鐵芯的導磁率，為直流控制（勵磁）電流。

    利用飽和電抗的可調節性，磁控軟起動(dòng)裝置可以實(shí)現閉環(huán)控制，實(shí)現例如恒流軟起動(dòng)，帶有限初始脈沖電流沖擊（‘kick’）的軟起動(dòng)，可以實(shí)現軟停止。

    5、磁飽和電抗器的鐵芯結構形式

    飽和電抗器的鐵芯結構和繞組剖面圖

    與固定鐵芯電抗軟起動(dòng)不同，磁飽和電抗器除了具有串在三相電動(dòng)機定子進(jìn)線(xiàn)側的交流繞組（工作繞組）以外，還有控制鐵芯飽和程度的直流繞組（勵磁繞組或控制繞組），為了抵消交流繞組對于直流繞組的反作用，減少交流繞組電流在直流繞組上的感應電勢，每相采用了2個(gè)交流繞組，它們在直流繞組上的感應電勢卻是反極性的。

    因為磁飽和電抗器在軟起動(dòng)過(guò)程結束后即脫電運行，其冷卻方式為空氣自然冷卻。

    6、磁控軟起動(dòng)器結構和組成

    (1)以135kw、380v電動(dòng)機磁控軟起動(dòng)的設備為例，外形尺寸為0.8m*0.6m*1.5m，設備總重量為0.2T。

    (2)組成：三相飽和電抗器1個(gè)，2~3個(gè)開(kāi)關(guān)和接觸器若干，直流勵磁控制系統（包括電力電子器件，勵磁用三相整流變壓器，電流互感器，PLC等）。