電抗起動器可變電抗高壓軟起動器的工作過程

工作過程：起動時，S1斷開S2閉合，晶閘管不導通，變壓器空載運行，變壓器的勵磁阻抗較大，使得電網(wǎng)電壓疊加在了變壓器的一次繞組上，定子電流小，電動機未起動。后來變壓器二次繞組上得到了電壓并加在了反并聯(lián)晶閘管兩端，因二次繞組上的電壓低，不用晶閘管串聯(lián)。起動開始后，脈沖發(fā)生器發(fā)出觸發(fā)脈沖，使晶閘管導通，這時二次繞組電壓u2′立刻下降，一次側(cè)電壓u1′與u2′為比例關(guān)系有同樣的波形。當α（晶閘管的導通角）改變時，以前移為例，u2′變 小u1′也 變小，電動機的定子電壓變大，α由大到小的變化若是連續(xù)的，那么電動機的定子電壓將會連續(xù)的由小到大進行變化，電動機電流逐漸從小變大，直到電機轉(zhuǎn)速約等于同步轉(zhuǎn)速。盡量地減小起動電流，從而減小對電機和電網(wǎng)的沖擊，實現(xiàn)軟起動。

為了減小起動完成后不必要的損耗，將S1軟起動器旁路閉合。這樣，電機投入電網(wǎng)運行時，軟起動器也可以繼續(xù)保護并監(jiān)控電機的運行。

特制的變壓器和晶閘管三相交流調(diào)壓電路組成了可變電抗變換器。一次阻抗串聯(lián)電路，是在電源與電機定子回路中串入變壓器的高壓繞組而形成的；二次阻抗變換電路，是每相低壓繞組串入1對反并聯(lián)晶閘管而形成的。改變低壓繞組上電壓，即是調(diào)節(jié)了電機的輸入電壓，是通過控制晶閘管的通斷來完成的，因此，改變了負載阻抗和一次繞組的比例關(guān)系。

可變電抗軟起動系統(tǒng)線路原理圖如圖1所示。

系統(tǒng)的主要組成部分為起動控制電路、可變電抗變換器、同步電路、相控制電路、保護控制電路。其中，起動控制電路是軟起動器的關(guān)鍵和核心所在，要合理選擇控制方案，從而實現(xiàn)高壓電機平穩(wěn)起動。

可變電抗高壓軟起動器的結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。

布置了3組反并聯(lián)晶閘管，無論哪一組晶閘管導通時，變壓器都短路，高壓繞組的電壓也很小，使得電網(wǎng)電壓差不多都加在了電動機定子上，電動機加速運行；若3組反并聯(lián)晶閘管的其中2個都是截止狀態(tài)時，變壓器空載，電機定子電流非常小，電網(wǎng)的全部電壓幾乎都加在了變壓器的高壓繞組上。變壓器短路和空載的2種狀態(tài)等效成開關(guān)的作用。

全壓起動時三相異步電動機的起動電流很大，沖擊電網(wǎng)，影響電網(wǎng)中其他設(shè)備的運行，起動轉(zhuǎn)矩大概是TN（額定轉(zhuǎn)矩）的2倍，嚴 重磨損機械結(jié)構(gòu)，損壞設(shè)備?；诖?，在生產(chǎn)中所采用的大功率高壓電動機，選用軟起動器來起動電動機以解決上述問題。改進晶閘管串聯(lián)式軟起動裝置后，得到了可變電抗式高壓軟起動器，它是將可變電抗器串聯(lián)在高壓電機與晶閘管調(diào)壓裝置之間，實現(xiàn)了高低壓間的隔離，使晶閘管的耐壓問題得到了解決，使裝置在高可靠性和高性能的狀態(tài)下運行。

轉(zhuǎn)矩控制軟起動、電壓斜坡軟起動是常用的2種軟起動方式，與之相比，轉(zhuǎn)矩加突跳變軟起動、限流軟起動也很常見。采用的帶限流功能的電壓斜坡起動方式具有可靠性高、適用范圍廣等特點，電動機起動電壓的初值根據(jù)剛能帶動負載轉(zhuǎn)動起來的值進行設(shè)定，起動時，電壓迅速上升，直至初值，然后逐漸平滑上升，當定子電流上升到給定的限值時，電壓維持恒定不變，而電流隨之逐漸變小，起動電壓繼續(xù)升至額定全壓，至此完成起動過程。

斜坡時間不會影響電流限值，電機定子電流在電機全速運行后開始減小，直到減至正常運行時的電流值。采用該起動方式，斜坡電壓起動時會產(chǎn)生過高的起動電流，以及限流起動時起動時間過長這2個缺點都是可以避免的，前提是電機的加速不要超過限定的起動電流和限定的起動時間，因而它是1種良好的起動方式。全速運行后的電動機，定子電流開始下降，控制器接到由電流檢測提供的反饋后，閉合旁路接觸器，以減少由軟起動器產(chǎn)生的熱損耗。

斜坡電壓起動過程特性（帶限流功能）限流即可抑制峰值電流，同時又能延伸斜坡時間。電壓斜坡在限流上起作用，并且限流反作用于電壓斜坡，在電動機加速后，使限流值符合要求，最后達到最大電流。但是需注意，限流值越低，會造成斜坡時間越長，從而使電動機起動時間過長，所以限流值并不是越低越好。對于經(jīng)常變化負載的電動機，則會造成電機失速，引起電動機過載跳閘。為保證能使電動機全速運轉(zhuǎn)，必須根據(jù)負載情況合理設(shè)置限流值。

電抗率的選擇比較復雜，因為電力諧波本身不是穩(wěn)定的，不但大小在變，頻次也在變，選擇好電抗率，對某次諧波有抑制作用，對其它次諧波可能就是放大作用；

一般來說，3次諧波，多選用12%--14%的電抗率；5次諧波，多選用4.5%--7%的電抗率；但近年來，由于測量的不準確、電容器額定電壓選擇的失誤、電容電抗制造的誤差等，使實際安裝運行的電抗率并不是我們當初計算出的電抗率，引起事故頻出，從實踐中看，選擇電抗率高一點，對安全運行或有好處。

串聯(lián)電抗器的電抗值與電容器組的容抗值之比就是該組電容器裝置的電抗率。