晶閘管式軟起動(dòng)裝置
相對(duì)液態(tài)軟起動(dòng)裝置而言,晶閘管式軟起動(dòng)裝置是較早提出的一種固態(tài)軟起動(dòng)裝置,因此在工程實(shí)際中通常被稱為固態(tài)軟起動(dòng)裝置。晶閘管式軟起動(dòng)裝置是應(yīng)用晶閘管相控調(diào)壓的原理,利用晶閘管的可控導(dǎo)通特性,通過改變?chǔ)羴砀淖兗釉诙ㄗ由系碾妷壕礁怠儆谝葡嗾{(diào)壓軟起動(dòng)技術(shù)。受晶閘管耐壓限限制,用于大型中高壓電動(dòng)機(jī)時(shí)需采用串聯(lián)。
由于采用可控硅移相調(diào)壓直接控制電動(dòng)機(jī)輸入電壓,具有非常優(yōu)秀的控制特性,能實(shí)現(xiàn)多種控制算法,如電壓斜坡、電壓突跳、電流斜限流電壓斜坡、轉(zhuǎn)速閉環(huán)、轉(zhuǎn)矩控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、分級(jí)變頻等,是降壓型軟起動(dòng)中起動(dòng)性能最好,控制最靈活、使用最方便、體積最小的軟起動(dòng)裝置。
由于電力電子器件直接串聯(lián)在高壓回路,直接承受電網(wǎng)高電壓,串聯(lián)晶閘管還需要均壓,增加了設(shè)計(jì)難度,降低了系統(tǒng)可靠性。同時(shí),基于移相高壓原理,加在電動(dòng)機(jī)定子上的電壓含有大量諧波,諧波的大小與晶閘管的導(dǎo)通角和負(fù)載的功率因數(shù)角有關(guān)。大量諧波對(duì)電網(wǎng)和電機(jī)都會(huì)造成一定的損害。
分級(jí)變頻軟起裝置
最早由Antonio Ginart提出了離散頻率控制法后,國內(nèi)學(xué)者進(jìn)行了大量的研究,并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。采用開關(guān)控制代替固態(tài)軟起動(dòng)移想控制,克服了移相控制會(huì)產(chǎn)生大量諧波的缺陷。但均存在定子電流過大,電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大的缺點(diǎn),未見分級(jí)變頻軟起動(dòng)裝置在工程實(shí)際中應(yīng)用的公開報(bào)道。
在上述基礎(chǔ)上,改進(jìn)分級(jí)變頻軟起動(dòng)以晶閘管資交交頻技術(shù)為基礎(chǔ),采用開關(guān)控制和移相控制相結(jié)合,既可以減少移相控制的諧波,又可以獲得高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,還可以減少定子電流和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。
分級(jí)變頻軟起動(dòng)一種變頻軟起動(dòng)技術(shù),克服了降壓軟起動(dòng)要犧牲起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的缺陷,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,適合各種類型負(fù)載的電動(dòng)機(jī)。采用移相控制的開關(guān)控制結(jié)合的方法,克服了定子電流過大,轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大的缺陷,理論上起動(dòng)電流接近額定電流,具有和變頻器軟起動(dòng)裝置一樣的性能。
和固態(tài)軟起動(dòng)相比,成本要高,采用的更電力電子器件,進(jìn)一步降低了可靠性。
液態(tài)軟起動(dòng)裝置
液態(tài)軟起裝置是在三相異步電動(dòng)機(jī)定子側(cè)串入液態(tài)電阻,降低電動(dòng)機(jī)定子電壓,屬于串電阻降壓電動(dòng)方式。
液態(tài)電阻由特制堿性的水溶液配制的電解液構(gòu)成,因而,液態(tài)軟起動(dòng)裝置又俗稱水電阻起動(dòng)器,其阻值在電場(chǎng)強(qiáng)度的一定限度內(nèi)符合歐姆定律,在電解液大于某一濃度的一定范圍內(nèi),ρ值對(duì)溫度的變化曲線是平坦的,這兩點(diǎn)為液阻軟起動(dòng)裝置的可行性提供了理論依據(jù)。
由于能夠無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)液態(tài)電阻值,也就實(shí)現(xiàn)了無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流,從而能夠調(diào)節(jié)和限制起動(dòng)電流,直到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差小于最大轉(zhuǎn)差,平滑無沖擊的完成起動(dòng)過程,軟起動(dòng)性能較好。
液態(tài)電阻的核心部件是液阻箱,其成本非常低廉,和固態(tài)軟起動(dòng)裝置相比具有非常高的性價(jià)比,在所有軟起動(dòng)產(chǎn)品中,同比成本最低,由于電解液的導(dǎo)電率的變化,為了保證起動(dòng)性能,需要定期進(jìn)行維護(hù),在起動(dòng)前還要進(jìn)行電阻測(cè)試和重新配液,增加了設(shè)備的維護(hù)和使用成本。
液態(tài)軟起動(dòng)裝置的純電阻調(diào)壓技術(shù)是一種能耗降壓,起動(dòng)過程中直接消耗大量有功能量。