交流异步电机软起动及优化节能控制技术全面分析与

 

研究

  

摘 要：本文对交流异步电动机的软起动和优化节能运行问题作了全面的分析和研究，提
出了异步电动机起动和运行的综合控制方案。并研制成功了智能马达优化控制器
（IMOC

 

）。

1  

  

前 言

　　目前在工矿企业中使用着大量的交流异步电动机（包括 380V/660V 低压电动机和
3KV/6KV 中压电动机），有相当多的异步电动机及其拖动系统还处于非经济运行的状态，
白白地浪费掉大量的电能。究其原因，大致是由以下几种情况造成的：
　　①由于大部分电机采用直接起动方式，除了造成对电网及拖动系统的冲击和事故之
外，8~10

 

倍的起动电流造成巨大的能量损耗。 　　

　　②在进行电动机容量选配时，往往片面追求大的安全余量，且层层加码，结果使电

“

”

动机容量过大，造成 大马拉小车 的现象，导致电动机偏离最佳工况点，运行效率和功

 

率因数降低。 　　
　　③从电动机拖动的生产机械自身的运行经济性考虑，往往要求电力拖动系统具有变
压、变速调节能力，若用定速定压拖动，势必造成大量的额外电能损失。
　　电动机的非经济运行情况，早已引起国家有关部门的重视，并分别于 1990 年和 1995
年制定和修定了一个强制性的国家标准：《三相异步电动机经济运行》（GB12497-1995）。
希望依此来规范三相异步电动机的经济运行，国标的发布对低压电动机的经济运行起了
很大的促进作用，但对中压电动机则收效甚微。其原因是：
　　（1）中压电动机一般容量较大，一旦发生故障，其影响也大，因此对节电措施的可
靠性的要求就更高；
　　（2）中压电动机节电措施受电力电子功率器件耐压水平的限制，节电产品的开发在
技术上难度更大一些。
　　到目前为上，国内尚无成型的中压电动机软起动和节电运行的产品面市。
2  异步电动机的软起动
　　由于工业生产机械的不断更新和发展，对电动机的起动性能提出了越来越高的要求 ，
归纳起来有以下几个方面：
　　①要求电动机有足够大的，并且能平稳提升的起动转矩和符合要求的机械特性曲线；
　　②尽可能小的起动电流；
　　③起动设备尽可能简单、经济、可靠，起动操作方便；
　　④起动过程中的功率消耗应尽可能的少。根据以上相互矛盾的要求和电网的实际情况，
通常采用的起动方式有两种：一种是在额定电压下的直接起动方式，另一种是降压起动
方式。
2.1  直接起动的危害
　　直接起动是最简单的起动方式，起动时通过闸刀或接触器将电动机直接接到电网上。
直接起动的优点是起动设备简单，起动速度快。但是直接起动的危害很大；
　　①电网冲击：过大的起动电流（空载起动电流可达额定电流的 4~7 倍，带载起动时