电动机的软起动与综合保护

 

1.

 

引言

    根据统计，电动机的用电量占我国发电量的 60%-70%，而电动机中的 90%是交流电动
机，因此对交流电动机拖动的控制及保护是达到节约能源、简化控制、优化国家资源的重
要手段。交流电动机面临的主要问题：a.起动问题，包括起动时的电流冲击及起动转矩冲
击，电动机因起动引起的故障占总故障的 10%以上，而且大功率电动机很多应该停机的
时候，因起动困难，只能尽量浪费；b.停机问题，包括根据生产及工序的要求需要延长
停机时间或缩短停机时间；c.综合保护问题，如过载、过流、短路、缺相等动态保护及特殊

 

环境中的电动机除湿干燥等静态保护。

    2.

 

电动机的起动问题

    交流电动机全压直接起动将产生过高的电动转矩与起动电流。直接影响接在该电网上电
气设备的运行。全压起动的电动机容量愈大，供电变压器容量愈小时，这种影响愈显著。
通常认为电动机容量大于动力变压器容量的 30%，不允许经常全压起动，否则在起动瞬
间大电流的冲击下，将引起电网电压的降低，影响到电网内其他电气设备的运转，电压
的降低可能引起电动机本身的起动无法正常完成，严重时，电动机可能烧毁。同时，全压
起动产生过高的起动冲击转矩将引起一系列的机械问题，如连接件损坏、电动机机座变形、
传送带撕裂，齿轮或齿轮箱损坏等。因此必须设法改善电动机的起动过程，使电动机平滑
无冲击的完成起动过程。解决此类问题的常用方法为：适当降低电动机的端电压，从而减
少电动机的起动电流及过大的起动冲击转矩。交流电动机传统的起动方法有自耦变压器起
动、星-三角起动、串电抗器起动、串水电阻起动等。随着晶闸管的问世，从二十世纪七十年
代开始推广应用晶闸管交流调压技术的低压固态软起动器，之后随着电力电子控制应用
技术的发展，美国摩托托尼公司推出了一系列的中、低压软起动器，电压范围从 0.2-
15KV

 

，广泛应用在世界各地，其中大量产品在中国市场已经运行十年之久。

    3.SFR

 

软起动器与传统起动方式的比较

    串电抗器起动：对于鼠笼异步电动机一般采用定子回路串电抗器分级起动，绕线电动
机采用转子回路串电抗器起动。起动方式属降压起动，起动有较大的功率损耗，分级起动

 

引起起动特性不平滑。

    星-三角起动：起动时定子绕组星形连接，起动完成后三角形连接，起动的电流为三角
形连接的 1/3，同样起动转矩也降为三角形的 1/3。同时从星三角接线切换到三角形接线过

 

程中会出现二次冲击电流及转矩

    自耦变压器起动：电动机起动时，其定子通过自耦变压器连接到三相电源上，当起动
完毕后，自耦变压器切除。当电动机容量较大时，变压器的体积增大，成本高，因变频器

 

自身发热限制不允许频繁起动，而且起动特性不平滑。

    以上几种传统的起动方式的共同特点是控制线路简单，起动转矩固定不变，起动过程

 

中都存在二次冲击电流的问题，停机时都是瞬间断电，无法满足软停车的要求。