大容量电动机的启动方式及其对电网影响的研究(4)
2.2.4 电动机自耦变压器降压启动对电网的影响
由于自耦变压器的作用，反映在电网的启动电流和电动机转矩随变压器匝比降低，所以变压器抽头的调节，即调节电动机的端电压，使其达到所需的最小电动机转矩或启动电流，进一步减小了对电网的冲击。
2.3 软启动
2.3.1 发展现状
我们所熟知的传统的降压启动方法虽然在一定程度上缓解了大容量电动机在小容量电网启动时的矛盾，但这些方法只是减少了启动电流冲击，其实并没有从本质上解决问题。为了减小电动机启动过程的能量损耗，提高电网供电质量，需要建立更加有效的启动方法，来减小启动电流和转矩冲击，所以必须使用辅装置来启动。近些年来，随着电力电子技术的发展，无电弧开关和连续调节电流已经得以实现，这为电动机的启动方法提供了全新的思路，从而电动机软启动技术出现了。
软启动器作为一种新型的辅助装置，以体积小、转矩可以调节、启动平稳、冲击小并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用，大有取代传统的自耦变压器降压启动、星.角变换降压启动的趋势[10]。由于软启动器是近年来新发展起来的启动设备，缺少详细的设计和使用经验等，笼形异步电动机是其应用最广泛的用电设备。从20世纪70年代起，工程上开始推广利用晶闸管交流调压技术制作的软启动器，这种软启动器是集电动机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电动机控制装置[11]。
2.3.2 工作原理
软启动主要采用串接于电源与被控电动机之间的三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间，控制电路运用不同的方法，控制三相反并联晶闸管的导通角，使电动机的输入电压从零以预设的函数关系逐渐增加，电动机逐渐加速，直至晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电动机达到额定转数时，启动结束，电动机全电压，实现软启动。在软启动过程中，电动机启动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加[12]。
2.3.3 电动机软启动的优点
1）软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率[13]。
2）使用软启动器后，启动电流明显减小，减少配电容量，使电网避免了谐波污染。
3）软启动器能实现平稳启动，对电网无冲击，提高供电可靠性和供水可靠性。
4）采用软启动方式能减少对机械的冲击，延长相关设备的使用寿命。
2.3.4 电动机软启动对电网的影响
软启动器消除了因电压切换瞬间出现的二次冲击电流尖峰，避免了电动机在启动时的冲击电流对电网电压波动的影响，是替代自耦变压器降压启动和转换启动装置较理想的产品。软启动由于在启动前设定了一个不对电网产生影响的启动电流，电流是缓慢增大至设定电流，故无冲击电流，对电网的影响最小，并且能消除启动力矩的冲击，确保设备安全可靠运行[14]。
2.4 启动方式的选择
无论采用哪种方式，同步电动机启动时都应满足如下条件:
1）对电网的影响
电力部门为保护配电质量和减少停电及投诉，不管预计的负荷和设备情况如何，在供电点对允许的压降将有一定的限制。大型电动机必须全压启动，启动方法将受电网条件的影响。大型电动机需要大量的无功功率，这足以对供电电网造成不利影响。电抗器、附加变压器、自耦变压器启动方法不能支撑供电电网，一个大的系统电网差不多在任何时候都能保证全压启动，除非传动设备不能承受硬启动。一个大的电网至少应有6倍的电动机有效启动无功功率；另一方面，一个弱电网则需要支援，电容器启动方法将提供这样的功能。在这种情况下别的解决方法将降低电动机启动时所需的无功功率。如果不允许牺牲电动机的有效转矩，则辅助电动机启动或变频启动是最好的解决方法，也可以选择采用绕线电动机。若全压启动在电动机已产生过量的压降，导致没有足够的电动机转矩来启动负载的话，则不宜采用降压启动方法。
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