第一節(jié) 電機軟起動裝置產品定義及基本屬性

一、產品定義、性能

1、定義

軟起動可分為有級和無級兩類，前者的調節(jié)是分檔的；后者的調節(jié)是連續(xù)的。傳統(tǒng)的軟起動均是有級的，如星/角變換軟起動，自耦變壓器軟起動，電抗器軟起動等等。無級類的包括液阻軟起動、磁控軟起動和晶閘管軟起動。

在電動機定子回路，通過串入有限流作用的電力器件實現(xiàn)軟起動，叫做降壓或限流軟起動。它是軟起動中的一個重要類別。以限流器件劃分，可分為：以電解液限流的液阻軟起動，以晶閘管為限流器件的晶閘管軟起動，以磁飽和電抗器為限流器件的磁控軟起動。

軟起動器（軟起動器）是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱為Soft Starter。軟起動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調壓器，將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟起動器啟動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉數(shù)時，啟動過程結束，軟起動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管，為電動機正常運轉提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟起動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網避免了諧波污染。軟起動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟起動過程相反，電壓逐漸降低，轉數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉矩沖擊。

2、性能

軟起動的特性如下：

1）啟動電流以一定的斜率上升至設定值，對電網無沖擊。

2）啟動過程中引入電流負反饋，啟動電流上升至設定值后，使電機啟動平穩(wěn)。

3）不受電網電壓波動的影響。由于軟起動以電流為設定值，電網電壓上下波動時，通過增減晶閘管的導通角，調節(jié)電機的端電壓，仍可維持啟動電流恒值，保證電機正常啟動。

4）針對不同負載對電機的要求，可以無級調整啟動電流設定值，改變電機啟動時間，實現(xiàn)最佳啟動時間控制。

二、產品所屬 行業(yè) 界定

該產品在國家統(tǒng)計局制定的 行業(yè) 分類標準中屬于電氣機械及器材制造業(yè)大類下的電機制造 行業(yè) 。

第二節(jié) 電機軟起動裝置產品應用概況

一、產品主要應用領域

電機軟起動器的軟起動、軟停止、功能完善，性能優(yōu)異，能滿足工業(yè)電機控制的廣泛需要，是降壓、星角等傳統(tǒng)啟動控制方式的理想換代產品。同時，軟起動控制在空載和輕載動轉時具有節(jié)能效果。

二、產品應用成熟度 分析

軟起動控制系統(tǒng)得到了廣泛的應用。如：水站配電柜、高低壓移動變電站、無人值守泵站、無人值守供熱站、各種遙控調度系統(tǒng)、生產作業(yè)自動化等等。電機軟起動裝置的產品應用已經比較成熟。
晶閘管移相調壓軟起動裝置即人們常說的固態(tài)軟起動，在低壓領域因其技術可靠和優(yōu)異的性能而得到廣泛的應用。但在3kv及以上的中、高壓電機的起動應用中，因為晶閘管器件的電壓水平不夠而必須面臨串聯(lián)應用，被許多的國內廠商視為畏途。

近年來，國內廠商在svc領域也取得了突破，在鋼鐵領域的許多招標中取代了進口產品。單就可靠性要求而言，hvdc和svc比軟起動裝置的要求高得多。因此晶閘管軟起動裝置在高壓電機軟起動中的應用并沒有技術上的太大障礙。

近年來，我國在功率半導體器件—晶閘管的高壓化方面也取得突破，6.5kv和8.5kv的高壓晶閘管系列相繼商品化，使我國高壓晶閘管的串聯(lián)應用技術達到國際水平。

2002年由株洲變流技術國家工程 研究 中心開發(fā)的6kv，2000kw晶閘管軟起動裝置在中原油田一次投運成功，其后有幾十臺高壓晶閘管軟起動裝置在鋼廠、煤礦、紙廠、水廠、化工廠投入運用。

變頻器用于交流電機起動時，具有降壓起動方式所無法比擬的技術性能優(yōu)勢，但目前其價格是同功率晶閘管軟起動產品的3～5倍。在起動高壓特大容量交流同步電機的應用中，像超過20mw的高爐風機、抽水蓄能電站的抽水電機等，目前都無一例外地用上了國外著名公司—abb或西門子的自控式同步電機變頻調速系統(tǒng)，甚至有的是用一拖二的方案。

第三節(jié) 電機軟起動裝置產品發(fā)展歷程

交流電動機的啟動問題由來已久，人們一直在試圖找出一種能夠徹底解決問題的辦法，在此過程中，先后主要 研究 開發(fā)了下面幾種啟動方式。

1、星－三角啟動器

Y-Δ啟動器是一個較早的解決辦法。在啟動過程中，電網的相位接頭和中性接頭之間，電動機定子繞組與啟動器進行星型連接，從而可以降低電動機電壓，及至降低電流。一旦克服主慣量之后，電動機定子繞組在電網相位接頭之間的連接就呈三角形，以獲得滿電壓和功率。然而，這種啟動器不能從根本上消除機械和電氣瞬變現(xiàn)象，只能使其稍微減弱，使他們穿過時間軸上的兩個點——從隨后的星－三角切換至原點。

星－三角啟動法只適用于正常工況，在其它工況下，從星形到三角形之間的切換有時候比直接在線啟動情況還要糟糕。

因此，星－三角啟動器對于該問題來說只能算是一個粗淺而有限的解決辦法。

2、滑環(huán)電動機

另一個早期的解決辦法就是滑環(huán)電動機，該電動機由一個經滑環(huán)與轉子電路連接的啟動變阻器啟動。采用這種方法，雖然電動機的扭矩仍能維持在足以啟動負荷的必要水平，但啟動電流已經降低了。

在啟動過程中，電動機獲得速度，轉子電阻逐漸降低，一旦啟動變阻器完全脫離電路，電動機就可達到其最大轉速，轉子繞組也在該點短路，因此，電動機由此點開始作為普通的鼠籠式電動機運行。

滑環(huán)電動機的優(yōu)點是扭矩較高而啟動電流受到限制，主要適用于啟動負荷較高的電動機，如壓碎機和磨坊用電動機；而其不利之處就在于它的機械和電氣結構過于復雜，且電刷、滑環(huán)、電阻器和接頭的使用又使成本(包括維護成本)增加，可靠性降低。

3、頻率轉換器

頻率轉換器從技術來說要優(yōu)于上述兩種解決方法：因為它可以在電動機從啟動到正常運行再到停機的每一次運行循環(huán)中，對轉速、扭矩和功率等所有相對變量進行精確控制；另一個重要的優(yōu)點就是其控制設備為靜態(tài)，即沒有移動部件。其可靠性因而也提高了，維護工作量很小。

然而，頻率轉換器的缺點是前期投資成本相對過大，這一點限制了其在很多領域的應用，尤其在那些正常運行中實際上并不要求定時控制的設備中的應用。

不過，隨著技術的不斷更新以及價格的下降，頻率轉換器已經贏得了很大的市場。今天，它已在實際應用中取代了滑環(huán)電動機。

4、軟起動器

軟起動器于20世紀70年代末到80年代初投入市場，它與頻率轉換器相似，同樣以電子和可控硅為基礎。可以這樣說，它填補了星－三角啟動器和頻率轉換器在功能實用性和價格之間的鴻溝。采用軟起動器，可以控制電動機的電壓，使其在啟動過程中逐漸地升高，很自然地限制啟動電流。這就意味著電動機可以平穩(wěn)地啟動，機械和電應力也降至最?。辉撗b置還有一種附帶的功能，即可用來“軟”停機。如ABB的產品。

由于該啟動器采用電子式電路，可以相對比較容易地通過安全和事故指示燈增強其基本功能，改善電動機的保護，簡化故障查找，如失相、過電流和超高溫保護，以及正常運行、電動機滿電壓和某些故障指示。像斜坡電壓和初始電壓等所有設定值都可以很容易地在啟動器面板上設定。

另外，軟起動器除了完全能夠滿足電動機平穩(wěn)啟動這一基本要求外，還具有很多優(yōu)點，比如可靠性高、維護量小、電動機保護良好以及參數(shù)設置簡單。

對于降壓起動目前有兩種方式，一種是降壓起動，一種是軟起動。它經過了三個發(fā)展階段，一是“Y-Δ”起動器和自藕降壓起動器，二是磁控式軟起動器，三是目前最先進最流行的電子軟起動器。電子軟起動器一般都是采用16位單片機進行智能化控制，他既能保證電動機在負載要求的起動特性下平滑起動，又能降低對電網的沖擊，同時，還能實現(xiàn)直接計算機通訊控制，為自動化智能控制打下良好的基礎。

第四節(jié) 2010年我國宏觀經濟走勢預測

2010年中國經濟雙穩(wěn)運行在國際經濟環(huán)境有所好轉、國內現(xiàn)有政策取向基本保持不變的情況下，由于經濟刺激政策的增量小于2009年，經濟自主性增長動力尚待恢復，初步預測2010年中國經濟增長有望保持在9.5%左右；由于中國出口表現(xiàn)低于長期潛在增長率，出口是影響總需求的最大邊際變量，出口仍然較弱造成產能過剩，壓制價格上漲幅度，預計居民消費價格將上漲3%左右；就業(yè)和國際收支狀況將進一步好轉。

固定資產投資保持較快增速.促進民間資本投資的政策出臺.2010年政府投資增量將有所放緩，2009年下半年新開工項目增長已經減緩。7.5萬億新增信貸規(guī)模低于2009年的增長水平。對產能過剩和重復建設的政策約束也會抑制投資增長，2009年11月、12月投資增速已經回落到20%。綜合考慮上述因素，預計2010年全社會固定資產投資名義增長25%左右，考慮價格因素，實際投資增速有所放緩.

社會消費品零售額保持平穩(wěn)增長城鄉(xiāng)居民收入水平持續(xù)增長。醫(yī)改新方案、農村養(yǎng)老保險全覆蓋等社會保障制度建設。儲蓄消費型增長模式使中國消費有較強穩(wěn)定性。汽車消費由大城市向中小城市梯度擴散。家電下鄉(xiāng)、家電和汽車摩托車以舊換新等擴大消費政策在2010年將出現(xiàn)遞減效應。價格上漲會導致居民的實際購買力下降。預計2010年實現(xiàn)社會消費品零售額同比增長18.5%，實際增長15%左右，低于上年水平。

外貿出口有望小幅增長。世界經濟由大幅度負增長轉為小幅正增長是中國出口恢復增長的基礎性因素。外貿扶植政策2010年會繼續(xù)發(fā)揮作用。美國、歐洲居民家庭儲蓄率上升在一定程度上影響對中國商品的需求。貿易保護主義進一步加劇。內需強勁有助拉動進口需求進一步加速。

初步預計，2010年中國出口將增長10%左右，進口增長13%左右；有望實現(xiàn)外貿順差2000億美元左右，與上年持平。價格水平將溫和回升。居民消費價格漲幅3％左右，綜合考慮了去年價格變動的翹尾因素、國際大宗商品價格的傳導效應、國內貨幣信貸增長的滯后影響以及居民的承受能力，并為資源環(huán)境稅費和資源性產品價格改革留有一定空間。

第五節(jié) 政策、法規(guī)環(huán)境 分析

一、 行業(yè) 基本政策方向 分析

國家有關部門早有明確規(guī)定，電動機啟動時電網電壓降不能超過15%。對于容量較大的電動機，應采取措施降低電動機的啟動電流。

二、2005-2009年 行業(yè) 重點政策、法規(guī)

國家將補貼高效電機生產企業(yè)

為推廣使用高效電機，推進節(jié)能減排，財政部、國家發(fā)展改革委聯(lián)合出臺《關于印發(fā)節(jié)能產品惠民工程高效電機推廣實施細則的通知》，決定將高效電機納入節(jié)能產品惠民工程實施范圍，采取財政補貼方式進行推廣。

《通知》規(guī)定，對能效等級為一級和二級、額定功率為0.55千瓦(含)至315千瓦(含)的低壓三相異步電機給予每千瓦15-40元補貼；對損耗比現(xiàn)行準入標準低20%、額定功率為355千瓦(含)至25000千瓦(含)的高壓三相異步電機給予每千瓦12元補貼；對額定功率為0.55千瓦(含)至315千瓦(含)的稀土永磁電機給予每千瓦40-60元補貼。

《通知》明確，生產企業(yè)是高效電機推廣的主體，中央財政將補貼資金撥付給高效電機生產企業(yè)，由生產企業(yè)按補貼后的價格銷售給水泵、風機等成套設備制造企業(yè)。

同時，要求申請推廣企業(yè)的低壓三相異步電機和高壓三相異步電機年推廣量不少于30萬千瓦，或稀土永磁電機年推廣量不少于1萬千瓦。

三、 行業(yè) 相關標準

關于電機軟起動器的標準不是很多。主要如下：

1、《低壓開關設備和控制設備第4-2部分：接觸器和電動機起動器　交流半導體電動機控制器和起動器(含軟起動器)》（GB14048.6-2008）

2、《礦用低壓交流軟起動器》（MT/T943-2005）

該標準規(guī)定了礦用低壓交流軟起動器(以下簡稱軟起動器)的型式及基本參數(shù)、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和貯存。主要適用于煤礦井下額定電壓1140V(1200V)及以下三相交流異步電動機晶閘管調壓軟起動器。

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