降补固态软起起动原理及过程控制分析
降补固态TCS与开关变压器软起动的比较
降补固态TCS与开关变压器软起动的比较名称装置性能降补固态软起动装置开关变压器软起动装置起动原理混合控制（电压+电流）型软起动电机和电网分开考虑的设计理念降压器控制电机端电压无功发生器提供无功电流饱和电抗器限流软起动变压器来隔离高压和低压，变压器的低压绕组与晶闸管和控制系统相连，通过改变其低压绕组的导通角来改变高压绕组上的电压起动电流小,1.5-2.0倍可调整大,3-4倍起动时母线压降小,5%-10%可控大,大于10% 高频谐波无有操作过电压无有可靠性高,基本免维护低,含功率器件可控硅，难维护使用寿命长投资成本适中较低业绩多少说明:一、TCS降补固态软起动装置采用电机和电网分开考虑的设计理念，属混合控制型（电压控制型＋电流控制型）起动装置，彻底解决了电网压降和电机起动转矩的矛盾。
当电机通过该装置接入电源时，电机端电压被控制在需要的范围内，电机起动时所需要的无功功率主要由降补固态软起动装置中的无功发生器提供，从而最大限度的降低了对系统容量的需求，降低了电机起动时对电网电压的影响。
1、起动回路电流一般可控制在1.5-2.0倍的额定电流，最小可达到额定电流；2、起动时电网的压降一般在在5%-10%之间；3、对电网容量要求很低，显著减小变压器安装容量，大幅降低一次设备投资；4、起动转矩大，可满足不同负载的要求；5、可连续起动，重复精度高；6、无谐波，电网波动小，基本不影响电能质量；无附加有功损耗；7、全密封，不受环境限制，安全可靠，寿命长，基本免维护。
二、开关变压器软起动装置饱和电抗器由铁芯和绕组组成，绕组分为交流绕组（工作绕组）和控制绕组，控制绕组中的电流由晶闸管斩波提供, 晶闸管斩波所产生的高频谐波分量经由控制绕组窜入高压侧,影响电网及电机起动。
晶闸管相控装置中控制复杂，其中的电子器件及功率元件（晶闸管等）有严重的隐患，在过压过流情况下，一旦损坏，难以快速修复，影响生产。
晶闸管相控装置是一个强大的高次谐波源，软起动装置所产生的高次谐波对电力系统及电机的影响主要表现在以下几个地方：*高次谐波分量会增加电缆、电动机及变压器的附加发热；*高次谐波电压分量会造成电缆、电动机及变压器绕组绝缘击穿，因而构成系统安全隐患；*高次谐波同样使电动机产生附加转矩，只是做无用功或者反向做功，甚至影响电动机的起动特性；*高次谐波电流会对邻近系统中的补偿电容造成致命危害。
TCS2—8000／10降补固态软启装置的应用
ＱＦ ２
且保 证 了电机端 电压与母线 电压相角
的一致性 ，从 而消除 了转切 时的操作 过 电压 ，使整个 转切 中物理 过程清晰
并 可 明 确 计 算 出 来 ，从 而 可 以 预 知 转 切 时 的状 况 ， 到理 想 的转 切 效 果 。 达 无 功 发 生 器 的 作 用 是 提 供 电 机 启
之差 ， 输入 电流为输 出电流 的 ｋ倍 （ 为降压器变 比，＜ ） ｋ １ 。即 ：
， ， １ （旷 ） ＝ 。
当启动合闸后 ， 电机端 电压逐渐升高 ， 启动转矩逐 步增加 。 电机达到额定转速后 ， 运行柜合 闸， 同时降压装置连接柜及启动 柜分闸 ， 除降补 固态软启动器 ， 切 启动完毕 。
的部 分 无 功 功 率 。
无 功控制 器 与无 功发 生器 配合 ， 组成无功控 制系统 ，适 时提供合理 的 无功量 。在启动过程不同的阶段 ， 电机 需要 的无 功是变化 的 ，无 功发生器输 出 的无 功太 小或太大都 必然引起 系统 的不稳定。为有效控制无功容量 ， 采取
４ 。 斜（ ２ ， ０倾 图 ）保证光源落到视频采集点上 。
图 ２ 光源 、 摄像头 、 撕拉线位置示 意图 由于各设备生产环境 不同 ， 有些设备 比较靠近车间窗户 ， 外
作者通联：河北白沙烟草有 限责任公司保 定卷烟厂设备科
河北 保 定 市 ０ １０ ７０８
界的环境光对摄 像头的图像采集也有影 响 ，特别是外界的太 阳
为减少以至消除操作过电压 ，在转切过程 中加入缓冲装 置
的措施 。 使得 电机在转切全压 时没有失 电过程 ， 并且保证了电机 端 电压与母 线电压相角 的一致性 ，从 而消除了转切时的操作 过
软启动的工作原理
软启动的工作原理软启动是一种常见的电气控制技术，用于控制电动机的启动过程，以减少起动时的电流冲击和机械应力，延长设备的使用寿命。
软启动器通过逐步增加电动机的电压和频率，使电动机在启动过程中逐渐达到额定运行状态，从而实现平稳启动。
软启动器通常由电源模块、控制模块和功率模块组成。
电源模块负责将输入电源的电压和频率转换为适合电动机启动的电压和频率。
控制模块通过监测电动机的状态和反馈信号，控制功率模块的输出，以实现软启动过程的控制。
功率模块则负责将电源模块输出的电压和频率传递给电动机，实现电动机的启动。
软启动的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 初始状态：软启动器处于待机状态，电源模块输出的电压和频率为零。
电动机处于停止状态。
2. 启动命令：当接收到启动命令时，控制模块开始工作。
控制模块根据预设的启动参数，逐步增加电源模块输出的电压和频率。
3. 加速阶段：在软启动的加速阶段，电源模块输出的电压和频率逐渐增加，电动机的转速也逐渐增加。
这样可以减少电动机启动时的电流冲击和机械应力，避免对设备造成损坏。
4. 过载保护：软启动器通常配备了过载保护功能。
当电动机的负载超过额定值时，控制模块会监测到过载信号，并采取相应的保护措施，如停止输出电源模块的电压和频率，以防止设备受损。
5. 停止命令：当接收到停止命令时，控制模块停止增加电源模块输出的电压和频率，逐渐减小电动机的转速，直至停止。
软启动器的工作原理可以通过以下数据来说明：- 输入电源电压范围：220V-440V- 输入电源频率范围：50Hz-60Hz- 输出电压范围：0V-440V- 输出频率范围：0Hz-60Hz- 启动时间：0-10秒- 过载保护设置：120%额定负载总结：软启动器通过逐步增加电动机的电压和频率，实现电动机的平稳启动。
它具有减少起动时的电流冲击和机械应力、延长设备使用寿命的优点。
软启动器由电源模块、控制模块和功率模块组成，通过监测电动机状态和反馈信号，控制电源模块输出的电压和频率。
降补固态软启动器说明
TCS系列降补固态软起动装置1 概述1.1 主要用途及适用范围TCS系列降补固态软起动装置适用于大中型高压鼠笼交流异步电动机或异步起动的高压同步电动机，作电机降压起动之用。
使用该软起动装置起动电机具有起动电流小且恒定、转矩大且逐步增加的软起动特性，不受环境温度变化的影响，起动时对电网影响很小，无电磁干扰，是各种降压起动的理想替代产品, 相对于高压变频软起动器而言，又具有明显的操作简单、免维护、无谐波污染等优势。
该装置采用了两项专利技术，技术水平国内领先，属国际首创。
TCS 系列降补固态软起动装置广泛用于电压等级为6kV 、10kV ，额定功率50000kW以下电机的降压软起动。
1.2 产品特点1、起动时回路电流小于1.8倍电机额定电流，最小可达到额定电流,且恒定；2、起动时电网的压降在5%-12%之间可任意选择；3、对电网容量要求很低，显著减小变压器安装容量，大幅降低一次设备投资；4、起动转矩大，可满足不同负载的要求；5、可连续起动，重复精度高，起动时切换过程无操作过电压；6、无谐波，压降很低，基本不影响电能质量；无附加有功损耗；7、全密封，不受环境限制，安全可靠，寿命长，基本免维护；8、体积较小，安装使用方便。
1.3型号的组成及意义图1-1 型号说明1.4 型号及规格目前的TCS降补固态软起动装置共分为2、3、6三种系列，2系列适用功率范围为6000kW以下，3系列适用功率范围为5000kW-32000kW，6系列适用功率范围为10000-50000kW并且同一功率下精度比3系列高。
1.5 使用环境条件1、环境温度：上限50℃（24小时平均气温不超过45℃）,下限－10℃；2、相对湿度不超过90%；3、海拨高度不超过2000m；4、应放置室内无剧烈振动及冲击且垂直倾斜度不超过5°的场合；5、不允许有导电尘埃及腐蚀性气体；6、没有火灾及爆炸危险的场所。
注：1、环境温度长期低于—10℃时，用户订货时应予说明。
软启动工作原理
软启动工作原理软启动是指在机电启动时，通过控制器逐渐增加机电的电流和转速，以避免机电启动时的电流冲击和机械震动，从而延长机电和相关设备的使用寿命。
软启动工作原理是通过控制器逐步增加机电的电流和转速，实现机电平稳启动的过程。
下面将详细介绍软启动的工作原理。
一、电流控制1.1 电压斜升软启动控制器会逐渐增加电压输出，使机电启动时的电流逐渐增加，从而避免机电启动时的电流冲击。
1.2 电流限制软启动控制器可以限制机电启动时的最大电流，保护机电和设备免受过载损坏。
1.3 电流平衡软启动控制器可以平衡机电各相的电流，确保机电启动平稳。
二、转速控制2.1 转速斜升软启动控制器会逐步增加机电的转速，使机电启动过程平稳无震动。
2.2 转速限制软启动控制器可以限制机电启动时的最大转速，防止机电运行过快造成损坏。
2.3 转速调节软启动控制器可以根据实际需要调节机电的启动转速，适应不同的工作环境和负载。
三、保护功能3.1 过载保护软启动控制器可以监测机电的电流和温度，一旦超过设定值就会自动停机，保护机电和设备不受损坏。
3.2 短路保护软启动控制器可以检测机电的电路是否短路，及时住手机电工作，避免事故发生。
3.3 过压保护软启动控制器可以监测电网电压，一旦超过额定值就会住手机电工作，保护设备免受损坏。
四、启动方式4.1 定时启动软启动控制器可以设置启动延时时间，实现定时启动机电，避免同时启动多台设备造成电网冲击。
4.2 手动启动软启动控制器可以手动控制机电的启动，方便操作人员根据实际情况启停机电。
4.3 远程启动软启动控制器可以通过远程控制实现机电的启动，方便远程监控和操作。
五、节能效果5.1 降低启动电流软启动控制器通过逐步增加机电的电流和转速，降低了启动时的电流冲击，减少了电网负荷。
5.2 延长设备寿命软启动控制器通过平稳启动机电，减少了机械震动和损坏，延长了机电和设备的使用寿命。
5.3 提高工作效率软启动控制器可以根据实际需要调节机电的启动参数，提高了机电的工作效率，节约了能源消耗。
软启动的工作原理
软启动的工作原理软启动是一种电气控制技术，用于控制大功率电机的启动过程，以减少启动时的冲击和电流峰值，保护电机和电气设备。
软启动器通常由电流限制器、电压调节器和时间延迟器等组成。
软启动的工作原理如下：1. 电流限制器：软启动器内置了电流限制器，用于限制启动时的电流峰值。
在启动过程中，电流限制器逐渐增加电压，使电机逐渐加速，从而减少启动时的电流冲击。
电流限制器可以根据电机的特性和负载情况进行调整，以确保启动过程平稳无冲击。
2. 电压调节器：软启动器还包含电压调节器，用于控制电机的电压输出。
在启动过程中，电压调节器逐渐增加电压，使电机逐渐加速。
通过控制电压的输出，软启动器可以确保电机在启动过程中的速度和负载适当，并避免过高的电流和冲击。
3. 时间延迟器：软启动器还配备了时间延迟器，用于控制启动过程中的时间延迟。
时间延迟器可以根据需要设置启动的延迟时间，以确保电机在启动前有足够的准备时间。
延迟时间的设置可以根据电机的类型、负载情况和环境条件进行调整。
软启动器的工作原理可以通过以下步骤来说明：1. 初始状态：软启动器处于待机状态，电机未启动。
电流限制器和电压调节器的输出为零，时间延迟器等待启动信号。
2. 启动信号：当接收到启动信号时，软启动器开始工作。
3. 电流限制：电流限制器逐渐增加电压，使电机逐渐加速。
通过限制电流的增长速度，软启动器可以减少启动时的电流冲击。
4. 电压调节：电压调节器逐渐增加电压，使电机逐渐加速。
通过控制电压的输出，软启动器可以确保电机在启动过程中的速度和负载适当。
5. 时间延迟：时间延迟器提供启动信号后的延迟时间，以确保电机在启动前有足够的准备时间。
6. 启动完成：当电机达到设定的速度或负载条件时，软启动器停止工作，电机正常运行。
软启动器的工作原理可以有效地减少电机启动时的冲击和电流峰值，降低电气设备的损坏风险，提高设备的可靠性和寿命。
同时，软启动器还可以减少电网的负荷波动，提高电网的稳定性和效率。
软启动器工作原理及应用详解
软启动器工作原理及应用详解软启动器是一种广泛应用于电动机启动控制领域的设备，它在电机启动过程中起到缓慢加速、限制起动电流和减少机械冲击的作用。
本文将详细介绍软启动器的工作原理和应用。
软启动器的工作原理：软启动器原理是通过控制电机各相电压的变化，实现电机的缓慢加速。
具体来说，软启动器通过对电压进行调节，使电机在启动过程中的转速逐渐增加，从而实现了减小启动冲击、限制起动电流以及减少机械冲击的目的。
软启动器通常由控制模块、电源模块、保护模块和输出模块等组成。
其中，控制模块主要用于设置软启动器的启动时间、加速度和减速时间等参数，以及接收外部的启动、停止信号。
电源模块则用于为控制模块和输出模块提供电源，保护模块则用于监测电机的运行状态，并在出现异常情况时进行保护。
输出模块是软启动器的核心部分，它负责调节电压、频率和相位等参数，以实现电机的缓慢加速。
软启动器的应用：1.电动机启动控制：软启动器主要应用于电动机启动控制领域。
传统的直接启动方式在启动过程中会引发较大的起动电流冲击和机械冲击，而软启动器能够通过缓慢加速和限制起动电流的方式，减少电机启动时的冲击，提高设备的可靠性和使用寿命。
2.泵类设备控制：软启动器还广泛应用于泵类设备的控制中。
由于泵在启动时的冲击较大，容易产生水锤效应，导致管道破裂等问题。
而软启动器能够通过减小启动冲击，降低水锤效应，从而保护管道和设备。
3.压缩机和风机控制：软启动器在压缩机和风机等设备的启动过程中也有广泛的应用。
这些设备在启动时也会产生较大的机械冲击和电流冲击，而软启动器能够通过缓慢加速和限制电流的方式，保护设备并提高系统的稳定性。
4.电梯和升降机控制：软启动器还被广泛应用于电梯和升降机的启动控制中。
电梯和升降机的启动过程需要平稳且可控，而软启动器能够提供逐渐加速的启动模式，从而保证乘客的安全和舒适性。
总结：软启动器通过控制电机的电压变化实现电机的缓慢加速，其工作原理包括控制模块、电源模块、保护模块和输出模块等组成。
软启动的工作原理
软启动的工作原理软启动是指在机电启动过程中，通过控制机电的电流和转矩，使其在启动过程中逐渐达到额定运行状态的一种启动方式。
软启动可以有效降低机电启动时的冲击和压力，减少设备的磨损和故障率，提高设备的可靠性和使用寿命。
软启动的工作原理主要包括以下几个步骤：1. 启动前的预充电：在软启动开始之前，先通过预充电电路将机电的电容器充电。
预充电的目的是为了避免启动时电容器电流瞬间过大，造成电网电压波动或者设备损坏。
2. 电流限制：软启动装置通过控制器对机电的电流进行限制，使机电在启动过程中电流逐渐增加，避免电流瞬间过大对电网和设备造成冲击。
3. 转矩控制：软启动装置通过控制器对机电的转矩进行控制，使机电在启动过程中转矩逐渐增加，避免转矩过大对设备造成损坏。
4. 启动时间控制：软启动装置可以设置启动时间，控制机电从启动到达额定运行状态所需的时间。
通过合理设置启动时间，可以避免机电启动过程中的冲击和压力。
5. 故障保护：软启动装置还具有故障保护功能，可以监测机电的运行状态，一旦发现异常情况，如过流、过载、缺相等故障，会及时切断机电的电源，保护机电和设备的安全运行。
软启动装置通常由控制器、电流限制器、转矩控制器、预充电电路等组成。
控制器是软启动装置的核心部件，负责对机电的电流、转矩和启动时间进行控制和调节。
电流限制器可以根据设定的参数对机电的电流进行限制，保证机电启动过程中的稳定性。
转矩控制器可以根据设定的参数对机电的转矩进行控制，保证机电启动过程中的平稳性。
预充电电路可以在启动前对机电的电容器进行充电，避免启动时电流瞬间过大。
软启动装置广泛应用于各种电动机的启动过程中，特殊适合于大型机电和对电网冲击较大的设备。
通过使用软启动装置，可以有效降低机电启动时的冲击和压力，减少设备的磨损和故障率，提高设备的可靠性和使用寿命。
同时，软启动装置还可以节省能源，减少电网的负荷压力，提高电网的稳定性和可靠性。
总之，软启动是一种通过控制机电的电流和转矩，使其在启动过程中逐渐达到额定运行状态的启动方式。
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A V63风机降补固态软起起动原理及过程控制分析
一、固态降补的基本原理
大型电动机起动时电流很大，直起一般为额定电流的4-7倍，此电流基本为感性无功电流。
起动过程中要消耗大量的无功功率，从电网中吸收大量的无功电流，从而引起电网电压的波动。
为了降低电机启动对电网电压的影响，本装置投运时在电机端并联了一台无功发生器，它由两组电容集合而成，提高了机端等效电阻从而有利于电机端电压的提高，电容也可以产生容性无功电流，起动时提供相当容量的无功功率，减少了网络的起动电流，从而减少对电网的影响。
为了进一步降低母线电流I1，本装置将电动机及无功发生器并联回路经降压器接入电网，通过降低机端电压的方式进一步减小电流。
此时降压器的输出电流为电机电流ID与无功发生器电流IC之差，输入电流为输出电流的k倍(k为降压器变比，k＜1)。
即：
,理论上可以把电网起动电流控制在2 Ie以内，甚至在额定电流及以下，从而在很大程度上减小电机起动对电网的冲击。
起动全过程通过PLC自动控制（按既定程序），在轻载状态，动转矩大于机械阻转矩(起动最基本要求)，随着电机缓慢加速，机端电压逐渐抬升，起动转矩逐渐增加。
开始时电机需要无功最大,投入电容组数最多，电机进一步加速，所需无功将逐渐减少，PLC通过控制电机端电压，逐级切除无功组（电容）。
限制电压波动，保持系
统稳定，在接近额定转速左右，电容将全部从系统中退出。
而电机的等效阻抗随转速增大而增加，对应的就是起动电流的减少。
当电流下降到80%Ie时，接入缓冲装置（6KM分闸），给电机加上全压（运行柜合闸），然后将降补装置退出，起动过程完成。
为减少以至消除转切全压时产生的操作过电压，在降压器的输出端并有过渡电抗（缓冲装置）。
加入缓冲阻抗后，电机在转切全压时没有失电过程，并且保证了电机端电压与母线电压相位一致，既消除了转切时的操作过电压，又使整个起动过程连贯，不产生谐波。
TCS降补固态软起动原理图
二、实际应用电机情况
降补固态软起动装置容量：31180kV A
电动机参数
电压：10kV
额定功率:18000kW
电机电流：1176A
额定转速：1500rpm
三、起动过程
1.合闸条件允许
2.在中控室操作柜上按主电机起动按钮连接柜1QF合闸，同时降压控制器6KM合闸。
3. 无功控制器2QF合闸（I组电容投入），紧接着无功控制器3QF 合闸（II组电容器投入）。
4.起动柜4QF合闸，降压软起动开始投运，主电机起动。
5.电机端电压升到7.1KV或电机电流降至1.8 Ie时，2QF分闸，切除第I组电容器。
6.电机端电压升到
7.4KV或电机电流降至1.5Ie
时，3QF分闸，切除第II组电容器。
7.电机电流下降到额定值以下（80%）并延时，降压控制器6KM分闸。
8.以上条件具备，PLC发出运行柜合闸，5QF合闸，电机投全压运行，同时起动柜4QF分闸、连接柜1QF分闸，起动结束。