晶閘管式軟起動裝置
相對液態軟起動裝置而言,晶閘管式軟起動裝置是較早提出的一種固態軟起動裝置,因此在工程實際中通常被稱為固態軟起動裝置。晶閘管式軟起動裝置是應用晶閘管相控調壓的原理,利用晶閘管的可控導通特性,通過改變α來改變加在定子上的電壓均方根值。屬于移相調壓軟起動技術。受晶閘管耐壓限限制,用于大型中高壓電動機時需采用串聯。
由于采用可控硅移相調壓直接控制電動機輸入電壓,具有非常優秀的控制特性,能實現多種控制算法,如電壓斜坡、電壓突跳、電流斜限流電壓斜坡、轉速閉環、轉矩控制、模糊控制、神經網絡控制、分級變頻等,是降壓型軟起動中起動性能最好,控制最靈活、使用最方便、體積最小的軟起動裝置。
由于電力電子器件直接串聯在高壓回路,直接承受電網高電壓,串聯晶閘管還需要均壓,增加了設計難度,降低了系統可靠性。同時,基于移相高壓原理,加在電動機定子上的電壓含有大量諧波,諧波的大小與晶閘管的導通角和負載的功率因數角有關。大量諧波對電網和電機都會造成一定的損害。
分級變頻軟起裝置
最早由Antonio Ginart提出了離散頻率控制法后,國內學者進行了大量的研究,并給出了實驗結果。采用開關控制代替固態軟起動移想控制,克服了移相控制會產生大量諧波的缺陷。但均存在定子電流過大,電機轉矩脈動較大的缺點,未見分級變頻軟起動裝置在工程實際中應用的公開報道。
在上述基礎上,改進分級變頻軟起動以晶閘管資交交頻技術為基礎,采用開關控制和移相控制相結合,既可以減少移相控制的諧波,又可以獲得高起動轉矩,還可以減少定子電流和轉矩脈動。
分級變頻軟起動一種變頻軟起動技術,克服了降壓軟起動要犧牲起動轉矩的缺陷,起動轉矩大,適合各種類型負載的電動機。采用移相控制的開關控制結合的方法,克服了定子電流過大,轉矩脈動大的缺陷,理論上起動電流接近額定電流,具有和變頻器軟起動裝置一樣的性能。
和固態軟起動相比,成本要高,采用的更電力電子器件,進一步降低了可靠性。
液態軟起動裝置
液態軟起裝置是在三相異步電動機定子側串入液態電阻,降低電動機定子電壓,屬于串電阻降壓電動方式。
液態電阻由特制堿性的水溶液配制的電解液構成,因而,液態軟起動裝置又俗稱水電阻起動器,其阻值在電場強度的一定限度內符合歐姆定律,在電解液大于某一濃度的一定范圍內,ρ值對溫度的變化曲線是平坦的,這兩點為液阻軟起動裝置的可行性提供了理論依據。
由于能夠無級連續調節液態電阻值,也就實現了無級連續調節電動機起動電流,從而能夠調節和限制起動電流,直到電動機轉差小于最大轉差,平滑無沖擊的完成起動過程,軟起動性能較好。
液態電阻的核心部件是液阻箱,其成本非常低廉,和固態軟起動裝置相比具有非常高的性價比,在所有軟起動產品中,同比成本最低,由于電解液的導電率的變化,為了保證起動性能,需要定期進行維護,在起動前還要進行電阻測試和重新配液,增加了設備的維護和使用成本。
液態軟起動裝置的純電阻調壓技術是一種能耗降壓,起動過程中直接消耗大量有功能量。