1、概述

    變頻調(diào)速應是21世紀電氣傳動的主流，它兼具軟起動功能。變頻調(diào)速軟起動優(yōu)于以上3種軟起動，因為變頻調(diào)速軟起動可以在限制交流電流的同時，實現(xiàn)大起動轉(zhuǎn)矩的軟起動。液阻軟起動裝置體積太大，電解液有揮發(fā)、結(jié)冰等問題，晶閘管軟起動和磁控軟起動以及定子側(cè)液阻軟起動均屬于以犧牲起動轉(zhuǎn)矩為代價的降壓軟起動。

    因為變頻調(diào)速裝置的售價太貴，購置變頻調(diào)速裝置從來都是著眼于調(diào)速，不會僅僅為了軟起動，所以，人們一般不把變頻調(diào)速歸于軟起動。

    交流電動機的軟起動是一個技術問題。電動機軟起動技術在不斷發(fā)展。在電力電子器件和技術高度發(fā)展的今天，電動機的電力電子軟起動有三個值得重視的分支：1）、磁控軟起動2）、晶閘管軟起動，3）、液阻軟起動。

    晶閘管（SCR）軟起動和磁控軟起動技術（產(chǎn)品）仍將是今后10多年內(nèi)軟起動行業(yè)內(nèi)的主流技術（產(chǎn)品），能夠使線繞式異步電動機得到大起動轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)子側(cè)液阻軟起動的生命力仍然會相當強大，高壓電動機液阻軟起動也還會因為其價格優(yōu)勢而受青睞。

    2、晶閘管軟起動和磁控軟起動技術的比較

    1）、共同點:

    1-1、均屬于降壓（限流）軟起動，限制電動機定子電流以犧牲電磁轉(zhuǎn)矩為代價，

    1-2、限流器件被短接時，基本上沒有（二次）電流沖擊，

    1-3、比變頻軟起動便宜，

    （以上3條亦是液阻軟起動的特點）

    1-4、均可以實現(xiàn)軟起動和軟停止（液阻軟起動不便于實現(xiàn)軟停止），

    1-5、在軟起動過程中，限流器件無明顯發(fā)熱（不象液阻那樣），

    1-6、比液阻軟起動易于維護，不存在電解液揮發(fā)和結(jié)冰、電極板銹蝕等問題，個頭比液阻軟起動裝置小。

    2）、晶閘管軟起動技術相對磁控軟起動技術的優(yōu)點

    2-1、電抗變化的時間常數(shù)?。?0ms），因而便于實現(xiàn)定子電流的快速變化，（磁控軟起動電抗調(diào)節(jié)的時間常數(shù)約為0.1~0.2s）。

    2-2、在電動機容量相當?shù)臈l件下，設備占用的空間更小。

    3）、磁控軟起動技術相對晶閘管軟起動技術的優(yōu)點

    3-1、飽和電抗產(chǎn)生的諧波比SCR小，諧波會干擾通訊、計算機設備正常運行，

    3-2、軟、硬件均比晶閘管軟起動簡單，

    3-3、便宜。特別是當起動對象為高壓大容量相當電動機時，由于不存在SCR串聯(lián)引起的靜態(tài)、動態(tài)均壓問題，磁控軟起動的設備造價便宜的優(yōu)點將更突出。

    3、磁控軟起動技術的發(fā)展現(xiàn)狀

    國外，尚未收集到這方面的報道。

    雖然如此，國內(nèi)某廠在70年代從比利時ACEC公司引進的高壓大容量（10kv,30Mva）動態(tài)無功補償裝置中的核心部件就是三相磁飽和電抗器。

    在2000年《電氣傳動》增刊上，有山東蒙陰建設設計院楊成德的一篇文章，報道了在智能大廈和民用建筑中使用磁控軟起動裝置的成功經(jīng)驗，對晶閘管（SCR）軟起動和磁控軟起動這‘兩種科技含量較高的軟起動器的經(jīng)濟技術指標進行了對比分析’。

    本公司已經(jīng)完成了以135kw、380v電動機磁控軟起動的設備樣機的制作，樣機在天津鋼管公司完成了試運行。在它的控制下，135kw、380v電動機的軟起動在10秒內(nèi)完成，電動機起動電流被限制在2.5倍額定電流以內(nèi)。本公司磁控軟起動設備的技術特點是將微電子技術融合于磁控軟起動。

    4、磁控軟起動的工作原理

    在交流電動機定子回路串固定鐵心電抗就可以實現(xiàn)限流軟起動，它的問題是起動接近完成時固定電抗將影響電動機的升速，速度接近額定值時電抗兩端的電壓大，被短接時會產(chǎn)生較大的二次沖擊電流。

    磁控軟起動用磁飽和鐵芯電抗取代固定鐵芯電抗，在起動過程中不斷增加其飽和度，減少其電感值，速度接近額定值時電抗的端電壓小，被短接時不會有明顯的二次沖擊電流。

    交流繞組的電感L與鐵芯的導磁率μ成正比。

    調(diào)節(jié)磁控軟起動裝置交流繞組（工作繞組）電感或電抗的方法是通過改變鐵芯的直流勵磁改變鐵芯的導磁率，為直流控制（勵磁）電流。

    利用飽和電抗的可調(diào)節(jié)性，磁控軟起動裝置可以實現(xiàn)閉環(huán)控制，實現(xiàn)例如恒流軟起動，帶有限初始脈沖電流沖擊（‘kick’）的軟起動，可以實現(xiàn)軟停止。

    5、磁飽和電抗器的鐵芯結(jié)構(gòu)形式

    飽和電抗器的鐵芯結(jié)構(gòu)和繞組剖面圖

    與固定鐵芯電抗軟起動不同，磁飽和電抗器除了具有串在三相電動機定子進線側(cè)的交流繞組（工作繞組）以外，還有控制鐵芯飽和程度的直流繞組（勵磁繞組或控制繞組），為了抵消交流繞組對于直流繞組的反作用，減少交流繞組電流在直流繞組上的感應電勢，每相采用了2個交流繞組，它們在直流繞組上的感應電勢卻是反極性的。

    因為磁飽和電抗器在軟起動過程結(jié)束后即脫電運行，其冷卻方式為空氣自然冷卻。

    6、磁控軟起動器結(jié)構(gòu)和組成

    (1)以135kw、380v電動機磁控軟起動的設備為例，外形尺寸為0.8m*0.6m*1.5m，設備總重量為0.2T。

    (2)組成：三相飽和電抗器1個，2~3個開關和接觸器若干，直流勵磁控制系統(tǒng)（包括電力電子器件，勵磁用三相整流變壓器，電流互感器，PLC等）。