邁向高壓軟起動的三個途徑

從廣告看，國內電氣公司數字式軟起動產品適用電機的電壓等級均是低壓（380V）的。

但是，在3~10KV這樣的電壓等級范圍內，人們對軟起動需求的迫切性絲毫不亞于低壓。電網短路容量與電機容量的比值越小，軟起動的迫切性越高。

高壓電動機軟起動裝置的技術實現問題實質上是執(zhí)行元件的問題。

各類高壓電動機軟起動裝置分類的主要標準就是所采用的執(zhí)行元件。例如，以‘水電阻’為執(zhí)行元件的就分類為液態(tài)電阻、熱變電阻軟起動裝置，以SCR為執(zhí)行元件的就分類為晶閘管軟起動裝置，以飽和電抗器為執(zhí)行元件的就分類為磁控軟起動裝置。

軟起動裝置的一切控制均以執(zhí)行元件的特性和需求為著眼點。

我認為，國內電氣公司跨進高壓電動機軟起動領域有3個可行的途徑。
第一個途徑
是仿照國外公司，通過SCR器件的串連走向高壓。為此，要盡量提高所用SCR器件的耐壓等級和開關速度，改進它的觸發(fā)系統(tǒng)，提高觸發(fā)和關斷的同時性。在這條路上，個別廠家已經進行了一些積極的探索，據說已具備生產用以軟起動1000KW高壓電動機晶閘管裝置的能力，其預計價格據說僅為進口產品的1/3。但是，在決定跟進晶閘管途徑時，它的高風險（源于SCR的串、并聯(lián)）、高成本、大諧波污染等，是值得決策者三思的。

第二個途徑
以‘開關變壓器’為主要特征。它仍然是以SCR為電力電子器件的。以‘開關變壓器’為中介，可以繞過SCR器件串連均壓的難關�！�開關變壓器’的原邊串連在電動機定子回路里，在較低電壓的變壓器副邊通斷SCR可以折合為原邊電路的通斷。此途徑保留了第一途徑的主要優(yōu)點。第二途徑惹出的新問題是‘開關變壓器’的成本、占用空間，以及并聯(lián)SCR的均流問題。

第三個途徑
就是借助高壓磁飽和電抗器[1~4]。在第三途徑里，磁飽和電抗器的作用是在直流側以20~50倍的功率放大倍數間接控制高壓電動機定子電流。磁飽和電抗器完成高、低壓的隔離。在這一途徑里，同樣需要采用接成三相整流橋的SCR，對于不大于50兆瓦的電動機而言，SCR完全不必串連或并聯(lián)。

我們對以磁控軟起動裝置所作的探索表明磁飽和電抗器作為高壓電動機軟起動裝置的執(zhí)行元件，具有其它執(zhí)行元件不可替代的優(yōu)點，諸如可靠性高、環(huán)境適應性好、穩(wěn)定性好、體積�。�5600KW，10KV含飽和電抗器在內的柜體尺寸為1.6*1.6*2.5米）、成本低等等。

高壓磁控軟起動裝置的價格比液態(tài)軟起動裝置相當。

飽和電抗器材料的主要構成為硅鋼片和銅線。

硅鋼片重量與鐵芯截面積S和磁路長度L的乘積成正比。窗口面積與S成正比。因為S與電動機容量P的1/2方成正比，L與P的1/4方（S的1/2方）成正比，所以，硅鋼片重量與P的3/4方成正比。銅線消耗量的情況也類似。所以，磁飽和電抗器的成本價與容量P的3/4方成正比。如果P=A 電機軟起動裝置的單位容量成本價X=B，則P=10A電機的軟起動裝置的X=0.56B。X隨容量增加而減小的結論，完全可以從我已經做過的20多臺不同容量軟起動裝置磁飽和電抗器的設計中得到驗證。例如，3200KW（6KV）電動機軟起動裝置飽和電抗器的材料總重量是1.5T，14000KW（10KV）電動機軟起動裝置飽和電抗器的材料總重量是4.0T，后者的容量是前者的4.4倍，而后者的材料重僅是前者的2.7倍。

這種現象，在SCR軟起動裝置里并不存在。容量增加后，SCR需要并聯(lián)，加大了技術實現的麻煩程度，其單位容量的成本價只會增加，不會減少。

我們知道，國內全數字晶閘管軟起動產品的生產廠家，產品均是國外產品一定程度的仿制品。因此，此類產品除了靠壓低價格以外，很難銷往國外。

磁控軟起動是我國具有獨立知識產權的技術。按照天津市科學技術信息研究所2002年的檢索，‘國外未見同類產品的報道’。我國全數字晶閘管軟起動產品的生產廠家，完全有可能通過高壓磁飽和電抗器這一捷徑，改變我國高壓軟起動市場的現有格局。

我預測，降壓軟起動作為高壓軟起動的主流產品的時日還有10年。國內有識的企業(yè)家應該在充分肯定磁控軟起動相對技術優(yōu)勢的基礎上擴展眼界，不再把市場局限在內陸或較不發(fā)達地區(qū)和國家，而是不失時機地面向發(fā)達地區(qū)和國家。

參考文獻
1、 高越農 軟起動裝置的初級智能化 自動化博覽 2002.1
2、 高越農 磁控軟起動 電氣時代 2002.10
3、 高越農 陳勝波 電動機軟起動離線仿真 電工技術雜志 2003.1
4、 高越農 高壓電動機軟起動裝置的執(zhí)行元件------飽和電抗器 電氣時代 2003.5