摘要：本文較詳細(xì)地論述了磁閥式高壓軟起動(dòng)器的特點(diǎn)、工作原理、調(diào)感原理、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與各種軟起動(dòng)器性能比較、產(chǎn)品選型、一次接線方案、規(guī)格尺寸、安裝基礎(chǔ)等事宜。閱讀此文，可全面了解該產(chǎn)品，便于選擇與應(yīng)用之需。

　　引言

　　武漢海澳電氣有限公司是一家專業(yè)從事磁閥式高壓電機(jī)軟起動(dòng)器及磁閥式高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)母咝录夹g(shù)企業(yè)。HDQ型磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置系該公司創(chuàng)新成果，獲兩項(xiàng)國(guó)家授權(quán)專利：“高壓電機(jī)六柱式三相自勵(lì)磁控軟起動(dòng)裝置”（ZL200720088306.2）和“高壓電機(jī)四柱式單相自勵(lì)磁控軟起動(dòng)裝置”（ZL200720088304.3）.該技術(shù)成果已通過湖北省科技廳組織的專家鑒定，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　磁閥式高壓電機(jī)軟起動(dòng)技術(shù)以磁閥式可控電抗器為核心，配合晶閘管控制器件，通過控制晶閘管導(dǎo)通角，改變調(diào)節(jié)直流控制電流和電抗器鐵心磁閥的磁阻，達(dá)到平滑調(diào)節(jié)電抗器感抗的目的?？煽仉娍蛊鞔砰y的作用與晶閘管閥類似，用于控制高壓電機(jī)起動(dòng)電流大小。將磁閥取代晶閘管閥，克服了后者耐壓受限、容量受限、對(duì)波形破壞嚴(yán)重的缺點(diǎn)，尤其適合高壓超大功率電機(jī)軟起動(dòng)，這是該公司產(chǎn)品的鮮明特色和專利技術(shù)。磁閥式高壓大電機(jī)軟起動(dòng)技術(shù)具有控制效率高、調(diào)節(jié)范圍寬、響應(yīng)速度快、無諧波污染、無漏磁、噪音低、損耗小、無需外加勵(lì)磁電源等顯著優(yōu)點(diǎn)。

　　該公司生產(chǎn)的磁閥式高壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置已廣泛服務(wù)于電力、冶金、石化、市政、水利等行業(yè)，憑借先進(jìn)的技術(shù)、可靠的質(zhì)量、完善的服務(wù)贏得了用戶的廣泛贊譽(yù)。

　　該公司嚴(yán)格貫徹執(zhí)行ISO9001:2008質(zhì)量管理體系及現(xiàn)代企業(yè)管理模式，在器件選型采購(gòu)、產(chǎn)品制造、工藝控制、試驗(yàn)檢測(cè)、售前售中售后服務(wù)等均已形成嚴(yán)格、嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范的管理程序，確保用戶得到優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和周到的服務(wù)。

　　將磁閥式可控電抗器應(yīng)用于高壓電機(jī)軟起動(dòng)是該公司的獨(dú)創(chuàng)和專利技術(shù)，請(qǐng)認(rèn)準(zhǔn)《柏超磁控》商標(biāo)。

　　一、磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)工作原理

　　磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)是將電抗值可調(diào)的磁閥電抗器與電機(jī)定子繞組串聯(lián)（參見圖1、圖2），實(shí)現(xiàn)降壓軟起動(dòng)。電機(jī)起動(dòng)時(shí)，斷路器閉合，電抗器電抗值很大，將起動(dòng)電流限制在1.5~2.5倍額定電流之間，隨后，磁閥電抗器的電抗值迅速自動(dòng)調(diào)節(jié)，在數(shù)秒時(shí)間內(nèi)將起動(dòng)電流鎖定在設(shè)定的1.5~3.5倍額定電流值（例如2.6倍）。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，磁閥電抗器的電抗值逐漸減小，以保持電機(jī)電流為恒定值，實(shí)現(xiàn)恒流起動(dòng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速，電機(jī)電流下降到1.1倍時(shí)，旁路開關(guān)閉合，將磁閥電抗器切除，電機(jī)平滑過渡到全壓運(yùn)行方式。整個(gè)起動(dòng)過程中，電機(jī)電流十分穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)上升，無任何二次沖擊（參見圖3）。本磁閥高壓軟起動(dòng)優(yōu)良性能已得到大量用戶的一致認(rèn)同，堪稱固態(tài)軟起動(dòng)裝置中的“寶馬”、“奔馳”。

　　圖1高壓小容量電機(jī)接線（前端）

　　圖2高壓大容量電機(jī)接線（后端）

　　圖3電機(jī)現(xiàn)場(chǎng)起動(dòng)曲線（橫坐標(biāo)時(shí)間60秒）

　　二、磁閥式電抗器調(diào)感原理

　　磁閥電抗器是本高壓固態(tài)軟起動(dòng)的核心部件，其內(nèi)部為全靜態(tài)結(jié)構(gòu)，無運(yùn)動(dòng)部件，工作可靠性高?，F(xiàn)以單相電抗器為例說明，其原理接線如圖4所示。

　　電抗器鐵心由兩個(gè)并聯(lián)的工作主鐵心柱及交流旁路鐵心組成，主鐵心柱上分別對(duì)稱地繞有匝數(shù)為的兩個(gè)線圈。每柱的繞組有抽頭比為δ=的抽頭，它們之間接有可控硅T1、T2，不同鐵心的上下兩個(gè)主繞組交叉連接，續(xù)流二極管則橫跨在交叉端點(diǎn)上，繞組兩段串入起動(dòng)電機(jī)回路。

　　電抗器工作時(shí)，可控硅T1、T2兩端電壓為系統(tǒng)額定電壓的5%左右。輪流導(dǎo)通可控硅T1、T2，可在回路中產(chǎn)生直流控制電流，使電抗器磁閥鐵心飽和，從而實(shí)現(xiàn)電抗值的連續(xù)可調(diào)。磁閥電抗器輸出電流大小取決于可控硅T1、T2的導(dǎo)通時(shí)間，導(dǎo)通時(shí)間越長(zhǎng)，則產(chǎn)生的直流控制電流越強(qiáng)，磁閥鐵心的磁阻越大，電抗器感抗值越小。

　　磁閥電抗器采用了創(chuàng)新的磁閥結(jié)構(gòu)、極限磁飽和技術(shù)。在磁閥電抗器整個(gè)容量調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，非磁閥段鐵心始終工作于鐵磁特性的不飽和線性區(qū)，磁阻相對(duì)處于飽和工作狀態(tài)的磁閥忽略不計(jì)。鐵心磁閥的磁飽和度設(shè)計(jì)接近極限值，可使所產(chǎn)生的諧波很小（≤3%額定電流），大大低于晶閘管固態(tài)軟起動(dòng)產(chǎn)品所產(chǎn)生的諧波。

　　用于高壓軟起動(dòng)的磁閥電抗器經(jīng)特殊設(shè)計(jì)，性能優(yōu)良：電抗值調(diào)節(jié)范圍寬廣（最大電抗值與最小電抗值之比為10倍以上），產(chǎn)生諧波小（≤3%額定電流），噪音低，結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高。

　　三、HDQ型磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　1.將磁閥取代晶閘管閥組，可靠性極高，且免維護(hù)；

　　2.原創(chuàng)、先進(jìn)的磁閥結(jié)構(gòu)和極限磁飽和技術(shù)，起動(dòng)性能優(yōu)異；

　　a．電抗器電抗值調(diào)節(jié)范圍寬，起動(dòng)電流可以在1.5~4.0倍額定電流范圍內(nèi)任意設(shè)定；（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為2.0Ie~3.5Ie）

　　b．起動(dòng)電流諧波很小，噪音水平低；

　　c．起動(dòng)電流曲線可以根據(jù)需要設(shè)定為爬坡方式、恒流方式，并精確鎖定控制；

　　3.具備軟停止功能；

　　4.磁閥式可控電抗器本體采用真空浸漬工藝制造，干式敞開結(jié)構(gòu)，具有電壓分布均勻，散熱好、機(jī)械強(qiáng)度高、防潮、防腐蝕，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；

　　5.以西門子PLC作為控制器，應(yīng)用FPGA高性能大規(guī)模集成芯片作為脈沖功率放大和國(guó)外品牌觸摸屏作為人機(jī)界面，操作、調(diào)試方便，可靠性高；

　　6.控制系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示起動(dòng)曲線并記錄，具有開關(guān)變位信息記錄功能、故障記錄和顯示功能，具備與上位機(jī)的通信功能；

　　7.采用專利六柱一體化（ZL200720088306.2）或大容量單相四柱式（ZL200720088304.3）結(jié)構(gòu)及磁屏蔽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，噪音水平低，漏磁很?。?/p>

　　8.檢驗(yàn)手段先進(jìn)，設(shè)備齊全。電抗器出廠試驗(yàn)嚴(yán)格、齊全，包括：工頻耐壓試驗(yàn)、感應(yīng)耐壓試驗(yàn)、直流大電流溫升試驗(yàn)、可控電抗器跟蹤調(diào)節(jié)測(cè)試、軟起動(dòng)裝置整體聯(lián)調(diào)試驗(yàn)等。特別是考驗(yàn)繞組匝間絕緣的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)是公司的獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，可在繞組兩端施加2倍額定工作電壓的試驗(yàn)電壓，確保安全。

　　四、HDQ型磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)與其他軟技術(shù)的比較

      1.比較一HDQ型磁閥式軟起動(dòng)與水電阻起動(dòng)裝置

       2.比較二 HDQ型與高壓晶閘管軟起動(dòng)裝置

       3.比較三 HDQ型與開關(guān)變壓器起動(dòng)裝置

       4.比較四 HDQ型與其他磁控軟起動(dòng)裝置

      五、產(chǎn)品選型 

      1.使用范圍

      額定電壓3kV~10kV，額定功率100kW~30000kW各類負(fù)載的鼠籠型（同步或異步）電動(dòng)機(jī)。

      2.性能特點(diǎn)

      起動(dòng)電流可在1.5倍~4.0倍額定電流通過觸摸屏人機(jī)界面設(shè)定并鎖定，誤差≤±0.05；

      當(dāng)起動(dòng)電流降至1.1倍額定電流時(shí)，控制器發(fā)出短接信號(hào)，短接時(shí)無二次電流沖擊；

      起動(dòng)過程，電機(jī)加速平穩(wěn)，無機(jī)械沖擊；

      起動(dòng)電流不受環(huán)境溫度及連續(xù)起動(dòng)影響，可連續(xù)起動(dòng)；

      采用緊耦合結(jié)構(gòu)，容量調(diào)節(jié)范圍廣，無需外加控制大電流，無漏磁，噪音小，無諧波污染；

      軟起動(dòng)裝置自身具有過流、星點(diǎn)脫扣、起動(dòng)超時(shí)、晶閘管過載等保護(hù)功能；

      安全性高，使用壽命長(zhǎng)達(dá)25年以上；

      體積小，免維護(hù)；

      提供RS485接口，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊；

      采用PLC為主控制核心，觸摸屏為人機(jī)界面，控制單元抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；

      柜式結(jié)構(gòu)，前后開門，地溝電纜進(jìn)線，下進(jìn)下出。

      3.主要的技術(shù)參數(shù)

　　額定電壓：3kV、6kV、10kV

　　額定功率：100kW~30000kW

　　限流范圍：1.5倍~4.0倍額定電流可設(shè)定（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為2.0倍~3.5倍額定電流）

　　起動(dòng)時(shí)間：5~60秒可調(diào)（120秒可選）

　　防護(hù)等級(jí)：IP20IP30

　　連續(xù)起動(dòng)次數(shù)：不限

　　4.環(huán)境條件

　　溫度：-30℃~+40℃

　　空氣相對(duì)濕度不超過90%

　　海拔高度不超過1000米，超過時(shí)應(yīng)提供海拔高度值

　　安裝地點(diǎn)無腐蝕金屬或破壞絕緣的氣體

　　5.型號(hào)說明

　　HDQ----□/□----□

　　軟起動(dòng)電抗器接法（電機(jī)前端Y或電機(jī)后端△）

　　額定電壓（kV）

　　額定功率（kW）

　　6.產(chǎn)品代號(hào)

　　1.一次接線方案

適用范圍

接于電機(jī)前端Y

接于電機(jī)后端△

補(bǔ)償式大容量電機(jī)軟起動(dòng)△

2.產(chǎn)品規(guī)格及參考尺寸

1. 安裝基礎(chǔ)圖

      結(jié)束語：通過閱讀此文可以肯定的是磁閥式軟起動(dòng)器具有電路簡(jiǎn)單、器件較少、成本較低、故障率低、可靠性高、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、起動(dòng)電流小、諧波分量少、特別適合中大功率高壓電動(dòng)機(jī)的使用，作為軟起或智能電網(wǎng)中的無功補(bǔ)償（MSVC）。