1、引言 交流異步電動(dòng)機(jī)廣泛地應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，異步電機(jī)直接起動(dòng)存在著起動(dòng)力矩小、起動(dòng)電流大、對(duì)電網(wǎng)沖擊大、起動(dòng)困難、對(duì)機(jī)械設(shè)備沖擊大、電機(jī)使用壽命短、維護(hù)工作量大、維護(hù)費(fèi)用高等問(wèn)題。異步電機(jī)軟起動(dòng)器可減小電動(dòng)機(jī)硬起動(dòng)（即直接起動(dòng)）引起的電網(wǎng)電壓降，使之不影響共網(wǎng)其它電氣設(shè)備的正常運(yùn)行；可減小電動(dòng)機(jī)的沖擊電流，沖擊電流會(huì)造成電動(dòng)機(jī)局部溫升過(guò)大，降低電動(dòng)機(jī)壽命；可減小硬起動(dòng)帶來(lái)的機(jī)械沖力，沖力加速所傳動(dòng)機(jī)械（軸、嚙合齒輪等）的磨損；減少電磁干擾，沖擊電流會(huì)以電磁波的形式干擾電氣儀表的正常運(yùn)行。軟起動(dòng)使電動(dòng)機(jī)可以起停自如，減少空轉(zhuǎn)，提高作業(yè)率。 縱觀國(guó)內(nèi)外軟起動(dòng)器市場(chǎng)，發(fā)達(dá)國(guó)家的電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)產(chǎn)品主要是晶閘管式軟起動(dòng)器和兼作軟起動(dòng)的變頻器。在生產(chǎn)工藝兼有調(diào)速要求時(shí)，采用變頻裝置。因變頻器的成本較高，因此在沒(méi)有調(diào)速要求的使用場(chǎng)合下，采用晶閘管軟起動(dòng)。晶閘管軟起動(dòng)裝置已經(jīng)是發(fā)達(dá)國(guó)家軟起動(dòng)的主流產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)的軟起動(dòng)器大多采用液阻方式，其優(yōu)點(diǎn)是成本低。但由于體積大、維護(hù)復(fù)雜、低溫易凝結(jié)等缺點(diǎn)，其市場(chǎng)占有的空間正逐漸縮小。磁控式軟起動(dòng)器也因其性?xún)r(jià)比不高而未能得到市場(chǎng)的認(rèn)可。而晶閘管式軟起動(dòng)器因?yàn)楹茈y解決串聯(lián)均壓?jiǎn)栴}而未得到推廣。 本文將介紹一種晶閘管串聯(lián)裝置，很好地解決了高壓晶閘管串聯(lián)均壓的問(wèn)題，使之便于應(yīng)用于高壓電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器中。 2、靜態(tài)均壓 晶閘管串聯(lián)裝置原理圖見(jiàn)圖1所示。其中虛線框內(nèi)為三只串聯(lián)的三相可控硅功率串聯(lián)裝置；M為高壓軟起動(dòng)器的負(fù)載電機(jī)，A、B、C分別為高壓電網(wǎng)的三相交流輸入。以A相串聯(lián)裝置為例，SCRA1～SCRA6 為大功率可控硅器件，它們每三個(gè)串聯(lián)后再反并聯(lián)組成單相功率串聯(lián)裝置，以實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)器對(duì)交流電的控制。這6只可控硅選用同一廠家、同一型號(hào)、同一生產(chǎn)批次的產(chǎn)品，以減小其在生產(chǎn)過(guò)程中由于生產(chǎn)工藝的不同而產(chǎn)生的自身特性諸如伏安特性、反向恢復(fù)電荷、開(kāi)關(guān)時(shí)間和臨界電壓上升率等的差異，影響均壓。RA1、RA2、RA3為靜態(tài)均壓電阻，用以實(shí)現(xiàn)可控硅的靜態(tài)均壓。靜態(tài)均壓電阻選用無(wú)感電阻，阻值約為可控硅阻斷狀態(tài)等效阻值的1/40，且功率留有足夠大的余量。靜態(tài)均壓電阻的計(jì)算通常采用下面的公式：R 其中：U 為晶閘管額定電壓； I 為靜態(tài)重復(fù)平均電流； 近似為漏電流峰值。 靜態(tài)均壓電阻的功率可由下式求得： P≥K×（ ） × 其中： 為作用于元件的正向峰值電壓； N為串聯(lián)的元件數(shù)； K為系數(shù)，單相為0.25，三相為0.45，直流為1。 3、動(dòng)態(tài)均壓 RA4、RA5、RA6和CA1、CA2、CA3共同組成動(dòng)態(tài)均壓網(wǎng)絡(luò)，用以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)均壓。通過(guò)選擇，各電阻和電容的參數(shù)誤差非常小，電容的取值根據(jù)可控硅的最大反向恢復(fù)電荷和最小反向恢復(fù)電荷的差值計(jì)算求得。均壓過(guò)程主要是由電容C完成的。串聯(lián)的各只可控硅開(kāi)關(guān)速度不會(huì)完全一致，而會(huì)稍有差別。電容C上的電壓在靜態(tài)情況下數(shù)值相同，在開(kāi)關(guān)過(guò)程中，由于電容上的電壓不能突變，強(qiáng)迫各只可控硅上的壓降不會(huì)發(fā)生跳變。由于開(kāi)關(guān)過(guò)程中各只可控硅中電流不一致所造成的影響由電容C的充放電補(bǔ)償。動(dòng)態(tài)均壓網(wǎng)絡(luò)的RC經(jīng)驗(yàn)數(shù)值參見(jiàn)下表： 動(dòng)態(tài)均壓電阻的功率由下式求得： P= f C U ×10 其中，f=50Hz; U 為管子工作峰值電壓； C為電容值。 另外，動(dòng)態(tài)均壓電容值也可由反向恢復(fù)電荷計(jì)算求得。反向恢復(fù)電荷可由下式求出： Q 為反向阻斷恢復(fù)時(shí)間 動(dòng)態(tài)均壓電容可由下式求得： C= ，其中, 為晶閘管最大反向恢復(fù)電荷差。 由于元件串聯(lián)后雖采取均壓措施,還不能保證絕對(duì)均壓,因此必須降低電壓額定值使用,通常降低10%,如1000V的晶閘管以900V計(jì)算.晶閘管串聯(lián)時(shí),要求管子開(kāi)通時(shí)間差別要小,對(duì)門(mén)極觸發(fā)脈沖要求觸發(fā)電流大,前沿要陡,最好采用強(qiáng)觸發(fā). 4、結(jié)論 通過(guò)以上技術(shù)手段串聯(lián)的晶閘管已經(jīng)成功應(yīng)用在我公司生產(chǎn)的3KV、6KV、10KV系列高壓電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器中，并達(dá)到了良好的效果。晶閘管串聯(lián)裝置具有均壓效果好、耐壓值高、損耗小、安全可靠等特點(diǎn)。整機(jī)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)晶閘管式高壓大功率交流電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器的空白，具有起動(dòng)平滑、對(duì)電網(wǎng)沖擊小、效率高、諧波小等特點(diǎn)，維護(hù)簡(jiǎn)單，易于操作。