1 引言
電動(dòng)機(jī)在石化裝置作用很重要，它將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，為裝置運(yùn)行服務(wù)。本文就石化裝置中電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式進(jìn)行分類和探討。
選擇電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式時(shí)，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)容量、機(jī)械負(fù)載對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求等因素進(jìn)行分析。如果電網(wǎng)容量很大，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流不會(huì)在電網(wǎng)上引起顯著電壓降落，則起動(dòng)電流大小不是主要問(wèn)題；如果機(jī)械負(fù)載要求的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不大，而電網(wǎng)容量相對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)又不很大，則應(yīng)考慮如何減小起動(dòng)電流。還有既要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，又希望限制起動(dòng)電流的場(chǎng)合，則需要采取措施來(lái)改進(jìn)起動(dòng)性能，例如采用特殊結(jié)構(gòu)的籠型轉(zhuǎn)子（深槽或者雙籠），繞線型轉(zhuǎn)子等。最簡(jiǎn)單的起動(dòng)方式就是直接起動(dòng)，也稱全壓起動(dòng)，即將電網(wǎng)電壓直接接到電機(jī)上，這種方式起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流大，對(duì)電網(wǎng)沖擊較大，會(huì)引起電網(wǎng)電壓下降，對(duì)負(fù)載側(cè)也會(huì)造成沖擊。本文重點(diǎn)將對(duì)石化裝置中電動(dòng)機(jī)的非直接起動(dòng)進(jìn)行分類探討。

2 低壓籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式
在石化裝置中，低壓籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)占有很大比例，因此對(duì)這類電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式的分析很重要。除直接起動(dòng)外，低壓籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)還有降壓起動(dòng)的方式，其中傳統(tǒng)降壓起動(dòng)方式有定子串電抗器起動(dòng)、星-三角換接起動(dòng)、自耦變壓器降壓起動(dòng)和延邊三角形起動(dòng)。
2.1 定子串電抗器的降壓起動(dòng)
在定子電路中串入起動(dòng)電抗是通過(guò)電抗降低加在電機(jī)上的端電壓，從而減小起動(dòng)電流。使用這種方法時(shí)通常起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)矩小很多，用于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大小無(wú)關(guān)重要的場(chǎng)合，如空載起動(dòng)。
2.2 自耦變壓器降壓起動(dòng)
自耦變壓器降壓起動(dòng)是利用自耦變壓器把電網(wǎng)電壓降低后再加到電動(dòng)機(jī)定子繞組上，待轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定時(shí)再把電動(dòng)機(jī)直接接到電網(wǎng)上。使用這種方法時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也不大，但和電抗降壓起動(dòng)比較卻優(yōu)越。若設(shè)定自耦變壓器變比為ka(ka＞≡)，則在同樣電網(wǎng)電流允許值下，其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為電抗起動(dòng)轉(zhuǎn)矩ka2倍，因此在空間及經(jīng)濟(jì)性評(píng)估合理的場(chǎng)合，選擇自耦變壓器降壓起動(dòng)的可能性通常高于在定子電路中串入電抗起動(dòng)。
2.3 星-三角換接起動(dòng)方式
星-三角換接起動(dòng)只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)時(shí)接成星形，起動(dòng)完畢后再接成三角形。星-三角換接起動(dòng)使電網(wǎng)提供的起動(dòng)電流減小到只有原來(lái)用三角形接法時(shí)的1/3，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也減小到原來(lái)的1/3。因此星-三角換接起動(dòng)相當(dāng)于電壓變比為的自耦變壓器降壓起動(dòng)，而它比自耦變壓器降壓起動(dòng)所用的附加設(shè)備較少，操作也較簡(jiǎn)便，所以現(xiàn)代小型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)常采用這種方法起動(dòng)。而且為便于采用星-三角換接起動(dòng)，jo2系列小型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中4kw以上電機(jī)的定子繞組都設(shè)計(jì)成三角形接法。
2.4 延邊三角形起動(dòng)
延邊三角形起動(dòng)實(shí)際上是把星形接法和三角形接法結(jié)合在一起，在起動(dòng)時(shí)，把定子繞組的一部分接成三角形，剩下的一部分接成星形，當(dāng)起動(dòng)完畢，把定子繞組改接為原來(lái)的三角形接法。因此其每相繞組所受的電壓小于三角形接法時(shí)的線電壓，大于星形接法時(shí)的線電壓。該起動(dòng)方式的特點(diǎn)：起動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩比直接起動(dòng)時(shí)小，但比星-三角起動(dòng)時(shí)高，而且可以采用不同的星形部分匝數(shù)和三角形部分匝數(shù)之比來(lái)適應(yīng)不同的使用要求。該起動(dòng)法的缺點(diǎn)是定子繞組比較復(fù)雜。
2.5 軟起動(dòng)方式
除傳統(tǒng)起動(dòng)方式外，還有使用軟起動(dòng)裝置起動(dòng)以及性能優(yōu)良的變頻起動(dòng)，這里介紹軟起動(dòng)，變頻起動(dòng)將在后邊連同中壓電機(jī)起動(dòng)一起介紹。隨著電力電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)發(fā)出一系列電子式起動(dòng)控制設(shè)備，用于異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制，以取代傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)設(shè)備。新型的電子式軟起動(dòng)器的主回路一般都采用晶閘管調(diào)壓電路，調(diào)壓電路由六只晶閘管兩兩反向并聯(lián)組成，串接于電動(dòng)機(jī)的三相供電線路上。當(dāng)起動(dòng)器的微機(jī)控制系統(tǒng)接到起動(dòng)指令后，便進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，輸出晶閘管的觸發(fā)信號(hào)，通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角β，使起動(dòng)器按所設(shè)計(jì)的模式調(diào)節(jié)輸出電壓，以控制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程。當(dāng)起動(dòng)過(guò)程完成后，一般起動(dòng)器將旁路接觸器吸合，短路掉所有的晶閘管，使電動(dòng)機(jī)直接投入電網(wǎng)運(yùn)行，以避免不必要的電能損耗。所謂“軟起動(dòng)”，實(shí)際上就是按照預(yù)先設(shè)定的控制模式進(jìn)行的降壓起動(dòng)過(guò)程。目前的軟起動(dòng)器一般有以下幾種起動(dòng)方式：限流軟起動(dòng)、電壓斜坡起動(dòng)、轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)、轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)與電壓控制起動(dòng)，可根據(jù)電網(wǎng)端和負(fù)載端對(duì)起動(dòng)電流、起動(dòng)時(shí)間、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的不同要求選取相應(yīng)的起動(dòng)方式。晶閘管軟起動(dòng)器的適用于不允許較大起動(dòng)沖擊、電動(dòng)機(jī)功率較大、對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)要求嚴(yán)格、對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不高，設(shè)備可進(jìn)行空載或輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。嚴(yán)格地講，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩應(yīng)當(dāng)小于額定轉(zhuǎn)矩50%的拖動(dòng)系統(tǒng)，才適合使用軟起動(dòng)器解決起動(dòng)沖擊問(wèn)題。對(duì)于需重載或滿載起動(dòng)的設(shè)備，若采用軟起動(dòng)器起動(dòng)，不但達(dá)不到減小起動(dòng)電流的目的，反而會(huì)要求增加軟起動(dòng)器晶閘管的容量，增加成本；若操作不當(dāng)，還有可能燒毀晶閘管。
(1)晶閘管軟起動(dòng)器的工作原理
為直觀地描述晶閘管軟起動(dòng)器的工作原理，下面從電力電子工程學(xué)角度，以負(fù)載為y形連接、無(wú)中心線、反并聯(lián)的晶閘管接在電源與負(fù)載之間的典型電路（見(jiàn)圖1）為例做一簡(jiǎn)單介紹，為方便起見(jiàn)，設(shè)其負(fù)載為三相對(duì)稱的電阻。

圖1 晶閘管軟起動(dòng)器的典型電路

基本工作條件：為保證三相交流調(diào)壓電路的正常工作，其晶閘管的觸發(fā)系統(tǒng)滿足下列要求：
●　在三相電路中至少有一相正向晶閘管與另一相反向晶閘管同時(shí)導(dǎo)通。這對(duì)無(wú)中線的y形和△形電路尤為重要，否則不能構(gòu)成電流的通路。
●　為了保證電路起始工作時(shí)兩個(gè)晶閘管能同時(shí)導(dǎo)通，并且在感性負(fù)載和控制角較大時(shí)，也能使不同相的正、反兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，要求采用寬脈沖（寬度大于60°），或者雙窄脈沖觸發(fā)電路。
●　各觸發(fā)信號(hào)應(yīng)與相應(yīng)的交流電源電壓相序一致，并且與電源同步。
(2)波形與參數(shù)
對(duì)三相交流調(diào)壓電路的分析，我們以α＝30°為例說(shuō)明。
圖2給出了α＝30°的觸發(fā)脈沖位置和各晶閘管的導(dǎo)通情況。

圖2 α＝30°的觸發(fā)脈沖位置和各晶閘管的導(dǎo)通區(qū)域

輸出電壓的有效值u_a。
設(shè)相控角為α?xí)ra相輸出電壓的瞬時(shí)值為u_a，根據(jù)上述分析，u_a的波形為已知，因此可按下式求出輸出電壓的有效值u_a，它是相控角a的函數(shù)，即

式中，α_i、α_i+1，分別為u_a波形中各段曲線的起始角和終了角。
由此可見(jiàn)，通過(guò)改變晶閘管的相控角α，就可以改變輸出電壓的有效值，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。
從以上可以看出，對(duì)于籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，無(wú)論采用哪一種降壓起動(dòng)方法來(lái)減小起動(dòng)電流時(shí)，電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩都成平方減小。所以對(duì)于不僅要求起動(dòng)電流小，而且要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的例如礦山、鋼鐵等行業(yè)，就要采用起動(dòng)性能較好的繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。在石化裝置中，繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)使用很少，這里只對(duì)它的起動(dòng)做簡(jiǎn)單介紹。

3 繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式
繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可以在轉(zhuǎn)子回路中串入起動(dòng)電阻，選擇適當(dāng)?shù)碾娮柚?，既可以降低起?dòng)電流，又可以提高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。在電機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，隨轉(zhuǎn)速的升高逐段切除起動(dòng)電阻，可以維持較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩并縮短起動(dòng)時(shí)間。通常小容量的繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電阻用金屬電阻絲制成，大容量則選用鑄鐵電阻片，有時(shí)候也使用水電阻。一般來(lái)說(shuō)起動(dòng)電阻是按短時(shí)運(yùn)行設(shè)計(jì)的，如果長(zhǎng)期流過(guò)較大電流，就會(huì)過(guò)熱而損壞，所以起動(dòng)完畢時(shí)應(yīng)把它全部切除。
另外，頻敏變阻器日益普遍地應(yīng)用于繞線型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)中。頻敏變阻器實(shí)際上就是只有一次繞組的三相心式變壓器，其鐵心由多塊厚鋼板或鐵板制成，渦流損耗很大。它利用渦流損耗與頻率平方成正比的原理，隨著轉(zhuǎn)速增加，其電阻逐步減小，從而起到自行逐漸切除電阻的作用。因此采用適當(dāng)?shù)念l敏電阻器起動(dòng)，能自動(dòng)減小電阻，使電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)。

4 中壓電機(jī)的起動(dòng)方式
對(duì)于石化裝置中的中壓電機(jī)，大多傳統(tǒng)的起動(dòng)方式并不適用。在10kv(6kv)等級(jí)電壓下，傳統(tǒng)的電抗器降壓起動(dòng)成本較高，而且很難滿足平滑起動(dòng)、沖擊小的要求。相比較而言，高壓液阻軟起動(dòng)更適用于大中容量的鼠籠式電動(dòng)機(jī)。在某一靜態(tài)工作條件下，其性能與電抗器相同，在動(dòng)態(tài)條件下，可實(shí)現(xiàn)無(wú)極的連續(xù)起動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中，它串接于鼠籠式電動(dòng)機(jī)的主回路（即定子回路）上，當(dāng)該電阻通入電流時(shí)，由于液體電阻的負(fù)溫度特性，其阻值逐漸減小，從而使電動(dòng)機(jī)的電壓逐步上升。整個(gè)過(guò)程中，啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐步增加，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)平穩(wěn)。定子回路串液阻也可以應(yīng)用于中壓同步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)，因?yàn)樵谕綑C(jī)采用異步起動(dòng)法起動(dòng)時(shí)它相當(dāng)于異步籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。在礦山、冶金等領(lǐng)域中，也有專門的液阻軟起動(dòng)裝置適用于中低壓繞線式異步電動(dòng)機(jī)。與前面介紹的原理相同，它也是串入繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子中，液阻隨著電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)而自動(dòng)投入，并在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)液阻阻值由大變小，從而使電動(dòng)機(jī)在接近額定電流和最大轉(zhuǎn)速的情況下均勻升速，平穩(wěn)起動(dòng)。有些適用于中低壓繞線式異步電動(dòng)機(jī)的液阻軟起動(dòng)裝置的升級(jí)產(chǎn)品還可以在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)改變液阻阻值達(dá)到調(diào)速、節(jié)能的目的。液阻軟起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是不產(chǎn)生高次諧波、可無(wú)級(jí)控制、熱容量大，中壓產(chǎn)品價(jià)格低廉，缺點(diǎn)是占空間較大，液體受環(huán)境影響大、響應(yīng)速度慢、起動(dòng)重復(fù)性較差。
4.1 中壓籠型電機(jī)的傳統(tǒng)起動(dòng)方式
對(duì)于中壓籠型電機(jī)，傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)方式在使用上有很大的局限性。自耦變壓器降壓起動(dòng)需要更多的空間和投資，星-三角換接起動(dòng)需要把定子繞組的六個(gè)端子都引出來(lái)且留出換接開(kāi)關(guān)的安裝空間，延邊三角形起動(dòng)則要對(duì)定子繞組進(jìn)行改造，需要有九個(gè)出線頭，而且同樣有換接開(kāi)關(guān)占空間的問(wèn)題。而且以上幾種傳統(tǒng)起動(dòng)方式的靈活性、平滑性也不夠。而前面已經(jīng)介紹過(guò)的基于晶閘管調(diào)壓電路的中高壓軟起動(dòng)器可以得到更多的應(yīng)用。與液阻軟起動(dòng)器相比較，在低壓領(lǐng)域，晶閘管軟起動(dòng)器雖然會(huì)引起高次諧波，但價(jià)格低、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、幾乎免維護(hù)、功能齊全、菜單豐富、起動(dòng)重復(fù)性好、保護(hù)周全，有很大的優(yōu)勢(shì)。在中高壓領(lǐng)域，晶閘管軟起動(dòng)器基本都是進(jìn)口產(chǎn)品，一次性投入價(jià)格比液阻高，需要從基本建設(shè)投資、設(shè)備性能和壽命、運(yùn)行功耗和維修費(fèi)用等因素做經(jīng)濟(jì)比較來(lái)選擇起動(dòng)設(shè)備。一般從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，選擇性價(jià)比高的晶閘管軟起動(dòng)器往往比液阻軟起動(dòng)器要更合理，特別是對(duì)于多臺(tái)設(shè)備(例如二臺(tái)以上風(fēng)機(jī)或水泵)需要起動(dòng)時(shí)，晶閘管軟起動(dòng)器往往可以一拖二、一拖三，而液阻軟起動(dòng)器則難以實(shí)現(xiàn)，因此晶閘管軟起動(dòng)就更占優(yōu)勢(shì)了。
4.2 中高壓軟起動(dòng)器
下面簡(jiǎn)單介紹一下低壓及中壓電動(dòng)機(jī)的晶閘管軟起動(dòng)器的選擇。晶閘管是電機(jī)軟起動(dòng)器中最關(guān)鍵功率器件，整機(jī)裝置是否工作可靠與正確選擇晶閘管額定電流、電壓等參數(shù)有很大關(guān)系。選型時(shí)應(yīng)該首先考慮工作可靠性，即電流、電壓余量倍數(shù)必須足夠，其次應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性即性價(jià)比，最后應(yīng)考慮安裝美觀、體積盡量減小等因素。低壓電機(jī)線電為380v，晶閘管正反向重復(fù)額定電壓選擇為1200v就可以了，而660v電機(jī)則應(yīng)至少選擇電壓為2200v以上，1100v的電機(jī)，晶閘管耐壓至少選擇電壓為3500v以上。晶閘管額定電流的選擇必須考慮電機(jī)額定工作電流。一般來(lái)說(shuō)，考慮兩倍以上電動(dòng)機(jī)額定電流，例如一個(gè)55kw電機(jī)，其每相額定電流有效值是110a，考慮兩倍以上放大余量選擇額定平均電流為275a/2.22 125a以上平板式晶閘管或選額定平均電流為275a/1.8 150a以上晶閘管模塊。
4.3 中壓大容量電動(dòng)機(jī)的變頻起動(dòng)
變頻起動(dòng)是一種優(yōu)良的起動(dòng)方式。它利用對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的原理在起動(dòng)過(guò)程中控制電動(dòng)機(jī)的電壓及頻率間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)平滑、平穩(wěn)、無(wú)沖擊的起動(dòng)。變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在通常使用的變頻器主要采用交-直-交方式（vvvf變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為igbt三相橋式逆變器，且輸出為pwm波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。
在具體應(yīng)用中，關(guān)于變頻器的選用應(yīng)注意幾點(diǎn)：
(1)對(duì)起動(dòng)的電流、轉(zhuǎn)矩要求，使用變頻設(shè)備起動(dòng)是否能達(dá)到該要求；
(2)變頻器的負(fù)載類型，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)的方式方法；
(3)變頻器與負(fù)載的在電壓、電流、轉(zhuǎn)矩方面是否都匹配；
(4)負(fù)載是否除起動(dòng)有要求外，是否還有調(diào)速要求。如果有調(diào)速要求，使用變頻器的可能性更大，如果只是起動(dòng)需要，則應(yīng)將變頻器與其他間接起動(dòng)設(shè)備做經(jīng)濟(jì)性比較；
(5)對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如高溫，高海拔，會(huì)引起變頻器降容，容量要放大一擋。

5 中壓大容量同步電動(dòng)機(jī)的變頻起動(dòng)
隨著現(xiàn)代石化裝置的大型化或超大型化，中壓大容量的電動(dòng)機(jī)也更多地出現(xiàn)。當(dāng)電網(wǎng)容量有限，采用變壓器-電動(dòng)機(jī)組起動(dòng)困難的情況下，常會(huì)選用大容量電動(dòng)機(jī)的變頻起動(dòng)方案。目前比較先進(jìn)的方案有使用負(fù)載換相型變頻器起動(dòng)專用的同步電機(jī)和采用多功率單元串聯(lián)變頻器起動(dòng)同步機(jī)或者異步機(jī)。同步機(jī)價(jià)格較昂貴，起動(dòng)也復(fù)雜，但其功率因數(shù)可調(diào)，可以改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，而且其負(fù)載特性也優(yōu)于異步機(jī)，在不少場(chǎng)合都會(huì)用到大容量中壓同步電機(jī)，因此這里簡(jiǎn)單介紹一下負(fù)載換相型變頻器起動(dòng)同步電機(jī)方案。
(1) 工作原理
同步電機(jī)可以用作電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，其起動(dòng)原理相同，因此這里以某大型發(fā)電機(jī)組為例簡(jiǎn)單介紹大容量負(fù)載換相型變頻器起動(dòng)時(shí)的工作原理。該變頻系統(tǒng)由變壓器、dc電抗器、整流器、逆變器組成，見(jiàn)圖3所示。主回路采用交-直-交晶閘管電流型變頻器。整流器采用三相六脈波全控晶閘管整流橋，將恒定的三相ac電壓變成可變的dc。

圖3 大容量負(fù)載換相型變頻器主回路

(2)各部分功能
●　諧波濾波器：降低廠用電的諧波水平和防止可能產(chǎn)生的非特征諧波和諧波諧振及避免繼電保護(hù)誤動(dòng)；
●　sfc變壓器：提供整流器的輸入電壓，一旦出現(xiàn)整流器的橋臂短路時(shí)，其漏抗也起著限制短路電路的作用；
●　整流器：通過(guò)相控晶閘管控制直流電壓輸出使直流電流為一個(gè)適當(dāng)?shù)闹担?BR style="FONT-FAMILY: ">●　dc電抗器(dcl)：對(duì)直流電流進(jìn)行平波；
●　逆變器：通過(guò)相控晶閘管將直流逆變成頻率與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速一致的交流電壓使發(fā)電機(jī)平滑加速。
整流器采用傳統(tǒng)的三相六脈波全控晶閘管整流橋結(jié)構(gòu)，通過(guò)相控可以調(diào)節(jié)觸發(fā)延遲角使輸出直流電壓為任意值。
逆變器采用三相六脈波全控晶閘管整流橋，與同步電機(jī)繞組一起組成負(fù)載換相式電流源型變頻器（load commutated inverter——lci），負(fù)載為同步電動(dòng)機(jī)。晶閘管的關(guān)斷主要靠同步電動(dòng)機(jī)定子電流反電動(dòng)勢(shì)自然完成而非強(qiáng)換相，逆變器晶閘管的換相與整流晶閘管的換相很相似。變頻器的輸出頻率是依靠轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器得到的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)按一定順序周期性觸發(fā)逆變器中相應(yīng)的晶閘管。lci這種“自控式”功能，保證變頻器的輸出頻率和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速始終保持同步，不會(huì)失步和振蕩。同步電動(dòng)機(jī)在整個(gè)起動(dòng)范圍內(nèi)都必須提供超前的功率，以保證逆變器晶閘管正常換相。
逆變器運(yùn)行原理如下：在起動(dòng)之初和低轉(zhuǎn)速（約10%轉(zhuǎn)速及以下）時(shí)，當(dāng)發(fā)電機(jī)沒(méi)有足夠的電壓輸出實(shí)現(xiàn)逆變器的換相時(shí)，逆變器換相通過(guò)脈沖方式運(yùn)行來(lái)實(shí)現(xiàn)。在發(fā)電機(jī)加速到足夠的轉(zhuǎn)速并產(chǎn)生足夠的電壓以便逆變器換流后，逆變器運(yùn)行在負(fù)載換流方式，于是輸出交流電使發(fā)電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)。
用該方式起動(dòng)時(shí)，只要控制定子電流大小或者改變勵(lì)磁電流大小就可以實(shí)現(xiàn)同步機(jī)變頻起動(dòng)。由于存在換相，轉(zhuǎn)矩過(guò)載能力不強(qiáng)且有脈動(dòng)。

6 結(jié)束語(yǔ)
石化裝置中的電動(dòng)機(jī)有很多種，應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型、電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特點(diǎn)、石化裝置電網(wǎng)的具體情況以及經(jīng)濟(jì)因素選擇適當(dāng)?shù)碾姍C(jī)起動(dòng)方式。尤其是非直接起動(dòng)方案更需要細(xì)致認(rèn)真的分析和研究。選擇正確的起動(dòng)方式、使用合適的起動(dòng)設(shè)備，對(duì)石化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)與裝置電網(wǎng)的穩(wěn)定、優(yōu)化及節(jié)能有非常重要的意義。

作者簡(jiǎn)介
胡 維（1980-） 男 工程師，一直從事石油化工裝置的電氣設(shè)計(jì)工作，研究方向：石化裝置中電氣設(shè)計(jì)的安全、優(yōu)化研究。

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