1 引言
高壓電動機是指額定電壓為3kv、6kv、10 kv，它的使用總量約占電動機總容量的10%左右，可見比例不小。功率從幾百千瓦至幾千千瓦。因為是高壓、大容量的用電設備廣泛用于冶金、建材、礦山、石油、化工、礦井、水泥、供水、排灌、電力行業壓縮機、球磨機、軋鋼機、破碎機、風機、水泵、皮帶運輸機等等。
為減少起起動電流及起動轉矩沖擊及起動時的電壓降，過去常用方法是采用頻敏變阻器、電抗器、自耦變壓器、△-y器、附加電阻等，都存在起動時損耗大，是有級的起動，有沖擊存在體積大等不足之處。實際使用時有:
(1) 若只要解決軟起及軟停車可選用高壓軟起動器，但國內幾乎沒有此產品(成都佳靈在試制中)。國外以美國的摩托托尼公司、本秀公司、以色列salon等有合適的產品可提供，但價格昂貴、系統復雜，非一般用戶能接受的。
(2) 若既要解決軟起動及軟停車，運行時還要有調速、節能的要求時，那么必需選用高壓變頻器。這是無疑的技術方案。當然也存在投資費用大、系統復雜，沒有一定經濟實力的單位是望塵莫及的。
我國是發展中的國家，采用先進設備代替陳舊的設備任務是很大的，但先進的設備，尤其是國外的高壓軟起動器及高壓變頻器價格昂貴，決非一般用戶所能接受的。因而暫且擱住、旁觀等待的消極態度而等閑視之。有否適合我國國情價廉物美，技術復雜性低些，操作調試方便些，又能滿足使用設備的基本要求的代用產品呢？這樣不是兩面三全其美的事嗎？以中檔產品水平來插補，從而解決經濟實力不足或資金緊張條件下而還要及早使用新型設備來改造陳舊的老設備呢？回答是肯定已經有了！
2 高壓液阻軟起動器-由上海山宇電子設備有限公司研制成功生產
(1) 高壓液阻軟動器工作原理
它是用純度99%無水碳酸鈉(ma2co3)和水配制成一定濃度的水溶液為液阻利用電液的負阻效應以及自動減小動、靜電極板之間距離來減小起動電阻，從而做到無級降壓的方式，實現平穩、無級、無沖擊的軟起動。起動電流1.3~3.5倍之間，起動轉矩約等于最大轉矩，起動完畢自動切除，并投入全壓運轉的方法。
(2) 高壓軟起動器sysr1的主回路方案
a) 主回路方案(見圖1)
圖1 高壓電機主回路方案
b) 起動電流曲線(見圖2)
c) 主要技術參數(見表1)
表1 sysri型主要技術參數
注:每相電阻值可根據用戶實際要求，在出廠之前作適當修改。
(3) 高壓三相繞線電動機syzr的主回路方案
a) 主回路方案(見圖3)
圖3 高壓三相繞線電機主回路方案
b) 主要技術參數(見表2)
表2 syzr的主要技術參數
注:如果起動時機械負載轉矩大，工況特殊時，起動電流比(起動電流/額定電流)可能大于1.3。
c) 溶液配制(見表3)
表3 溶液配制
注:如果不加溶液則無法調試，如需要調試檢查機械情況，需液位繼電器短接。
(4) 電極板控制方式
繼電接觸控制原理(見圖4)
表4
注:ie為額定電流
圖4 繼電接觸控制原理圖
(5) 產品特點(見圖5)
功率因數高、使用壽命長、維修費用少、安裝調試簡單、可靠性很強、價格低廉僅為國外的1/5，能滿足
使用要求，具有經濟而實用、無諧波污染電源。是國內首創的好方案。國外尚無此產品，適合中國的國情，是多快好省方案，值得大力推廣，是高壓大功率起動新突破。
(6) 目前國內已經使用成功單位(見表4)
3 高壓斬波調速器-由上海科祺調速電氣有限公司研制成功生產
f5000系列是斬波調速，它將等幅直流電壓通過斬波器改變脈沖的導通或截止，使占空比不同，從而相應的平均直流電壓值就不同，最高的斬波頻率可達12000hz。再將送至有源逆變器pwm獲得交流電，再送到定子調節繞組(付繞組)的工作過程。詳見原理框圖(見圖5)所示，這種系統內饋高頻斬波交流調速裝置，是為了高壓繞線式異步電動機(比普通電機貴30%)調速配套的電力電子新產品。型號ssc-f5000有400v的f5004系列，功率75-450kw;6kv的f5060系列，功率200-4000kw;10kv的f5100系列，功率200-4000kw。
3.1 特點
(1) 電機為繞線式內饋異步電動機，它的定子有2套繞組，主繞組是高壓的繞組y接，付繞組是低壓的繞組△接(電壓可選擇220v、330v、400v、500v、600v)，對現有設備要更換電動機(電動國約占投資總額20%)，該電動機不但具有調速電機的良好特性，而且與普通yr系列電機在外型尺寸和工作特性上完全兼容。電動機與調速裝置可成套供應，否則無法使用。
(2) 把高壓電動機的控制調速部份變成低壓的辦法，這樣簡化了電路，器件的成本降低、調試維修很方便。諧波干擾很小，這對大功率電動機是尤為重要的。把諧波干擾問題大大的簡化，節省了初投資費用(僅為高壓變頻器的20~50%)。
(3) 運行中萬一調速器出現故障，裝置將轉子旁路開關自動合上，將其滑環短接(實現無擾動切換)，即可連續行，可靠性大大增加。同時實現故障情況下軟起動。等于調速裝置內增加了一套軟起動器。
(4) 調速范圍1.6~2.5雖不如變頻器大，但能滿足一般生產設備的需要。主要適用大型風機、泵類的節能降耗，是過去串級調速的換代產品，是高壓大容量電動機的交流調速最佳選擇，具有好、省的特點。
(5) 采用先進的功率模塊ipm或igbt，調速系統選用大規模集成電路。如:直接數字控制ddc，數字信號處理dsp，專用集成模塊asic。
(6) 有完全的保護電路(過流、過熱、過壓、短路等)液晶顯示屏監控，具有幫助記憶功能,特別易于使用，直觀性強。
(7) 具有rs485通訊接口板。
(8) 不要任何輸入、輸出變壓器，效率可達96%以上，略高于高壓變頻器。功率因數0.85~0.95，調速精度±1%，逆變器過載能力強125%10min、150%10s。轉速可在70-90%內變化。
(9) 諧波分量電流thd小于5%，不要電源濾波即可滿足電網供電質量的要求。諧波量、功率因數、效率等到指標，均超過高壓變頻器的指標。
(10) 平均節電率可達40%、性能/價格比最高，僅為高壓變頻器的1/2~1/5(1000元/kw)。
(11) 起動部分由頻敏變阻及交流接觸器組成，按時間和速度原則進行。
(12) 當斬波器導通，轉子直流被斬波器短路，形成軸功率;當斬波器開路時，轉子直流經有源逆變器反饋到電動機付繞組，改變斬波器的占空比，而改變主、付繞組的電流分配比例，從而實現調速控制。斬波器容量僅為電動機容量的35%。其工作原理絕不是降壓調速,而是通過內反饋作用改變轉子的反電勢，調節轉差率(通用范圍60~95%s)改變轉子電流方式來進行調速的。
3.2 產品特點
具有投資少、電路簡、便維修、高可靠的優越性。國外尚無產品，國辦獨此一家，并申請了專利。即實用新型及外觀設計2項。并通過iso9001-2000的質量體系認證。屬國家“火炬”計劃重點高科技推廣項目。
3.3 應用單位
使用單位 電壓 功率 場合
浙江省慈溪城西自來水廠 10kv 220kw 水泵
浙江省仙居自來水 10kv 220kw 水泵
新疆葦梁煤礦 6kv 220kw 風機
河南洛陽自來水廠(關林)蔭道 6kv 650kw 水泵
內蒙豐鎮電廠 6kv 1000kw 水循環泵
參考文獻
[1] 高壓液阻軟起動器sysr1使用說明書，由上海山宇電子設備有限公司。
[2] 高壓斬波調速器f5000系列使用說明書，上海科祺調速電氣有限公司。
作者簡介
張選正 男 高級工程師 長期從事變頻器工程應用項目。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
