1 前 言

目前在工礦企業(yè)中使用著大量的交流異步電動機(jī)（包括380V/660V低壓電動機(jī)和3KV/6KV中壓電動機(jī)），有相當(dāng)多的異步電動機(jī)及其拖動系統(tǒng)還處于非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的狀態(tài)，白白地浪費(fèi)掉大量的電能。究其原因，大致是由以下幾種情況造成的：

①由于大部分電機(jī)采用直接起動方式，除了造成對電網(wǎng)及拖動系統(tǒng)的沖擊和事故之外，8~10倍的起動電流造成巨大的能量損耗。

②在進(jìn)行電動機(jī)容量選配時，往往片面追求大的安全余量，且層層加碼，結(jié)果使電動機(jī)容量過大，造成“大馬拉小車”的現(xiàn)象，導(dǎo)致電動機(jī)偏離最佳工況點(diǎn)，運(yùn)行效率和功率因數(shù)降低。

③從電動機(jī)拖動的生產(chǎn)機(jī)械自身的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性考慮，往往要求電力拖動系統(tǒng)具有變壓、變速調(diào)節(jié)能力，若用定速定壓拖動，勢必造成大量的額外電能損失。

電動機(jī)的非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況，早已引起國家有關(guān)部門的重視，并分別于1990年和1995年制定和修定了一個強(qiáng)制性的國家標(biāo)準(zhǔn)：《三相異步電動機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》（GB12497-1995）。希望依此來規(guī)范三相異步電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，國標(biāo)的發(fā)布對低壓電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起了很大的促進(jìn)作用，但對中壓電動機(jī)則收效甚微。其原因是：

（1）中壓電動機(jī)一般容量較大，一旦發(fā)生故障，其影響也大，因此對節(jié)電措施的可靠性的要求就更高；

（2）中壓電動機(jī)節(jié)電措施受電力電子功率器件耐壓水平的限制，節(jié)電產(chǎn)品的開發(fā)在技術(shù)上難度更大一些。

到目前為上，國內(nèi)尚無成型的中壓電動機(jī)軟起動和節(jié)電運(yùn)行的產(chǎn)品面市。

2 異步電動機(jī)的軟起動

由于工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的不斷更新和發(fā)展，對電動機(jī)的起動性能提出了越來越高的要求，歸納起來有以下幾個方面：

①要求電動機(jī)有足夠大的，并且能平穩(wěn)提升的起動轉(zhuǎn)矩和符合要求的機(jī)械特性曲線；

②盡可能小的起動電流；

③起動設(shè)備盡可能簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠，起動操作方便；

④起動過程中的功率消耗應(yīng)盡可能的少。根據(jù)以上相互矛盾的要求和電網(wǎng)的實(shí)際情況，通常采用的起動方式有兩種：一種是在額定電壓下的直接起動方式，另一種是降壓起動方式。

2.1 直接起動的危害

直接起動是最簡單的起動方式，起動時通過閘刀或接觸器將電動機(jī)直接接到電網(wǎng)上。直接起動的優(yōu)點(diǎn)是起動設(shè)備簡單，起動速度快。但是直接起動的危害很大；

①電網(wǎng)沖擊：過大的起動電流（空載起動電流可達(dá)額定電流的4~7倍，帶載起動時可達(dá)8~10倍或更大），會造成電網(wǎng)電壓下降，影響其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行，還可能使欠壓保護(hù)動作，造成設(shè)備的有害跳閘。同時過大的起動電流會使電機(jī)繞組發(fā)熱，從而加速絕緣老化，影響電機(jī)壽命。

②機(jī)械沖擊：過大的沖擊轉(zhuǎn)矩往往造成電動機(jī)轉(zhuǎn)子籠條、端環(huán)斷裂和定子端部繞組絕緣磨損，導(dǎo)致?lián)舸龣C(jī)；轉(zhuǎn)軸扭曲，聯(lián)軸節(jié)、傳動齒輪損傷和皮帶撕裂等。

③對生產(chǎn)機(jī)械造成沖擊：起動過程中的壓力突變往往造成泵系統(tǒng)管道、閥門的損傷，縮短使用壽命；影響傳動精度，甚至影響正常的過程控制。

所有這些都給設(shè)備的安全可靠運(yùn)行帶來威脅，同時也造成過大的起動能量損耗，尤其當(dāng)頻繁起停時更是如此。因此對電動機(jī)直接起動有以下限制條件：

①生產(chǎn)機(jī)械是否允許拖動電動機(jī)直接起動，這是先決條件；

②電動機(jī)的容量應(yīng)不大于供電變壓器容量的10~15%；

③起動過程中的電壓降△U應(yīng)不大于額定電壓的15%。對于中、大功率的電動機(jī)一般都不允許直接起動，而要求采用一定的起動設(shè)備，方可完成正常的起動工作。

2.2 老式降壓起動方式的適用場合及性能比較：

降壓起動的目的是減小起動電流，但它同時也使起動轉(zhuǎn)矩下降了。對于重載起動，帶有大的峰值負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械，就不能用這種方式起動。傳統(tǒng)的降壓起動有以下幾種方法：

（1）星形/三角形轉(zhuǎn)換器：這種方法適用于正常運(yùn)行時定子繞組采用△接法的電動機(jī)。定子有六個接頭引出，接到轉(zhuǎn)換開關(guān)上，起動時采用星形接法，起動完畢后再切換成△接法。起動電壓為220V，運(yùn)行電壓為380V。這種起動設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是起動設(shè)備簡單，起動過程中消耗能量少。缺點(diǎn)是有二次電流沖擊，設(shè)備故障率高，需要經(jīng)常維護(hù)，所以不宜使用在頻繁起動的設(shè)備上。在轉(zhuǎn)換過程中，由于瞬變電勢和電動機(jī)剩磁產(chǎn)生的電勢往往與電源電壓有相位差，嚴(yán)重時會產(chǎn)生電壓相加，引起過大的沖擊電流和電磁轉(zhuǎn)矩，因此大大地限制了它的使用。由于起動電壓為運(yùn)行電壓的 ，故其起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1/3，只能用在空載或輕載（負(fù)載率小于1/3）起動的設(shè)備。在電動機(jī)輕載或空載運(yùn)行時，也可利用該起動設(shè)備作降壓運(yùn)行，以提高電動機(jī)的功率因數(shù)和效率。???

（2）自耦變壓器降壓起動：三相自耦變壓器（也稱補(bǔ)償器）高壓邊接電網(wǎng)，低壓邊接電動機(jī)，一般有幾個分接頭，可選擇不同的電壓比，相對于不同起動轉(zhuǎn)矩的負(fù)載。在電動機(jī)起動后再將其切除。其優(yōu)點(diǎn)是起動電壓可以選擇，如0.65、0.8或0.9UN，以適應(yīng)不同負(fù)載的要求。缺點(diǎn)是體積大，重量重，且要消耗較多有色金屬，故障率高，維修費(fèi)用高。

(3) 磁控軟起動器：磁控軟起動器是利用控磁限幅調(diào)壓的原理，在電動機(jī)起動過程中電壓可由一個較低的值平滑地上升到全壓，使電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩勻速增加，起動特性變軟，并可實(shí)現(xiàn)軟停車。但其起控電壓在200V左右，用戶不可調(diào)整，會有較大的電流沖擊，且體積較大。

(4) 對于高壓電機(jī)，可在定子線路中串聯(lián)電抗器或水電阻實(shí)現(xiàn)降壓起動，待起動完成后再將其切除。但電抗器成本高，水電阻損耗又大。

(5) 對于繞線式異步電動機(jī)，可在轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器或水電阻實(shí)現(xiàn)起動，待起動完成后再將其切除。但頻敏變阻器成本高，而水電阻損耗又大。其他還有延邊三角形起動，定子串電阻起動等方法。

值得指出的是：盡管各種老式降壓起動方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)，但它們有一個共同的優(yōu)點(diǎn)：就是沒有諧波污染。

2.3 新型的電子式軟起動器

隨著電力電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外相繼開發(fā)出一系列電子式起動控制設(shè)備，用于異步電動機(jī)的起動控制，以取代傳統(tǒng)的降壓起動設(shè)備。新型的電子式軟起動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，串接于電動機(jī)的三相供電線路上。當(dāng)起動器的微機(jī)控制系統(tǒng)接到起動指令后，便進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算，輸出晶閘管的觸發(fā)信號，通過控制晶閘管的異通角β,使起動器按所設(shè)計(jì)的模式調(diào)節(jié)輸出電壓,以控制電動機(jī)的起動過程。當(dāng)起動過程完成后，一般起動器將旁路接觸器吸合，短路掉所有的晶閘管，使電動機(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”，實(shí)際上就是按照預(yù)先設(shè)定的控制模式進(jìn)行的降壓起動過程。目前的軟起動器一般有以下幾種起動方式：

(1) 限流軟起動：限流起動顧名思義就是在電動機(jī)的起動過程中限制其起動電流不超過某一設(shè)定值（Im）的軟起動方式。主要用在輕載起動的負(fù)載的降壓起動，其輸出電壓從零開始迅速增長，直到其輸出電流達(dá)到預(yù)先設(shè)定的電流限值Im，然后在保持輸出電流I

這種起動方式的優(yōu)點(diǎn)是起動電流小，且可按需要調(diào)整，（起動電流的限值Im必須根據(jù)電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩來設(shè)定，Im設(shè)置過小，將會使起動失敗或燒毀電機(jī)。）對電網(wǎng)電壓影響小。其缺點(diǎn)是在起動時難以知道起動壓降，不能充分利用壓降空間，損失起動轉(zhuǎn)矩，起 動時間相對較長。

(2) 電壓鈄坡起動：輸出電壓由小到大鈄坡線性上升，將傳統(tǒng)的降壓起動變有級為無級，主要用在重載起動。它的缺點(diǎn)是起動轉(zhuǎn)矩小，且轉(zhuǎn)矩特性呈拋物線型上升對起動不利，且起動時間長，對電機(jī)不利。改進(jìn)的方法是采用雙鈄坡起動：輸出電壓先迅速升至U1，U1為電動機(jī)起動所需的最小轉(zhuǎn)矩所對應(yīng)的電壓值，然后按設(shè)定的速率逐漸升壓，直至達(dá)到額定電壓。初始電壓及電壓上升率可根據(jù)負(fù)載特性調(diào)整。這種起動方式的特點(diǎn)是起動電流相對較大，但起動時間相對較短，適用于重載起動的電機(jī)。

(3) 轉(zhuǎn)矩控制起動：主要用在重載起動，它是按電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩線性上升的規(guī)律控制輸出電壓，它的優(yōu)點(diǎn)是起動平滑、柔性好，對拖動系統(tǒng)有利，同時減少對電網(wǎng)的沖擊，是最優(yōu)的重載起動方式。它的缺點(diǎn)是起動時間較長。

(4) 轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動與轉(zhuǎn)矩控制起動一樣也是用在重載起動的場合。所不同的是在起動的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩，克服拖動系統(tǒng)的靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，可縮短起動時間。但是，突跳會給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其它負(fù)荷，使用時應(yīng)特別注意。

(5) 電壓控制起動是用在輕載起動的場合，在保證起動壓降的前提下使電動機(jī)獲得最大的起動轉(zhuǎn)矩，盡可能地 縮短起動時間，是最優(yōu)的輕載軟起動方式。

停車方式有三種：一是自由停車，二是軟停車，三是制動停車。軟起動器帶來的最大好處是軟停車和制動 停車，軟停車消除了拖動系統(tǒng)的反慣性沖擊，對于水泵 就是“水錘”效應(yīng)；制動停車則在一定場合代替了反接 制動停車功能。

2.4 軟起動器與傳統(tǒng)降壓起動器的比較軟起動器與傳統(tǒng)降壓起動器的性能。

2.5 軟起動器的適用場合

(1) 生產(chǎn)設(shè)備精密，不允許起動沖擊，否則會造成生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品不良后果的場合；

(2) 電動機(jī)功率較大，若直接起動，要求主變壓器容量加大的場合；

(3) 對電網(wǎng)電壓波動要求嚴(yán)格，對壓降要求≤10% UN的供電系統(tǒng)；

(4) 對起動轉(zhuǎn)矩要求不高，可進(jìn)行空載或輕載起動的設(shè)備。

嚴(yán)格地講，起動轉(zhuǎn)矩應(yīng)當(dāng)小于額定轉(zhuǎn)矩50%的拖動系統(tǒng)，才適合使用軟起動器解決起動沖擊問題。對于需重載或滿載起動的設(shè)備，若采用軟起動器起動，不但達(dá)不到減小起動電流的目的，反而會要求增加軟起動器晶閘管的容量，增加成本；若操作不當(dāng)，還有可能燒毀晶閘管。此時只能采用變頻軟起動。因?yàn)檐浧饎悠髡{(diào)壓不調(diào)頻，轉(zhuǎn)差功率始終存在，難免過大的起動電流；而變頻器采用調(diào)頻調(diào)壓方式，可實(shí)現(xiàn)無過流軟起動，且可提供1.2~2倍額定轉(zhuǎn)矩的起動轉(zhuǎn)矩，特別適用于重載起動的設(shè)備。但是變頻器的價(jià)格就要比軟起動器的價(jià)格高得多了。

3 異步電動機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和優(yōu)化節(jié)電控制技術(shù)

3.1 異步電動機(jī)降壓節(jié)電技術(shù)概述

對于滿載或重載運(yùn)行的電動機(jī)，降低其端電壓將會造成嚴(yán)重后果，隨著端電壓的降低，電動機(jī)的磁通和電動勢隨之減小，鐵耗無疑將下降。但與此同時，隨電壓平方變化的電動機(jī)轉(zhuǎn)矩也迅速下降而小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電動機(jī)只能依靠增大轉(zhuǎn)差率，提高電磁轉(zhuǎn)矩以達(dá)到與負(fù)載轉(zhuǎn)矩相平衡的狀態(tài)。轉(zhuǎn)差率的增大，引起轉(zhuǎn)子電流增大，同時引起定子和轉(zhuǎn)子電壓間的相角增大，導(dǎo)致定子電流增大，從而使定子和轉(zhuǎn)子銅耗增加值大大超過鐵耗的下降值，這時電動機(jī)繞組溫升將會增高，效率將會下降，甚至發(fā)生電動機(jī)燒毀事故。因而，一般規(guī)程都規(guī)定了電動機(jī)正常運(yùn)行時電壓變化范圍不得超過額定電壓的95%~110%。

然而對于輕載運(yùn)行的電動機(jī)，情況就截然不同，使供電電壓適當(dāng)降低，在經(jīng)濟(jì)上是有利的。這是因?yàn)樵谳p載運(yùn)行時，電動機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)差率大大小于額定值，轉(zhuǎn)子電流并不大，在降壓運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子電流增加的數(shù)值有限。而另一方面，卻由于電壓的降低，使空載電流和鐵損大幅減少。在這種情況下，電動機(jī)的總損耗就可降低，定子溫升，運(yùn)行效率和功率因數(shù)同時得到改善。由此可見，電動機(jī)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性與電動機(jī)負(fù)載率同運(yùn)行電壓是否合理匹配關(guān)系極大。理論分析表明電動機(jī)的力能指標(biāo)（運(yùn)行效率與功率因數(shù)）與其端電壓之間存在如下的數(shù)量關(guān)系：

從式（2）不難看出：并不是所有的降壓行為都能達(dá)到節(jié)電的目的，只有當(dāng)電壓降低程度大于轉(zhuǎn)差率及功率因數(shù)上升程度時，才能使運(yùn)行效率提高。實(shí)際上，電動機(jī)效率隨電壓降低而變化的關(guān)系呈馬鞍形曲線，對應(yīng)于每一個輸出功率（或負(fù)載系數(shù)），必然存在一個最佳調(diào)壓系數(shù)Kum，當(dāng)Ku=Kum時，電動機(jī)的損耗最低，效率最高。Kum稱為電動機(jī)的最佳電壓調(diào)節(jié)系數(shù)。不同負(fù)載下最佳電壓調(diào)節(jié)系數(shù)Kum可按電動機(jī)的負(fù)載系數(shù)β由下式確定[1]：

3.2 優(yōu)化節(jié)電的控制依據(jù)

(1) 功率因數(shù)控制法：

最早出現(xiàn)的異步電機(jī)優(yōu)化節(jié)電器為№La 功率因數(shù)控制器,其原理是通過檢測電動機(jī)運(yùn)行中的 功率因數(shù)值，與預(yù)先設(shè)定的基準(zhǔn)值比較，當(dāng)實(shí)際值低于設(shè)定值時，說明電動機(jī)為輕載，通過降低電動機(jī)的端電壓來提高 功率因數(shù)，直到實(shí)際的 功率因數(shù)測量值達(dá)到設(shè)定值為止，實(shí)現(xiàn)了節(jié)電； 功率因數(shù)數(shù)值高表明是重載，則升高電機(jī)端電壓，以保證軸上的輸出功率。這是一種間接節(jié)電法：控制對象是電動機(jī)的功率因數(shù)，而目的是節(jié)電。由于交流異步電機(jī)的最佳功率因數(shù)在全工作范圍內(nèi)呈曲線變化；不同制造廠生產(chǎn)的同一規(guī)格的異步電機(jī)的功率因數(shù)呈一定的離散性；同一臺電機(jī)在其新舊壽命期，在同一工況下的功率因數(shù)也呈現(xiàn)一定的離散性，這就給設(shè)計(jì)和調(diào)整帶來一定的困難。故這種方法是不能達(dá)到最佳節(jié)電效果的，并且理論與實(shí)踐都已證明，過高的功率因數(shù)值對于異步電機(jī)來說，并不節(jié)電。

（2）最小輸入功率法：

交流異步電機(jī)工作時，從電網(wǎng)輸入的電功率P1，一部分轉(zhuǎn)換成電機(jī)軸上的機(jī)械功率P2輸出，另一部分則是自身的損耗PS，包括鐵耗與銅耗兩部分。共中鐵耗與輸入電壓的平方成正比，而銅耗則與其電流的平方成正比，只有在銅耗等于鐵耗時，電機(jī)的效率最高，損耗PS最小。最小輸入功率法的原理就是在電機(jī)工作的任一負(fù)載點(diǎn)上，在保證軸上機(jī)械功率輸出的前提下，通過降低電機(jī)的端電壓而減小電機(jī)自身的損耗，從而達(dá)到節(jié)能的目的。雖然降壓可以降低鐵耗，而當(dāng)電壓降到一定程度之后，若繼續(xù)下降，則電流又要增加，因而又增加了銅耗。通過微機(jī)自動尋優(yōu)，讓鐵耗和銅耗都維持在最低的水平，也即電壓與電流的乘積——輸入的電功率達(dá)到最小值，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)節(jié)電目的。

（3）突加負(fù)載控制

當(dāng)電動機(jī)軸上的負(fù)載急劇上升時，又要能在極短的時間內(nèi)（<100ms）將電壓提升到額定值，保證軸上有足夠的功率輸出，否則電機(jī)就會發(fā)生堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象。所以微處理器在進(jìn)行輸入功率優(yōu)化控制的同時，又監(jiān)視負(fù)載功率的變化率，一旦負(fù)載功率的變化率超過預(yù)先設(shè)定的閾值時，即判定為突加負(fù)載，立即提升電機(jī)端電壓，保證電機(jī)對負(fù)載變化的快速響應(yīng)能力。

3.3 優(yōu)化節(jié)電的適用對象

對于電機(jī)轉(zhuǎn)速無嚴(yán)格要求，及不需要調(diào)速運(yùn)行的場合，特別是對于經(jīng)常大幅度變動的負(fù)載，或者長時間處于輕載或空載的電動機(jī)，例如軋鋼機(jī)、鍛壓機(jī)、抽油機(jī)等負(fù)載，使用優(yōu)化節(jié)電技術(shù)，可以收到明顯的節(jié)電效果。其節(jié)電量視電動機(jī)的負(fù)載系數(shù)及輕載運(yùn)行的時間長短而定。

3.4 降壓起動優(yōu)化節(jié)電計(jì)算實(shí)例

為一臺輕載運(yùn)行的Y1600—10/1730型6000V電動機(jī)配置一套優(yōu)化控制系統(tǒng)，著重計(jì)算其起動性能參數(shù)和節(jié)電效果。

Y1600—10/1730型電動機(jī)的原始數(shù)據(jù)：額定功率PN=1600kW，額定電壓UN=6.0kV，額定電流IN=185A，額定轉(zhuǎn)速nN=595r/min；最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)=最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2.22，起動電流倍數(shù)=堵轉(zhuǎn)電流/額定電流=5.53，起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)=堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=0.824，額定效率ηN=94.49%，額定功率因數(shù) 。電動機(jī)額定負(fù)載時的有功損耗ΣPN=93.3kW，電動機(jī)的空載損耗Po=29.6kW，電動機(jī)的空載電流Io=46.25A，電動機(jī)帶額定負(fù)載時的無功功率QN=918Kvar，電動機(jī)的空載無功功率Qo=480.6Kvar。

(1) 輕載運(yùn)行降壓節(jié)電效果計(jì)算

（1）不同負(fù)載系數(shù)下，電動機(jī)的最佳調(diào)壓系數(shù)Kum的計(jì)算按式（3）進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果示于表2。

（2）當(dāng)U=UN時，不同負(fù)載系數(shù)下，電動機(jī)的綜合功率損耗ΣPc的計(jì)算按（7）式進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果示于表2

（3）按最佳電壓調(diào)節(jié)系數(shù)進(jìn)行調(diào)壓后節(jié)省的電量計(jì)算按式（4）、式（5）和式（6）進(jìn)行，計(jì)算結(jié)果示于表2。

(2) 降壓起動時電動機(jī)起動特性估算

由電動機(jī)的原始數(shù)據(jù)得知，電動機(jī)直接起動時，起動參數(shù)如下：起動電流IK=5.53IN，起動轉(zhuǎn)矩Mk=0.824MN。

4 異步電動機(jī)的調(diào)壓調(diào)速

異步電動機(jī)的調(diào)壓調(diào)速屬低效調(diào)速方式，因?yàn)樵谡{(diào)速過程中始終存在轉(zhuǎn)差損耗，因此調(diào)壓調(diào)速有很大的限制，不是任何一臺普通的籠型電機(jī)加上一套晶閘管調(diào)壓裝置，就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速的。

首先必須改變電動機(jī)的外特性，新的外特性必須使電動機(jī)有一個寬廣的穩(wěn)定的調(diào)速范圍。一般要采用高轉(zhuǎn)差率電機(jī)，交流力矩電機(jī)或在繞線式電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組中串接電阻的方法，并且要加上轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，才能進(jìn)行穩(wěn)定的調(diào)速。

其次是要將調(diào)速過程中由于轉(zhuǎn)差功率引起的轉(zhuǎn)子的溫升很好地導(dǎo)出機(jī)外，才能實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定工作。這里可采取旋轉(zhuǎn)熱管結(jié)構(gòu)，也可采取特殊風(fēng)道冷卻結(jié)構(gòu)，都是行之有效的方法。

在電力電子技術(shù)高度發(fā)展的今天，變頻調(diào)速裝置的價(jià)格已不再昂貴的情況下，再考慮調(diào)壓調(diào)速，似乎已無多大的現(xiàn)實(shí)意義了。

5 智能馬達(dá)優(yōu)化控制器（IMOC系列）

在對交流異步電動機(jī)的軟起動和優(yōu)化節(jié)電技術(shù)的長期深入研究的基礎(chǔ)上，研制成功了智能馬達(dá)優(yōu)化控制器（IMOC系列），適配電機(jī)功率從5.5KW-110KW。

該控制器采用了16位馬達(dá)控制專用單片微處理器Intel 80C 196MC，具有完善的檢測控制功能；主功率器件則采用具有世界高技術(shù)水平的專利產(chǎn)品——集成移相調(diào)控晶閘管模塊，該模塊突破以往晶閘管模塊的概念，將復(fù)雜的移相控制電路與晶閘管管芯創(chuàng)造性地集成為一體，組成一個完整的電力移相調(diào)控的開環(huán)系統(tǒng)。用它組成的控制器，不但使體積大大縮小，而且增加了設(shè)備的可靠性和抗干擾的能力。

在技術(shù)上更是集眾家之長，并大大突破國內(nèi)外同類產(chǎn)品的功能，除了起動保護(hù)，優(yōu)化節(jié)電外，還增加了風(fēng)機(jī)，水泵類負(fù)載的調(diào)速功能；抽油機(jī)間歇工作節(jié)電功能，無功功率就地補(bǔ)償功能。尤其是完善的保護(hù)功能：有過電流、過電壓、過負(fù)載、短路、接地、缺相、相間不平衡及功率模塊超溫和電機(jī)超溫保護(hù)等功能。是電機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的保護(hù)神。該控制器具有以下功能特點(diǎn)：

（1）16位微電腦智能化控制，鍵盤設(shè)定，數(shù)碼顯示，操作簡單直觀。

（2）軟起動，軟停車功能，有效減小起動沖擊。

（3）優(yōu)化馬達(dá)運(yùn)行方式，節(jié)電、改善功率因數(shù)。

（4）風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載的調(diào)壓調(diào)速閉環(huán)控制功能。

（5）具有泵控制功能，可避免或減小液流喘振和“水錘”效應(yīng)。

（6）具有相平衡和電源電壓自動補(bǔ)償功能。

（7）具有完善的保護(hù)、報(bào)警功能。

（8）起動方式、起動電壓、起動電流、額定電流及負(fù)載類型等參數(shù)均可設(shè)定。

（9）具有遠(yuǎn)方控制及聯(lián)網(wǎng)通訊功能。

（10）自診斷功能。

經(jīng)過在不同工業(yè)現(xiàn)場的長期使用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

6 結(jié) 論

（1）電子式軟起動器結(jié)構(gòu)簡單，較之傳統(tǒng)的△/Y起動器，自耦變壓器起動器具有無觸點(diǎn)、無噪音、重量輕、體積小，起動電流及起動時間可控制，起動過程平滑等優(yōu)點(diǎn)，并且維護(hù)工作量小。當(dāng)電動機(jī)空載或輕載時，節(jié)能效果顯著，特別適用于短時滿載，長時間空載的負(fù)載。

（2）對于高轉(zhuǎn)差電機(jī)，實(shí)心轉(zhuǎn)子電機(jī)，力矩電機(jī)等，尤其是在帶風(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載時，有較好的調(diào)速性能，但不適用于普通的籠型電機(jī)調(diào)速。

（3）采用智能控制器，具有完善的電機(jī)保護(hù)功能，保護(hù)整定值設(shè)置方便，保護(hù)性能可靠。

（4）其最大缺點(diǎn)是由于采用晶閘管移相控制，故對電網(wǎng)及電機(jī)均存在諧波干擾。