磁控软起动装置的工作原理简介

磁控软起动装置主回路的一种接线单线图如图11.1所示。图11.1中，QS为高压隔离开关；QF1为进线真空断路器；QF2为旁路真空接触器或真空断路器；SR（Saturated Reactor）为饱和电抗器（斜箭头表示直流控制作用）；M 为交流电动机。

在图11.1（a）中的SR 会长期耐受电网电压，而且SR 需要2条引出电缆，而在图11.1（b）中，SR 长期耐受的只是电机中性点电压，SR 只需要1条引出电缆，所以，图11.1（b）是应用更为广泛的接线形式。

图11.1　磁控软起动装置主回路两种可行的接线图

（a）M 中性点不打开的形式；（b）M 中性点打开的形式

注：“长期”是指起动过程结束，SR 被短路后电机的稳定运行工作期；电机中性点电压是指Y 接定子绕组中点与电网电压中点之间的电压。

只有在交流电动机M 数公里地远离主电室的情况下，图11.1（a）才能显示其节省电缆线投资的优越性。

图11.2所示为磁控软起动系统的控制原理框图，从控制方面看，该系统是一个双闭环负反馈控制系统。(www.xing528.com)

双闭环负反馈控制系统的内环为SR 直流控制电流调节环，由控制电流调节器R2和晶闸管三相桥式全控整流电路组成；外环为电机电流调节环，由电机电流调节器R1、控制电流调节环、饱和电抗器SR 和电动机等部分组成。电机电流基准是电机电流的期望值，它是一个预先设定的常数I*或时间函数I*（t）。

图11.2　磁控软起动系统工作原理框图

饱和电抗器SR 是一个可控电抗，其工作原理可近似解释为等效电抗值随直流控制电流增加而减少。这种解释可用以定性地说明磁控软起动技术的工作原理。

QS和QF1相继闭合使“电网—饱和电抗器—电机”主回路接通。此时，由于SR 直流控制电流Ik为零，其交流绕组呈现出最大阻抗，有相应的电流Ig流过电机，电流互感器TA 检测Ig，与电流基准I*进行比较，其误差输入电机电流调节器R1，按照一定的控制算法，得到R1的输出，作为控制电流调节器R2的给定指令I*k，与来自霍尔电流传感器HR 检测的实际控制电流Ik比较后，由R2输出触发脉冲列，使三相桥式晶闸管全控整流电路（SCR）输出所需控制电流，改变饱和电抗器SR 的等效电抗值，实现控制电流Ik和电机电流Ig的双闭环控制。

随着电机转速n上升，电机定子绕组等效阻抗也随之增大，成为破坏电流恒定的扰动，这一扰动越来越强。双闭环负反馈控制使电机电流与设定基准电流保持一致。及至电机转速升至额定转速附近时，SR 电抗减小到最小值仍不足以保持电机电流恒定，电机电流必然会急剧下降。磁控软起动装置就是通过电机电流是否下降这一现象，判定电机软起动是否完成，若已完成，则发出指令使旁路真空断路器QF2闭合，使饱和电抗器交流绕组短路，于是饱和电抗器退出工作。