1、引言 交流異步電動機廣泛地應用于國民經濟的各個領域，異步電機直接起動存在著起動力矩小、起動電流大、對電網沖擊大、起動困難、對機械設備沖擊大、電機使用壽命短、維護工作量大、維護費用高等問題。異步電機軟起動器可減小電動機硬起動（即直接起動）引起的電網電壓降，使之不影響共網其它電氣設備的正常運行；可減小電動機的沖擊電流，沖擊電流會造成電動機局部溫升過大，降低電動機壽命；可減小硬起動帶來的機械沖力，沖力加速所傳動機械（軸、嚙合齒輪等）的磨損；減少電磁干擾，沖擊電流會以電磁波的形式干擾電氣儀表的正常運行。軟起動使電動機可以起停自如，減少空轉，提高作業率。 縱觀國內外軟起動器市場，發達國家的電動機軟起動產品主要是晶閘管式軟起動器和兼作軟起動的變頻器。在生產工藝兼有調速要求時，采用變頻裝置。因變頻器的成本較高，因此在沒有調速要求的使用場合下，采用晶閘管軟起動。晶閘管軟起動裝置已經是發達國家軟起動的主流產品。國內的軟起動器大多采用液阻方式，其優點是成本低。但由于體積大、維護復雜、低溫易凝結等缺點，其市場占有的空間正逐漸縮小。磁控式軟起動器也因其性價比不高而未能得到市場的認可。而晶閘管式軟起動器因為很難解決串聯均壓問題而未得到推廣。 本文將介紹一種晶閘管串聯裝置，很好地解決了高壓晶閘管串聯均壓的問題，使之便于應用于高壓電動機軟起動器中。 2、靜態均壓 晶閘管串聯裝置原理圖見圖1所示。其中虛線框內為三只串聯的三相可控硅功率串聯裝置；M為高壓軟起動器的負載電機，A、B、C分別為高壓電網的三相交流輸入。以A相串聯裝置為例，SCRA1～SCRA6 為大功率可控硅器件，它們每三個串聯后再反并聯組成單相功率串聯裝置，以實現軟起動器對交流電的控制。這6只可控硅選用同一廠家、同一型號、同一生產批次的產品，以減小其在生產過程中由于生產工藝的不同而產生的自身特性諸如伏安特性、反向恢復電荷、開關時間和臨界電壓上升率等的差異，影響均壓。RA1、RA2、RA3為靜態均壓電阻，用以實現可控硅的靜態均壓。靜態均壓電阻選用無感電阻，阻值約為可控硅阻斷狀態等效阻值的1/40，且功率留有足夠大的余量。靜態均壓電阻的計算通常采用下面的公式：R 其中：U 為晶閘管額定電壓； I 為靜態重復平均電流； 近似為漏電流峰值。 靜態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為串聯的元件數； K為系數，單相為0.25，三相為0.45，直流為1。 3、動態均壓 RA4、RA5、RA6和CA1、CA2、CA3共同組成動態均壓網絡，用以實現動態均壓。通過選擇，各電阻和電容的參數誤差非常小，電容的取值根據可控硅的最大反向恢復電荷和最小反向恢復電荷的差值計算求得。均壓過程主要是由電容C完成的。串聯的各只可控硅開關速度不會完全一致，而會稍有差別。電容C上的電壓在靜態情況下數值相同，在開關過程中，由于電容上的電壓不能突變，強迫各只可控硅上的壓降不會發生跳變。由于開關過程中各只可控硅中電流不一致所造成的影響由電容C的充放電補償。動態均壓網絡的RC經驗數值參見下表： 動態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，動態均壓電容值也可由反向恢復電荷計算求得。反向恢復電荷可由下式求出： Q 為反向阻斷恢復時間 動態均壓電容可由下式求得： C= ，其中, 為晶閘管最大反向恢復電荷差。 由于元件串聯后雖采取均壓措施,還不能保證絕對均壓,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計算.晶閘管串聯時,要求管子開通時間差別要小,對門極觸發脈沖要求觸發電流大,前沿要陡,最好采用強觸發. 4、結論 通過以上技術手段串聯的晶閘管已經成功應用在我公司生產的3KV、6KV、10KV系列高壓電動機軟起動器中，并達到了良好的效果。晶閘管串聯裝置具有均壓效果好、耐壓值高、損耗小、安全可靠等特點。整機填補了國內晶閘管式高壓大功率交流電動機軟起動器的空白，具有起動平滑、對電網沖擊小、效率高、諧波小等特點，維護簡單，易于操作。