探討!大功率壓縮機如何軟啟動?這樣的做法值得推薦

壓縮機在電路設計中，小功率的電機可以使用直接啟動方式，因為啟動瞬間電流小，一般不會對電網造成衝擊。假如是比較大功率的電機，啟動瞬間的電流是正常運轉電流的4到7倍，很大的瞬間電流將會給整個供配電系統造成衝擊，嚴重情況下可能會造成配電室高低壓斷路開關跳閘，從而引發全公司範圍內停電事故，對正常的生產和生活帶來影響。為此，對於大功率壓縮機如何降低啟動電流是壓縮機電路設計中必須重視的一個問題。

一、大功率壓縮機電機區分點

一般壓縮機功率在7.5kW以下都允許直接啟動，但是對於大型壓縮機，就不允許直接啟動。如果額定電流是100A，那麼在啟動的瞬間電流可以達到好幾百安，這麼大的電流對電網的衝擊非常大，會影響同一電網所帶其他負載的正常工作，這種情況我們經常可以看到。

電機的負載轉功率計算

二、大功率壓縮機電機軟啟動定義

在考慮這個問題的時候，我們首先來了解下什麼是交流電機軟起動？通過增加附加裝置，減小對電機本身和電網的應力衝擊，使電動機在從零升速至額定轉速的起動過程更加平穩，這個過程叫電機軟起動。這種附加裝置叫電機軟起動器。注意：這裡所說的電機均指交流電機。

軟起動是相對直接起動而言的。從某種角度來講，如果忽略直接起動對電機和負載的影響，只要電網容量足夠大，任何電機都可以直接起動。那為什麼還要用軟起動器？

1、電網容量不是無限的

當電動機直接起動時，起動電流為正常工作的5-7倍，此電流作用在有限容量電網的阻抗上就會產生壓降，電網電壓降低到一定程度就會影響電網上其他設備的正常工作。要解決此問題，一個辦法是加大電網容量，但是電網容量的加大需要增加變壓器容量、線路容量，致使費用大大提高。在起動結束，電機正常運行時，電網的容量得不到充分的利用，同時加大的變壓器空載損耗也大大增加了，這白白浪費了很多電能。所以，當改造項目需要對電網擴容，而原設計電網容量無法改變時，或新項目考慮到增加電網容量的成本，就要採用另一個辦法，即加裝軟起動器。

2、過大的起動電流和軟起動轉矩造成的危害

普通異步電動機直接起動電流達到額定電流5-7倍，起動轉矩能達到額定轉矩的1.25倍以上。它在電網條件（電機啟動時的電網壓降小於10%）和工藝條件（啟動轉矩滿足）允許的情況下，可以直接起動。但過大的啟動電流會給電機和電網造成很大的危害。

當電機啟動電流達到額定電流的6-7倍時，線圈發熱量是電機正常運行時的36-49倍。過高的溫度、過快的加熱速度、過大的溫度梯度和電磁力，會產生很大的破壞力，縮短定子線圈和轉子銅條（特別是轉子常利用趨膚效應現象，降低啟動電流，轉子銅條在啟動時，表面的溫度達到350℃以上）的使用壽命。

解釋：何謂趨膚效應？當導體中有交流電或者交變電磁場時，導體內部的電流分布不均勻，電流集中在導體的「皮膚」部分，也就是說電流集中在導體外表的薄層。越靠近導體表面，電流密度越大，導線內部實際上電流較小。結果使導體的電阻增加，使它的損耗功率也增加。這一現象稱為趨膚效應，所以從保護電機的角度也應當使用軟起動器。

3、過大的啟動電流對生產和生活造成的影響

某一大型負載啟動的瞬間燈泡會變暗，我們在家有時候也會遇到這種情況，比如開電視機的時候，燈泡有時候會突然間暗一下。同樣，負載的啟動電流太大，對電機繞組的絕緣也極為不利。所以對於大型壓縮機一般都要實行軟啟動。軟啟動器給電動機的電壓，從0逐漸到額定電壓，它的啟動過程更為平滑，啟動效果更好，對電網衝擊和對繞組的傷害也是最小的，要優於自耦變壓器降壓啟動。

三、大功率壓縮機軟啟動電路設計原則

1.軟啟動器的帶載能力設計

軟啟動器的帶載能力主要指過載能力。由於實際工作制的不同，軟啟動器實際帶載情況也不同。例如，在起動過程中一般將承受2-4倍的額定電流，時間通常在60S以內，因此，對於長期工作制來說，軟起動器在起動過程中實際屬於短時過載工作；而對於重複短時工作制來說，軟啟動器在起動過程中屬於長時過載工作。由於電力半導體器件（晶閘管）的熱容量很小，因此裝置的過載能力主要決定於電力導體器件的過載能力和軟起動器的散熱能力。

軟起動器的過載能力，一般是按以下原則設計：

（1）持續時間超過15min的過載，一般按連續負載條件設計。

（2）持續時間不超過15min的過載，根據晶閘管器件的瞬態熱阻抗曲線核算器件結溫的方法來計算器件的過載能力並選擇器件。

因此，在選擇軟起動器時，應查閱其相關說明，明確其產品所適用的額定工作制和適用的相關標準，以此來確定其產品實際帶載能力。

注意：一般來說，晶閘管容量越大，散熱器尺寸越大，散熱風機越大，則相應軟啟動器的帶載能力越強。當然，相應設備的體積、成本越高。對於電力電子設備，同等容量下，決不是體積越小越好，這一點應當引起注意。

2.對軟啟動器應用中一些錯誤的認識

（1）認為電動機是否能起動成功和軟起動器的性能有關，較重負載情況下應選好的品牌、甚至國外的品牌；

（2）當出現電動機不能將負載起動起來的情況時，認為是軟起動器的容量不夠，應當增大軟啟動器的容量；

（3）認為某種起動方式特別適合「重載」起動；

（4）認為起動電流越小，電網降壓越少的軟起動器性能越好。

原標題：淺析大功率壓縮機軟啟動的電路設計

本文由壓縮機網 安均原創，歡迎關注，帶你一起長知識！

註：未經授權，請勿私自轉載！