中心議題：
晶閘管在線運行軟起動器的優缺點及應用
旁路型軟起動器的優缺點及應用
內置旁路型軟啟動器的優缺點及應用
1 引言
在上個世紀80年代，軟起動器成了電動機起動控制的理想產品，運行方式都是晶閘管在線運行，造價和功耗都非常高昂，技術經濟造價比嚴重失衡，所以用戶很難接受，應用寥寥無幾。但由于旁路運行軟起動器的替代性，使得軟起動系統的造價大大降低，技術經濟造價比優與其它起動方式比較優越，達到了用戶容易接受的程度，使得軟起動器在工程應用中得到了普及。
本文比較三種軟起動器：在線型、旁路型、內置旁路型的優缺點及應用，發現在線型軟起動器應該被旁路型軟起動器所淘汰，而旁路型軟起動器又應該被內置旁路型軟起動器所淘汰。
2 軟起類型分析
2.1 晶閘管在線運行軟起動器
可控硅在線運行軟起動器（簡稱電動機控制器），顧名思義是指軟起動器的主開關元件晶閘管長期在線運行，它不僅在起動和停車過程中能控制電動機的電壓升降，還要在電動機正常常運行時供給其全電壓如圖1所示。它的優點是電路簡單，控制靈活，對于電動機能夠起到強大的保護作用。它的缺點是晶閘管在線運行，造成軟起動器本身功耗極大，為了解決其功耗所發生的熱量，軟起動器本體設計體積很大，同時還需要機械風冷。如果一個配電室內，有十臺200kw的電動機軟起動器，第一，光這10臺軟起動器就需要10面開關柜，占地面積增加很多，而它們的發熱功率將達到15kw左右，在這種情況下不論是冬季還是夏季，此室內溫度都會超標，配電系統難以正常運行。所以人們在使用晶閘管在線軟起動器時還是要加上旁路接觸器，由接觸器供給電動機全電壓運行。加上旁路接觸器雖然解決了功耗問題，但是對于成套體積有增無減。所以此系統造價非常高。另外，晶閘管在線運行給電網帶來高次諧波污染，給電網的諧波治理帶來難度。
2.2 旁路型軟起動器
晶閘管在線運行軟起動器，為了解決其大量功耗和熱量問題，給產品制造帶來很大的難度，尤其晶閘管的散熱器要求體積足夠大，還要機械通風。由此而帶來技術難度和材料成本上升，都是成倍增加。而在使用時為了回避其散熱和功耗問題，筆者在1998年直接開發了旁路型軟起動器，如圖2所示。
由于晶閘管只是在起動過程中短時工作幾秒到幾十秒，所以晶閘管的散熱量很小，故而軟起動器本體不需要太大散熱器，僅需在線型軟起動器的1/10即可，體積比在線型軟起動器小了幾倍，也不需要機械風冷。這種做法要比上種做法優越的多，使得工程設計更合理。所以目前的工程應用中多數采用了旁路型軟起動器。而任何事物都不是完美地，旁路運行的缺點是起動裝置不能一體化，電路復雜，強大的軟起動智能控制器不能全部發揮其應有的作用，對于維護與檢修也帶來了不便。
2.3 內置旁路型軟起動器
內置旁路型軟起動器（簡稱電動機控制器），顧名思義是在旁路型軟起動器內部加裝一套與晶閘管并聯的接觸器，在電機軟啟動過程和軟停車過程中由晶閘管運行，機械觸頭斷開，當電動機正常運行時晶閘管關閉，機械觸頭閉合。這套動作過程是通過內部控制器自動完成的，對外部接線來講是一個裝置，所以稱做在線運行。它又可稱作旁路型的軟啟動器將外邊的接觸器移到了軟啟動器里邊集成為一體并能保證體積不增加。它的優點是具備上述兩種類型的所有優點同時回避了它們各自的缺點：一是電路簡單;二是自然風冷;三是晶閘管只負責啟動和停車，回避了晶閘管在線運行所帶來的功耗與散熱;四是強大的智能控制器的作用得以全面發揮，能對電動機起到起停、保護及其控制;五是節省成套空間;六是由于晶閘管和機械觸頭組合一體的設計，通過智能控制器實現了機械觸頭無電弧，使得機械觸頭的電壽命等于機械壽命，解決了接觸器長期以來難以解決的問題，與旁路型軟起動器相比大大提高了接觸器的可靠性，如圖3所示。
它正好保留了在線運行軟起動器和旁路運行軟起動器的優點，還回避上述兩種的缺點，是目前軟起動器國際領先的技術。
2.4 軟起動器類型的比較
目前市場上流行的三種類型軟起動器：在線型、旁路型、內置旁路型。在線型軟起動器基本上是國外品牌，市場上的用量份額大約占到了1/4，都是些形象工程和無知工程，大約有1/2以上的采用旁路型軟起動器。從2003年內置旁路型面世后，開始普及內置旁路型軟起動器。通過上述的介紹內置旁路型軟起動器的技術先進性，讀者已有了一個理性的認識，下面筆者用數據比較來達到量化分析，如附表所示。附表中的造價是指廠家的公開報價，用戶的采購價一般都低于此價格。
從表中可以看出，旁路型軟起動器優于在線型軟起動器，而內置旁路型軟起動器的優于旁路型和在線型軟起動器。但價格卻是越先進，成本越低，這是高科技的一般規律。以附表內舉例品牌來比較，在線型軟起動器是旁路型軟起動器的1.5倍，旁路型軟起動器的是內置旁路型軟起動器的1.4倍（不算接觸器的價格）。而能耗比較，在線型軟起動器是旁路型軟起動器的10倍左右，而旁路型軟起動器的是內置旁路型軟起動器的7倍左右。
全國大約有3億多kw的電動機在運行，需要用軟起動器的按40%來估計，約有1.2億多kw電動機用軟起動器。從投資上來講，用在線型軟起動器需要252多億元，如果采用旁路型軟起動器需要需要160多億元，而如果采用內置旁路型軟起動器需要100多億元。從能耗總量方面講，全部采用在線型型軟起動器，年耗電總量為63億kwh，相當于一座80萬kw的發電廠一年的發電量。全部采用旁路型軟起動器年耗電總量為6.3億kwh，相當于一臺8萬kw的發電機一年的發電量。全部采用內置旁路型軟起動器，年耗電總量為8千萬kwh。相當于一臺8000kw的發電機發一年的發電量。全部采用旁路型軟起動器比全部采用在線型軟起動器一年能節省56億kwh的電能。如果全部采用內置旁路型軟起動器則比全部旁路型軟動器一年可節省5.5億kwh電能。
3 結束語
通過上述分析不難看出，在線型軟起動器應該被旁路型軟起動器所淘汰，而旁路型軟起動器又應該被內置旁路型軟起動器所淘汰。
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