降补产品介绍
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降补产品介绍
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降补产品介绍
一、产品描述
公司研发投入生产的电能质量优化控制软启动装置设备，采用了
电机软启动过程随机补偿，即直接采样电压电流转速的比值，反馈至
数字处理器单元（智能控制器），适时的满足静态和动态情况下的因
系统无功功率损失而造成的启动困难，自动投切电容器组（至少 3 组）
完成电动机启动电流的下降，电压的稳定运行。正因为“动态”那是
因为：1.软起动方面，设备根据主回路的电流、电压等采样信号动态
调节软起动装置的分压大小，实现限压、恒流的效果。2.动态无功补
偿方面，根据电机起动时的功率因数及电网质量的变化，动态调节装
置投切电容器大小，实时改变电机功率因数，结合软起动控制器的信
号采样，实现恒转矩、小电流、超强过载能力的效果。
（2）电能质量优化控制软启动装置的特别设计，解决电流小与
力矩大之间的矛盾
衡量电机起动性能的好坏，主要看起动电流和起动转矩两项。希
望电机具有足够大的起动转矩，使机械能很快地达到额定转数而正常
工作；又希望电动机起动电流不要太大，以免电网产生过大的电压降
落而影响同电网上的其他设备的正常运行。
1）实现对电机负载进行降压限流启动，同时实时静态补偿电机
负载瞬间启动损耗的无功功率；精补、细补，节能降损达到最佳目的；2）实现电机负载节能启动无功补偿的智能化，使用更加方便。
它的应用领域为电力系统的配电网络，重负载电机所有需要启动及无
功补偿的地方。
电机在不采取任何措施直接投入电网时，起动电流倍数 Ist/IN
值一般为 4~7，起动转矩倍数 Mst/MN 值一般为 0.9~1.3，即起动电流
大而起动转矩不大，起动性能较差。
为什么起动电流大而起动转矩不大？原因是：起动时 n=0,s=1,
旋转磁场以同步转数切割转子绕组，产生很大的转子电动势 E2 和电
流 I2，因而定子起动电流很大。由转矩公式 Mem=CMΦmI2cosφ2 可
知，起动时，由于定子起动电流大，定子阻抗压降大，是定子电动势
E1 变小，则磁通Φm 变小；又由于此时转子功率因数φ2=tg-1sx2σ
/R2= tg-1x2σ/R2(x2σ漏抗)，而 R2《x2σ,所以φ2≈900，即 cos
φ2 很小，代入转矩公式 Mst 不大。
因此，为了改善电动机的起动特性在电网容量不够大时，则采有
降压起动。降压起动对电网电压波动在 5%，直接起动对电网电压波
动在 10%。损失的是系统的无功功率，改善适时的有效的无功功率分
级补偿，就从根本上解决电压损失过大电机启动困难
（3）无功功率补偿的优化设计
由于电机起动时负载电动机负荷变化较快，采用投切电容型无
功补偿装置进行无功补偿时，必然 要频繁地进行电容投切，智能型电
能质量优化动态无功补偿装置采用零电流投入的新技术，解决了 电容投入时的过电压和过电流的问题，同时具有响应时间快（可以在
20ms 内完成电容器的 投切），使得电容器和装置的寿命大大延长，
同时具有极高的补偿效果。因此，电容在投入和 切除的过程中，对
装置本身和负载不会造成任何影响。
二、产品的创新性、先进性和独特性
（1）理论创新
电机在启动的瞬间因电机阻抗和启动惯量很大，导致供电电网的
压降急速下降，电流急速上升，而此时损失的是无功，为使电压质量
在启动的过程中保持一个平稳，我们采用与软启动装置配合完成的分
级补偿的装置，达到稳定电网电压，降低起始电流，提升无功的节能
效果，电机功率越大（万千瓦以上），社会节能效果越明显。
磁放大器的铁芯伏安特性，电流与电压的变化关系。
随着磁放大器的电压增大，在 a 点以前，I 和 V 成线性关系，在
a点以后，电流急需增加，磁放大器的电压增加很少。△V/ △I=r+jXL,
因为 x>>r，所以︱△V/ △I ︱=XL，也就是说，磁放大器的输出值 X
变得很小，这种情况主要是磁放大器磁通饱和造成的。这就是磁放大
器的基本原理。
在放大器的原理基础上增加电压电流判据信号，该信号针对的是
系统和设备的运行过程，适时的进行电容的投切，该投切时易形成事
故，这也是该项目分级、过零 、延迟切换的关键控制所在。
调节电能质量优化控制软启动装置交流绕组（工作绕组）电感或电抗的方法是通过改变铁芯的直流励磁改变铁芯的导磁率实现的，同
时与电容器组的投切技术相关。
利用电能质量优化控制软启动装置的可调节性，进行分级投切电
容器组，最终完善电机启动成功，发出指令，电容器组全部退出，启
动成功。
电机起动开始时，只要在控制器上预先设置起动参数，控制器内
的计算机就可以按照设置进行运行，根据电压、电流传感器采集的信
号控制直流回路电流的大小和电流的变化的速率，从而改变电能质量
优化控制软启动装置的输出值和变化速率，起动的同时，电容器补偿
系统可根据系统实时的功率因数值动态调节电机侧应补无功的大小，
从而增大电能利用率提高电机起动转矩。起动成功后，控制器发出信
号由旁路开关短接电能质量优化控制软启动装置两端。这时，外电压
全部加在电机上，电机正常运转。起动成功后亦可将电容补偿系统投
入整系统，提供无功就地补偿功能达到有效、实时节能的目的。
（2）应用创新
电能质量优化控制软启动装置突出特点：
1）起动回路电流一般小于 1.5 倍电机额定电流（2 系列一般小
于 2 倍），最小可达到额定电流；
2）起动时电网的压降一般在在 5%-12%之间；
3）对电网容量要求很低，显著减小变压器安装容量，大幅降低
一次设备投资；
4）起动转矩大，可满足不同负载的要求；5）可连续起动，重复精度高；
6）无谐波，电网波动小，基本不影响电能质量；无附加有功损
耗；
7）全密封，不受环境限制，安全可靠，寿命长，基本免维护。
陕西英强电气自动控制技术有限公司
技术部
2013-9-2
一、产品描述
公司研发投入生产的电能质量优化控制软启动装置设备，采用了
电机软启动过程随机补偿，即直接采样电压电流转速的比值，反馈至
数字处理器单元（智能控制器），适时的满足静态和动态情况下的因
系统无功功率损失而造成的启动困难，自动投切电容器组（至少 3 组）
完成电动机启动电流的下降，电压的稳定运行。正因为“动态”那是
因为：1.软起动方面，设备根据主回路的电流、电压等采样信号动态
调节软起动装置的分压大小，实现限压、恒流的效果。2.动态无功补
偿方面，根据电机起动时的功率因数及电网质量的变化，动态调节装
置投切电容器大小，实时改变电机功率因数，结合软起动控制器的信
号采样，实现恒转矩、小电流、超强过载能力的效果。
（2）电能质量优化控制软启动装置的特别设计，解决电流小与
力矩大之间的矛盾
衡量电机起动性能的好坏，主要看起动电流和起动转矩两项。希
望电机具有足够大的起动转矩，使机械能很快地达到额定转数而正常
工作；又希望电动机起动电流不要太大，以免电网产生过大的电压降
落而影响同电网上的其他设备的正常运行。
1）实现对电机负载进行降压限流启动，同时实时静态补偿电机
负载瞬间启动损耗的无功功率；精补、细补，节能降损达到最佳目的；2）实现电机负载节能启动无功补偿的智能化，使用更加方便。
它的应用领域为电力系统的配电网络，重负载电机所有需要启动及无
功补偿的地方。
电机在不采取任何措施直接投入电网时，起动电流倍数 Ist/IN
值一般为 4~7，起动转矩倍数 Mst/MN 值一般为 0.9~1.3，即起动电流
大而起动转矩不大，起动性能较差。
为什么起动电流大而起动转矩不大？原因是：起动时 n=0,s=1,
旋转磁场以同步转数切割转子绕组，产生很大的转子电动势 E2 和电
流 I2，因而定子起动电流很大。由转矩公式 Mem=CMΦmI2cosφ2 可
知，起动时，由于定子起动电流大，定子阻抗压降大，是定子电动势
E1 变小，则磁通Φm 变小；又由于此时转子功率因数φ2=tg-1sx2σ
/R2= tg-1x2σ/R2(x2σ漏抗)，而 R2《x2σ,所以φ2≈900，即 cos
φ2 很小，代入转矩公式 Mst 不大。
因此，为了改善电动机的起动特性在电网容量不够大时，则采有
降压起动。降压起动对电网电压波动在 5%，直接起动对电网电压波
动在 10%。损失的是系统的无功功率，改善适时的有效的无功功率分
级补偿，就从根本上解决电压损失过大电机启动困难
（3）无功功率补偿的优化设计
由于电机起动时负载电动机负荷变化较快，采用投切电容型无
功补偿装置进行无功补偿时，必然 要频繁地进行电容投切，智能型电
能质量优化动态无功补偿装置采用零电流投入的新技术，解决了 电容投入时的过电压和过电流的问题，同时具有响应时间快（可以在
20ms 内完成电容器的 投切），使得电容器和装置的寿命大大延长，
同时具有极高的补偿效果。因此，电容在投入和 切除的过程中，对
装置本身和负载不会造成任何影响。
二、产品的创新性、先进性和独特性
（1）理论创新
电机在启动的瞬间因电机阻抗和启动惯量很大，导致供电电网的
压降急速下降，电流急速上升，而此时损失的是无功，为使电压质量
在启动的过程中保持一个平稳，我们采用与软启动装置配合完成的分
级补偿的装置，达到稳定电网电压，降低起始电流，提升无功的节能
效果，电机功率越大（万千瓦以上），社会节能效果越明显。
磁放大器的铁芯伏安特性，电流与电压的变化关系。
随着磁放大器的电压增大，在 a 点以前，I 和 V 成线性关系，在
a点以后，电流急需增加，磁放大器的电压增加很少。△V/ △I=r+jXL,
因为 x>>r，所以︱△V/ △I ︱=XL，也就是说，磁放大器的输出值 X
变得很小，这种情况主要是磁放大器磁通饱和造成的。这就是磁放大
器的基本原理。
在放大器的原理基础上增加电压电流判据信号，该信号针对的是
系统和设备的运行过程，适时的进行电容的投切，该投切时易形成事
故，这也是该项目分级、过零 、延迟切换的关键控制所在。
调节电能质量优化控制软启动装置交流绕组（工作绕组）电感或电抗的方法是通过改变铁芯的直流励磁改变铁芯的导磁率实现的，同
时与电容器组的投切技术相关。
利用电能质量优化控制软启动装置的可调节性，进行分级投切电
容器组，最终完善电机启动成功，发出指令，电容器组全部退出，启
动成功。
电机起动开始时，只要在控制器上预先设置起动参数，控制器内
的计算机就可以按照设置进行运行，根据电压、电流传感器采集的信
号控制直流回路电流的大小和电流的变化的速率，从而改变电能质量
优化控制软启动装置的输出值和变化速率，起动的同时，电容器补偿
系统可根据系统实时的功率因数值动态调节电机侧应补无功的大小，
从而增大电能利用率提高电机起动转矩。起动成功后，控制器发出信
号由旁路开关短接电能质量优化控制软启动装置两端。这时，外电压
全部加在电机上，电机正常运转。起动成功后亦可将电容补偿系统投
入整系统，提供无功就地补偿功能达到有效、实时节能的目的。
（2）应用创新
电能质量优化控制软启动装置突出特点：
1）起动回路电流一般小于 1.5 倍电机额定电流（2 系列一般小
于 2 倍），最小可达到额定电流；
2）起动时电网的压降一般在在 5%-12%之间；
3）对电网容量要求很低，显著减小变压器安装容量，大幅降低
一次设备投资；
4）起动转矩大，可满足不同负载的要求；5）可连续起动，重复精度高；
6）无谐波，电网波动小，基本不影响电能质量；无附加有功损
耗；
7）全密封，不受环境限制，安全可靠，寿命长，基本免维护。
陕西英强电气自动控制技术有限公司
技术部
2013-9-2
