MCR型高压软启动器

1、产品说明

    1.1：本产品为一种全新概念的MCR高压软启动器，它不同于电抗器式、液阻式、普通饱和电抗器式，可控硅串联式等高压软启动装置。由于采用了*的磁阀式饱和电 抗器技术，自耦励磁技术和光纤隔离技术，且无需辅助励磁电源，该装置不仅获得了比普通饱和电抗器更好的启动性能、更高的可靠性和对环境*适应能力，而 且体积更小，噪声极低（仅为60-70分贝）。
    1.2：MCR软启动器采用了全数字控制系统。友善的人机界面和*性使装置具有优异的可控性。是高压交流电机实现软启动的装置。我国已成为世界上 *个采用*磁阀式电抗器（MCR）实现高压电机软启动的国家。随着电力电子技术日新月异的进步，MCR软启动器将会越来越受到市场的推崇和亲睐！

2、产品特点

    2.1：良好的*性：MCR型高压电机软启动装置是闭环受控的智能启动装置，在不同时间，不同条件，不同环境下，在合理的电压波动范围内具有良好的*性。
    2.2：启动温升低：由于起动设备的主回路采用的是铁心电抗器的形式，同时励磁单元采用的全部都是高度可靠的低压电力电子元件，而且设计裕量很大，连续3－4次起动温升不超过50度。保证了产品的可靠性。

2.3：启动曲线顺滑可调。
2.4：启动电流曲线平稳优美。
2.5：启动噪声小。普通的高压软启动器噪声可达90分贝。而MCR软启动器        只有60分贝左右。
2.6：体积小。由于产品构造和原理的不同，MCR软启动器的体积比同等规格的普通软启动器小20%。

3、主回路构成与原理说明

3.1：主回路构成如图1所示：
    从图中可以看出主回路由串联于电源与电机之间的MCR以及用作旁路之用的真空接触器或真空断路器构成，MCR的调节是通过自耦于主线圈的励磁单元 来实现的，励磁单元的控制信号来自控制系统，控制系统与励磁单元之间的连接采用光纤形式，这是高压回路与低压控制回路的*接口，因此具有高度的安全性 能。

3.2：MCR是整个软启动装置中的核心单元，与普通铁芯电抗器和普通饱和电抗器不同，MCR是一种铁芯中具有多种截面的电抗器，截面较小的部分被称 为“磁阀”，MCR的铁心结构如图2所示，正是由于“磁阀”概念的引入使得极限励磁成为可能，也就是说，在MCR的铁心中磁阀部分可在极限饱和区连续调 节，使得电抗器的感抗大范围连续变化，而其它部分铁心则处于不饱和状态，正是这样一种铁心结构与工作原理，使得MCR与普通饱和电抗器比起来具有更低的噪 声，更小的谐波，更低的损耗，更快的响应速度，更线性的调节特性。

不仅如此，在励磁能量的来源上MCR采用了自耦励磁技术。而在普通的饱和电抗器里，励磁回路需要单独的低压电源。一方面，由于高压电机的容量很大，为励磁提 供的低压电源容量也相当可观，以1000KW电机的启动为例，需要提供的三项380V交流电源的容量为90KVA，如果电机容量进一步增加，这部分容量相 当可观，这不仅增加了投资，在很多场合也增加了实施的难度；另一方面，由于软启动用的电抗器都是采取短时工作制，不能*运行，如果由于各种原因导致设备 故障，这种电抗器上同时具有高压与低压绕组的设计，容易将高压电引入低压回路，导致事故放大，存在一定的安全隐患。而采用自耦励磁技术的MCR则不同，从 图3种我们可以看出，由于励磁回路自耦于高压回路，无需另外提供任何用于励磁的辅助电源，一套高压软启动装置只需提供一路220V/5A的控制电源即可， 而且即使发生意外，高压回路与低压回路之间的*连接就是三个光纤，具有高度的安全性能。

图3给出了自耦励磁技术的励磁回路接法，从图中可以看出，电抗器由一个四柱铁心和绕组组成，中间两个铁 心柱为工作铁心，Nk为控制绕组，N为工作绕组。由于可控硅接于控制绕组上，其电压很低，约为系统额定电压的1-3%，从而大大提高了运行可靠性。当工作 绕组两端接上交流电压时，控制绕组上就会感应出相应的电压，在电压的正半周T1导通，在电压的负半周T2导通，通过控制T1、T2的导通角即可控制直流激 磁，从而控制工作铁心的饱和度，导通角越小，

4、控制系统的组成

4.1：控制系统的组成框图，如图4：
该控制系统在西门子的S7-226 PLC控制器的基础上开发而成，具有高度可靠以及操作方便的特点，负责对软启动器进行恒流软启动的控制，在电动机的启动过程以及正常运行过程中为电动机以及软启动器提供全面的保护，并为用户提供全面而友善的人机界面管理。

4.2：控 制系统由CPU、电源、模拟信号转换与采集单元、PWM发生单元以及开关量输入输出单元等组成。模拟信号转换与采集单元将系统电流与电压采样送给CPU进 行恒流起动的闭环控制并完成各种保护，这些保护包括：起动保护（限制起动次数和电机起动时间）、过负荷保护、电流不平衡保护、过流保护、电机过载保护、电 动机断相保护、欠压/失电压保护、过电压保护等，控制系统还可以提供电流速断保护以及接地故障电流保护，不过这两种保护安装在前级开关柜中。开关量的 输入输出均通过继电器隔离以提高系统的抗*力。CPU通过控制光纤输出PWM信号的占空比来实现对MCR感抗的控制。人机界面的管理通过TP200操 作器进行，该操作器提供中文液晶界面，使用方便、直观。

5、启动特性

电流曲线如图5所示：

图5 所示为MCR型高压电机软启动装置起动10kv，925kw压缩机用异步电机的起动电流曲线。该压缩机用于吐哈油田的某注气站。该电机的额定电流为 69A，起动限流倍数为2.5倍，即172A，实际闭环电流为171A，闭环控制精度达到1%以上，起动用时12秒，起动过程平滑稳定，谐波电流较小，噪 声不到60分贝，控制性能优异。

图6所示为MCR型高压电机软启动装置用于起动6kv，1000kw循环泵用异步电机的起动电流曲线。电机额定电流为120A，起动限流倍数为2.6倍，起动时间14秒，噪声不到60分贝，起动过程平滑稳定。

6、产品前景

6.1：高可靠性为该产品走向市场提供了zui重要的保证。该 产品不同于液阻式、普通饱和电抗器式，可控硅串联式等高压软启动装置。该装置的主回路设备是一台*的磁阀式电抗器，主回路中没有开关设备也没有半导体电 子器件，且快速的闭环控制和完善精确的保护功能*克服了传统软启动器的诸多缺陷。不易损坏。是高压软启动器的一种技术革新。

6.2：高品质使该产品具有的优势。由于采用了*的磁阀式电抗器技术，自耦励磁技术和光纤隔离技术，且无需辅助励磁电源，该装置不仅获得了比普通软启动器更好的启动性能、更高的可靠性和对环境的*适应能力，而且在谐波，过载，损耗，体积，噪声等关键指标上具有明显的优势。

6.3：高性价比使该产品具有*的竞争力。虽然是一种高可靠，高品质的软启动器，但技术的革新却降低了产品成本。价格只是进口软启动器的1/2－1/3。且是人机界面的全数字化操作和控制，并实现与监控计算机的联网能力。

7、规格型号，外型尺寸