1、引言
電動機的起動過程是指電動機得電後，電動機轉速由靜態(零速)逐漸加速，直到穩定執行狀態的過程。對於高壓大功率籠型非同步或同步電動機的起動，實際應用中工程技術人員常考慮兩個方面的問題：
(1)電流衝擊的問題
一般地，籠型電機直接起動電流大約為電機額定電流的5～7倍，過大的起動電流衝擊將對電網、負載及電機本身產生較大的影響;同時短時壓降可能大於15%甚至更大。如此一來，嚴重影響到同臺變壓器供電的其它負載。同時過大的壓降，導致電機端電壓過低，起動轉矩不夠，電機起動失敗;過大的起動電流使電機內部過熱，電機溫升過高，加速電機繞組絕緣過熱老化。
(2)機械衝擊的問題
籠型電動機直接起動時，起動電磁轉矩約為額定電磁轉矩的1.4～2.4倍。直接起動產生較大的機械衝擊，會使整個傳動系統受到過大的扭矩力衝擊，容易損壞裝置或縮短裝置的使用壽命。如轉子籠條斷裂、變速箱齒輪打壞、轉軸變形等等。因此在很多工況中，如空壓機組、風機水泵類負載，並不需要太大的起動轉矩，所以要設法減小起動電磁轉矩。
因而在電動機起動的實際工程設計與應用中，我們總是試圖滿足以下幾個方面：
①初始起動電磁轉矩小，起動過程平均電磁轉矩足夠大;
②儘可能地限制電機起動電流;
③起動裝置安全可靠，操作方便，經濟實惠;
④起動過程功耗小，無諧波汙染等等。2高壓籠型電動機液態軟起動產品原理與效能
2、液態軟起動技術
2.1液態軟起動技術的電氣原理
電動機起動過程中，在電動機定子迴路串接液體電阻，起動電流在液體電阻上將產生電壓降，降低了電動機定子繞組上的電壓，起動電流也得到減小，從而達到對主電機降壓限流的目的。
定子側串入液變電阻本質上屬於降壓起動。對於大功率高壓籠型電動機及同步機而言，在電網短路容量及變壓器容量不是足夠大或瞬時機械衝擊過大時，是最佳起動方式之一。
2.2液態軟起動產品的工作原理
電機起動時，在電動機定子迴路串入一特製液體電阻，該電阻在電機起動初始時刻自動投入，阻值在預定起動時間內均勻無級減小，並在阻值幾近為零時刻切除，實現限制主電機電流及電機轉速無級勻滑上升的目的。
【特性分析】
對於電機降壓限流起動，這裡用串可變液阻與串分級切換阻抗作對比定性分析。
(1)圖中起動曲線與橫座標軸(電磁軸)及縱座標軸(轉速軸或轉差率軸)包絡的面積大小，反映了起動過程平均電磁轉矩大小，二者成正比關係。
(2)圖中起動曲線與橫軸交叉點(Mq1、Mq2、Mq3、Mq4、Mqe)為起動初始電磁轉矩。ML為額定負載轉矩，對應的轉速為電機額定轉速(Ne)。Mm為最大電磁轉矩。
(3)起動電磁轉矩大小反映初始起動電流大小，平均電磁轉矩大小反映起動時間長短。從上圖串可變液阻降壓起動特性曲線可以看出，其初始起動電磁轉矩很小，平均起動電磁轉矩足夠大，因此初始起動電流小，而起動時間不長。
2.4高壓電動機可變液阻軟起動所面臨的問題
(1)電化學效能與導電介質的穩定性;
(2)液溫變化對電液飽合度及阻值的影響;
(3)電液的發熱、散熱與液箱容積;
(4)起動過程中電液阻值在變化中的三相平衡性;
(5)柔性傳動中的極板運動及限流響應速度;
(6)電機拖動理論與電機過渡過程的分析與研究;
(7)電氣絕緣與安全性。
2.5產品效能特點
(1)起動過程可預測
以電機拖動理論建立的數學模型為基礎，採用計算機模擬技術，通過向計算機輸入電機、電網、負載三大引數，調整液阻值變化規律，可獲得電機起動過程的特性曲線(如電流、轉速、電網電壓、電磁轉矩等)。輸入不同的液阻變化規律，就可獲得不同效果和起動特性曲線，可獲得一組最佳的起動曲線，對應的液阻變化規律作為控制的依據。從而實現起動過程的預知預測，達到最優化控制的目的。
(2)起動電流與起動時間可控制
電機起動電流與起動時間是兩個互為反比的引數，起動電流大則起動時間短，起動電流小則起動時間長。使用者根據電網容量大小及實際工藝與裝置要求，有時要求起動電流盡可能小，時間長一點沒關係;有時要求起動時間儘可能短，電流可以稍微大一點，而可變液阻起動產品正是通過調整電液濃度、改變PLC控制程式、調整動極板初始位置、調節減速節比等手段來控制電機起動電流大小，以滿足使用者不同的要求。
(3)對工況條件變化及液溫變化的可調整
其一，除錯或使用中，當用戶實際工況發生變化，可變液阻軟起動產品可以通過簡單的現場調整，使電動機起動效果依然保持最佳。
其二，液阻值大小與電液溫度成反比，因季節變換或重複起動引起的電液溫差，會導致電液初始液阻值有較大變化，引起起動效果有很大的.不同，甚至導致起動失敗。可變液阻軟起動產品具有液溫檢測及阻值自動校驗調整功能，以確保每次起動效果的相同性、穩定性及可靠性。
(4)二次控制採用PLC控制，PLC引進原裝西門子可程式控制器，可實現遠端通訊及計算機集中控制，滿足DCS系統控制要求，實現現代化通訊管理及控制要求。
(5)產品熱容量大，可塑性好，可恢復性強，可重複性好，經濟、實用。
(6)產品安全可靠，操作簡單，維護方便。
(7)具有液位、液溫檢測與顯示、起動時間過長、極板超程、綜合報警等告警功能，同時有完善的裝置電氣聯鎖保護功能。
(8)同高壓開關櫃配合，可實現過電流、速斷、短路、差動、零序、欠壓、過壓、網內操作過電壓、雷擊等保護功能。
(9)絕緣耐壓嚴格執行國家標準，出廠試驗嚴格要求。
3、工程中常見的起動方式對比分析
按照電機拖動理論，電動機的起動有這麼三種方式：全壓直接起動、降壓限流起動、變頻變壓(VVVF)起動。
3.1對於額定電壓直接起動制接通電源既可，簡單經濟，基本不需要什麼投資。
但是全壓起動主要的問題是：起動電流大(約為5～7IN)，起動轉矩衝擊大(約為1.4～2.4TN)，這在前面已經講過。而且能否全壓直起，還受到很多因素和條件的限制：比如，交流電網短路容量、供電變壓器容量、供電線路長度、其它負載對電壓穩定性要求、起動是否頻繁、拖動系統轉動慣量、電業部門相關的要求與規定等等。
3.2降壓限流起動
(1)電抗器起動機械特性較硬，起動電流大，工況適應性差，成功率低。電抗器一般根據使用者提供的電機及負載引數製作，一次成形，引數不可調節。
(2)自耦變壓器起動機械特性也比較硬，起動電流較小，平均起動電磁轉矩小，不允許連續起動及頻繁起動，一般有三種抽頭可供選擇，但難以保證電機起動效能最佳，甚至有可能滿足不了起動要求。而且對工況變化不可能做到最佳的適應性調整。
3.3高壓變頻起動
變頻器可最大限度地限制電機的起動電流，減少電網壓降，可實現恆轉矩及變轉矩起動。應該說，在各種起動方式中，變頻器的起動效能是最優秀的。
但也有一些不足之處。比如：電壓等級與容量有限，且當前主要依賴進口，一次投資和維護成本均高。執行中產生諧波汙染。對電機本身的影響。PWM調製導致高du/dt，及高頻電壓分量損壞電機的絕緣，影響電機壽命。高次諧波引起電機發熱，使電機不能滿足出力執行。因而高壓變頻器用於短時的電機起動，其一次投資與收益極不平衡，因此工程實際應用並不是很廣泛。
(4)其它起動方式
①液力耦合器利用能耗轉差調節原理，起動時負載與電機主軸脫離，相當於空載全壓起動。電機全速執行後，通過調節液力耦合器工作腔內的油量實現柔性連線，逐步升速。
②電動機組採用同極小容量非同步機作為輔機，容量約為主機的5～15%。用輔機將主機拖到一定轉速後，主機投入電網後切除輔機。
4、高壓軟起動技術創新與新產品
——閉環恆流液態軟起動與人工智慧化
4.1系統硬體結構框圖與工作原理
由可程式控制器PLC採集主電機M的起動電流訊號、電網電壓、液態軟起動系統相關訊號，經過PLC程式進行計算和邏輯處理，控制執行電機適時的改變液體電阻的效果，從而達到閉環恆流軟起動。同時PLC將相關資料通過PC/PPI通訊協議傳輸給計算機(PC),計算機對這些資料進行處理，產生所需的各種起動曲線、資料報表、起動過程動態顯示，並可實現對整個傳動系統的監控。實現人工智慧化。
4.2效能特點
(1)閉環恆流起動控制技術
①電液初始阻值的自動校驗與調整：起動開始前，由PLC根據電液溫度情況，控制傳動機構執行，調整電液箱內動極板的初始位置，來確定起動初始的電液阻值，這是確保獲得相同的良好起動效果的前提。
②起動電流的事先預置和設定：預先通過PLC程式設定合理的引數，起動時對主電機起動狀態進行取樣，經PLC計算、分析及邏輯處理後，輸出控制傳動電機，驅動導電極板實現極板的複雜運動以自動調整電阻值，從而達到控制主電機按照預先設定電流進行恆流起動的目的。
③可最大程度地降壓限流恆流軟起動，以滿足和保證弱電網系統下的大容量電動機的成功起動。
(2)智慧化人機介面技術
①採用KINGVIEW6.0組態軟體，編制液態軟起動裝置上位機程式(組態)。將起動過程分為七個動態顯示畫面選擇介面(主選單)、起動介面、曲線介面、起動監視、執行資料、系統幫助等。
②實時顯示電網電壓、主電機電流、執行電流、電液溫升曲線，並可對曲線進行儲存、查閱、列印。
③起動及執行過程中資料動態記錄與實時顯示，如：電網電壓、起動電流倍數、起動電流峰值、起動時間、初始起動電流、電液溫度等。
④人機對話功能，可實現軟起動裝置的遠端介面控制，如手動試驗極板升降、緊急停機等。
⑤電網電壓、起動電流、液溫實時棒狀圖動態顯示功能。
⑥系統執行狀態及實時資料可歷史查詢。
⑦人機介面的幫助系統，即人機介面的使用說明書。
目前該產品已廣泛應用於石油化工、冶金、礦山、建材、供水、製藥、造紙等行業的風機、水泵、磨機、傳輸機等多種負荷上。產品覆蓋全國並出口東南亞、中東、非洲等地區，產品效能已十分穩定。