／機械工業(yè)北京電工技術經濟研究所 徐元鳳／

軟起動是一個新興的、多學科相互交叉的高科技產業(yè)，是制約新興工業(yè)發(fā)展水平的基礎裝備之一，通過應用電力電子技術、微電子技術、信息技術、電機變壓器技術、電力自動化技術以及它們的集成解決電機起動中的電網、電機和機械負荷問題。所涉及的工業(yè)控制設備、節(jié)能設備、機床電氣設備、傳感儀表等60多種產品廣泛應用于冶金、化工、機械、建材、煤炭等各個領域。工業(yè)生產的高度規(guī)模化、電力系統高度網路化，推動了軟起動技術的發(fā)展，軟起動技術可以解決工業(yè)生產高度規(guī)模化所面臨的保護電網、電機安全起動運轉、拖動負載機械等一系列問題，有效促進裝備制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，對推動節(jié)能減排工作做出重要貢獻。

一、電機軟起動技術概述

軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯晶閘管及其電子控制電路。運用不同的方法，控制三相反并聯晶閘管的導通角，使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實現不同的功能。電動機軟起動器已有30年歷史，1992年西安西普電力電子有限公司首先研制出工業(yè)化的交流晶閘管電動機起動器產品，并以“電動機軟起動器”這一名詞予以推廣。機械行業(yè)標準JB/T 10251《交流電動機電力電子軟起動裝置》也對晶閘管電動機軟起動器做了明確定義，定義為“交流電動機電力電子軟起動裝置”（AC Power& Electronic Motor Softer Starters），現在市場上廣為流傳的“電動機軟起動器”一詞由此得來。國際電工委員會在1955年對晶閘管電動機軟起動器制定了相關標準IEC 947-4-2，標準中將其名稱統一為“交流半導體電動機控制和起動器”（AC Semi-conductor motor controllers and starters）, 中國標準GB 14048.6-2008《低壓開關設備和控制設備 第4-2部分：接觸器和電動機起動器 交流半導體電動機控制器和起動器（含軟起動器）》采用了IEC標準，對于軟起動的定義是：“串接于電源與被控電機之間的三相反并聯晶閘管及其電子控制電路，運用不同的方法，控制三相反并聯閘管的導通角，使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化，從而實現電機平滑起動?！辈捎眠@類技術形成的控制裝置通稱為低壓電子固態(tài)軟起動器。目前，我國正在制定“電動機軟起動裝置術語”（20130654-T-604），將對軟起動器有一個更加全面的定義。

按照常規(guī)的技術分類方法，可以將軟起動技術從低端通用技術到高端技術分為降壓軟起動、降補軟起動和變頻軟起動。軟起動器在理論上可以做到無限大容量，因此，低壓軟起動器產品容量一般取決于交流低壓電動機的制造水平，通?？梢宰龅?00kW/380V。高壓（3300V以上）范圍內，目前能夠做到的最高電壓等級為20kV，最多容量為300MW。在可靠性方面，由于大功率半導體制造和晶閘管并聯技術已相當成熟，因此在低壓領域軟起動器的可靠性已相當高。在高壓和超高壓領域，由于晶閘管串聯技術的復雜性，可靠性略低。

目前，大型電動機的廣泛應用及技術的進步有力推動著產業(yè)的發(fā)展。從總的發(fā)展趨勢來看，容量越來越大，國內已經從5000kW陸續(xù)解決到了40000kW電動機起動的問題；性能越來越好，如起動電流，串聯電抗器可以做到3pu，熱變電阻可以做到2.5pu，降補裝置可以做到1.5pu。但是，從總體上看，我國有效解決問題的技術手段還相對單薄，只有各種降壓起動技術，其技術含量偏低，技術性能也不高，相對較高技術含量的降補軟起動技術目前只掌握在個別企業(yè)手里，高端變頻軟起動技術基本掌握在國外大企業(yè)手中。我國高端產品的研發(fā)與生產能力嚴重不足，尤其是高壓大容量的變頻軟起動技術，基本還被國外公司壟斷。雖然部分軟起動的龍頭企業(yè)在努力推進高壓大容量電動機變頻軟起動技術的研發(fā)與產品開發(fā)，積極參與市場競爭，但是從研發(fā)、運行到使用、成規(guī)模生產，還需要相當長的時間。所以，我國目前的軟起動技術水平與國外先進技術之間還有很大差距，行業(yè)的研發(fā)能力與市場需求之間也存在巨大的差距。

二、軟起動行業(yè)發(fā)展

軟起動行業(yè)在20世紀90年代進入中國市場，1993年我國電動機軟起動裝機市場容量不足1億元，2000年后開始迅速發(fā)展， 2009年高、中、低壓軟起動器總體市場規(guī)模已達到18.6億元人民幣左右。到2011年，僅中國高壓大功率軟起動行業(yè)市場規(guī)模就為39.37億元。目前，軟起動產品應用涉及到我國國民經濟多個領域，屬于基礎行業(yè)，行業(yè)的市場發(fā)展不可避免受到上下游各領域的影響。軟起動產品主要應用于電力、冶金、建材、機床、石化和化工、煤炭等主要行業(yè)，這些行業(yè)的市場容量占整個中國軟起動市場的61%左右。經過幾十年的發(fā)展，晶閘管在技術、價格和可靠性3個方面都得到了長足的進步，目前世界先進技術國家晶閘管已做到6inch（Φ150mm）/4600A/8500V的水平，價格也大大降低，特別是可靠性已經很成熟，這就為軟起動器的問世打下了基礎。在這個背景下，各國均紛紛研制出自己的軟起動器系列產品，如美國的AB公司生產的3～2000kW的交流調壓式電力電子軟起動器，英國的CT公司，法國的TE公司、施耐德公司，德國的AEG公司及西門子公司，瑞典的ABB公司等，并且在工業(yè)應用領域得到廣泛的應用。因此，可以說晶閘管軟起動器的出現是當今電力電子器件制造技術長足發(fā)展的結果。

從市場份額看，中國軟起動市場雖然仍然是國外品牌比較有優(yōu)勢，高端產品前幾位仍然被西門子、ABB的外資企業(yè)占據，但是國內企業(yè)也表現出強勁的增長勢頭。2009年的時候，軟起動市場相對集中，外資企業(yè)品牌數少、占有率高，但是到目前電子軟起動器國內的生產廠家很多，在激烈的市場競爭中已經形成各具產品特色的了著名企業(yè)。從應用行業(yè)上看，大禹的產品在鋼鐵行業(yè)具有優(yōu)勢，追日的產品在市政領域有優(yōu)勢，在礦山機械應用中形成優(yōu)勢，品牌效應鮮明，各占據一定的市場份額。從技術上看，2012年大力研制出4萬kW大功率變頻軟起動器，成功替換原西門子的同步變頻軟起動裝置，有力推動了中國軟起動領域的技術發(fā)展。

雖然軟起動行業(yè)以其成本較低、使用方便等優(yōu)勢，在中國已經打開了廣闊的市場。但是隨著我國電力的快速發(fā)展以及智能電網的全滿實施，行業(yè)面臨著新的機遇與挑戰(zhàn)，優(yōu)勝劣汰、資源重組的局面正在形成。軟起動器主要解決電動機起動時對電網的沖擊和起動后旁路接觸器工作的問題，對電機有較好的保護作用，但節(jié)能效果不是特別明顯。隨著中國變頻器產業(yè)的崛起，變頻器的整體價格正在大幅下降。近幾年來，變頻器已經逐漸威脅到軟起動器的市場首選地位?，F在，我國變頻器的國產化進程正在快速崛起，質量穩(wěn)定性進步很快，加上服務和成本上的優(yōu)勢，變頻調速的性價比高，質量和價格的競爭優(yōu)勢越來越明顯，軟起動器面臨的替代壓力越來越大，科技進步帶來的產品更新換代將會是一個趨勢。同時，軟起動行業(yè)中價格競爭的局面還在不斷延續(xù)，地區(qū)產業(yè)趨同化現象嚴重，產品生產出現過剩，能源、原材料利用率降低，經濟效益越來越不明顯，導致大部分企業(yè)缺乏足夠的行業(yè)競爭力。因此，企業(yè)如何對自身發(fā)展目標作正確定位，行業(yè)中大部分條件一般的企業(yè)如何重點考慮產業(yè)結構調整與資產重組都成為越來越急迫的問題。

在“十二五”的大形勢下，企業(yè)必須對產品結構進行調整、對科技研發(fā)工作加大投入，在高壓軟起動新技術、新產品不斷發(fā)展以及智能電網發(fā)展和安全用電日益重視大背景下，高壓大功率軟起動器的研發(fā)和制造將成為軟起動行業(yè)發(fā)展的必然方向。我國高壓大功率行業(yè)只有不斷加大科研與新產品研發(fā)投入，不斷加大基礎共性技術研究，快速提高企業(yè)自主創(chuàng)新能力，才能保證軟起動行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提高軟起動行業(yè)市場核心競爭能力。

三、軟起動聯盟應運而生

在上述形勢的推動下，為了解決提高產業(yè)發(fā)展集中度、突出產業(yè)規(guī)模優(yōu)勢、提高軟起行業(yè)創(chuàng)新力和競爭力、制定統一軟起標準、促進軟起行業(yè)協調發(fā)展、引導軟起動行業(yè)有序競爭、引領軟起動行業(yè)向節(jié)能化、智能化、系統化方向發(fā)展等問題，急需要一個行業(yè)組織來完成這項行業(yè)整合、引領工作，“中國電器工業(yè)軟起動設備技術聯盟”應運而生。

2012年3月29日，由中國電器工業(yè)協會牽頭組織、依托湖北產業(yè)集群和全國多家企事業(yè)單位、大學、科研院所共同成立了“中國電器工業(yè)軟起動設備技術聯盟”（以下簡稱軟起動聯盟）。截止2014年，軟起動聯盟已經成立兩年有余，作為電工電子學領域一個新的行業(yè)組織，軟起動聯盟深入學習貫徹國家決策部署，認真貫徹落實《工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃》中，發(fā)展“ 重點節(jié)能工程（三）電機節(jié)能改造工程”精神，以國家加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)為契機，不斷加強服務意識，貫徹落實相關政策、措施，為政府做好支撐；不斷拓展工作領域、調整軟起動聯盟發(fā)展方式方法，為行業(yè)做好服務；不斷順應市場需求和變化，注重技術研討和交流，為行業(yè)技術發(fā)展做好引領。在理事單位、會員單位的共同努力下，各項工作逐步開展、有序拓展，深入發(fā)展，為軟起動在各個行業(yè)的應用和發(fā)展，特別是對我國節(jié)能減排方面工作做出積極貢獻。

現在，軟起動聯盟以標準為主體，以科研、信息為輔助，探索形成“一體兩翼”的發(fā)展模式。目前軟起動行業(yè)正在制定“電動機軟起動裝置術語”、“電動機軟起動裝置型號編制方法”、“大型電動機同步軟起動裝置”等7項國家標準，同時為了規(guī)范行業(yè)的發(fā)展，軟起動聯盟組織行業(yè)制定了聯盟標準的管理辦法，探索聯盟標準的制定工作。

在標準研制的基礎上，軟起動聯盟與龍頭企業(yè)開展了題目為“電機軟起動設備及系統關鍵技術標準研究”的科學研究工作，初步確立了行業(yè)的標準、技術發(fā)展規(guī)劃。為了加快信息的流通速度、加大行業(yè)的緊密度，軟起動聯盟建立了“中國軟起動聯盟網”，并出版了行業(yè)內部雜志《中國軟起動》。同時開展行業(yè)數據統計工作，力爭為行業(yè)的良性競爭和行業(yè)發(fā)展提供客觀、科學的支撐。

在“一體兩翼”發(fā)展的同時，軟起動聯盟非常注重與政府、行業(yè)的溝通和交流，2013年參與了中國機械工業(yè)聯合會主辦的《裝備制造業(yè)節(jié)能減排技術手冊》的編制，將軟起動技術成功納入第二篇第三章中。2014年參與了國家標準化管理委員會“質檢公益性行業(yè)科研專項標準化項目規(guī)劃制造業(yè)和戰(zhàn)略性新興產業(yè)領域”編制工作，力爭把軟起動行業(yè)推到更大的舞臺。成立兩年多，軟起動聯盟秘書處組織行業(yè)專家走訪了10家軟起動龍頭企業(yè)，深入、充分地了解軟起動面臨的發(fā)展局面，為企業(yè)的發(fā)展出謀劃策。

軟起動聯盟自成立以來，取得了一定的成績，也走了一些彎路。但是，在探索中，可以清晰地看到行業(yè)發(fā)展方向和聯盟的發(fā)展希望，軟起動聯盟將在緊貼市場需求、引領行業(yè)科學發(fā)展的原則下推動軟起動行業(yè)發(fā)展。