／機械工業(yè)北京電工技術經(jīng)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(chǎn)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(wǎng)、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(chǎn)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(chǎn)的高度規(guī)?；㈦娏ο到y(tǒng)高度網(wǎng)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(chǎn)高度規(guī)?；媾R的保護電網(wǎng)、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(lián)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(lián)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(xiàn)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(chǎn)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(xiàn)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(tǒng)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(lián)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(lián)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(xiàn)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(chǎn)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(nèi)，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(lián)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(lián)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(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從總的發(fā)展趨勢來看，容量越來越大，國內(nèi)已經(jīng)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(lián)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(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)，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(chǎn)品應用涉及到我國國民經(jīng)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(chǎn)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(jīng)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(jīng)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(chǎn)品，如美國的AB公司生產(chǎn)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(xiàn)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(chǎn)品前幾位仍然被西門子、ABB的外資企業(yè)占據(jù)，但是國內(nèi)企業(yè)也表現(xiàn)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(shù)少、占有率高，但是到目前電子軟起動器國內(nèi)的生產(chǎn)廠家很多，在激烈的市場競爭中已經(jīng)形成各具產(chǎn)品特色的了著名企業(yè)。從應用行業(yè)上看，大禹的產(chǎn)品在鋼鐵行業(yè)具有優(yōu)勢，追日的產(chǎn)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(jù)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(jīng)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(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)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(jīng)逐漸威脅到軟起動器的市場首選地位?，F(xiàn)在，我國變頻器的國產(chǎn)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(chǎn)品更新?lián)Q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(chǎn)業(yè)趨同化現(xiàn)象嚴重，產(chǎn)品生產(chǎn)出現(xiàn)過剩，能源、原材料利用率降低，經(jīng)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(chǎn)業(yè)結構調整與資產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)品不斷發(fā)展以及智能電網(wǎng)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(chǎn)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(lián)盟應運而生

在上述形勢的推動下，為了解決提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展集中度、突出產(chǎn)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(tǒng)一軟起標準、促進軟起行業(yè)協(xié)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(tǒng)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(lián)盟”應運而生。

2012年3月29日，由中國電器工業(yè)協(xié)會牽頭組織、依托湖北產(chǎn)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(lián)盟”（以下簡稱軟起動聯(lián)盟）。截止2014年，軟起動聯(lián)盟已經(jīng)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(lián)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(chǎn)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(lián)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(xiàn)在，軟起動聯(lián)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(lián)盟組織行業(yè)制定了聯(lián)盟標準的管理辦法，探索聯(lián)盟標準的制定工作。

在標準研制的基礎上，軟起動聯(lián)盟與龍頭企業(yè)開展了題目為“電機軟起動設備及系統(tǒng)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(lián)盟建立了“中國軟起動聯(lián)盟網(wǎng)”，并出版了行業(yè)內(nèi)部雜志《中國軟起動》。同時開展行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)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(lián)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(lián)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(chǎn)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(lián)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(lián)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(lián)盟的發(fā)展希望，軟起動聯(lián)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。