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高新技术改造传统产业

需求背景

电机在起动过程中功率因数非常低，使得电机在起动过程中将消耗电网大量的无功，因此电机直接起动时起动电流通常为电机额定电流的6～7倍，大量无功功率的消耗会引起电网电压的下降，如果起动过程中电网压降过大，将对电网中其他设备的正常使用造成严重影响。TCS降补固态软起动装置用于实现电机的软起动，主要包括降压器、无功发生器、降压控制柜及无功控制柜，电机及无功发生器并联回路经降压器接入电网，通过无功发生器提供电机消耗的部分无功功率来降低起动电流，通过降低机端电压的方式减小母线电流。

目前，只要用户提供的电网、电机、负载参数准确，就可以做到TCS降补固态软起动装置的精确选型，能保证现场的顺利起动。但实际情况是往往现场工况复杂多变，有很多用户甚至连自己都不确定电网、电机、负载情况到底是什么样的状态，这就导致TCS降补固态软起动装置在调试初期(或者是后期使用中)可能会出现几次反复带载开机起动的情况，以便找到最佳的起动参数匹配，无法实现一次顺利起动。

需解决的主要技术难题

1. 精确控制问题：要实现电机的软起动，需要精确控制电机的起动电流和起动时间。如果控制不准确，可能会导致电机起动不平稳，对电网造成冲击，或者对电机本身造成损坏。
2. 无功功率补偿问题：在电机起动过程中，需要消耗大量的无功功率。如果不能有效补偿无功功率，将会导致电网电压下降，影响其他设备的正常运行。因此，如何实现无功功率的有效补偿，是TCS降补固态软起动装置制造过程中的一个重要难题。
3. 热设计问题：TCS降补固态软起动装置中的电力电子器件会产生大量的热，如果不能有效散热，将会导致器件温度升高，影响其性能和使用寿命。因此，如何进行有效的热设计，是制造过程中的另一个难题。
4. 可靠性问题：TCS降补固态软起动装置需要在高压和恶劣环境下稳定运行，因此需要采取一系列措施来保证其可靠性。例如，需要选用高质量的元器件，进行充分的测试和验证等。
5. 可维护性问题：TCS降补固态软起动装置需要具有较高的可维护性，方便用户进行安装、调试、维修等操作。如果可维护性不好，将会增加用户的操作难度和维护成本。
6. 成本问题：TCS降补固态软起动装置的制造成本较高，需要采用先进的制造工艺和选用高性价比的元器件等措施来降低成本。

期望实现的主要技术目标

1. 高效性：TCS降补固态软起动装置应高效工作，减少电机在起动过程中的无功消耗，从而降低电网电压的下降幅度，避免对电网中其他设备的正常使用造成严重影响。
2. 稳定性：TCS降补固态软起动装置应能在各种环境和条件下稳定工作，包括高电压、大电流等极端条件。同时，装置的可靠性也应该得到保证，以防止频繁的故障或损坏。
3. 安全性：TCS降补固态软起动装置应配备完善的安全保护措施，如过载保护、短路保护、欠压保护等，以确保操作人员和设备的安全。
4. 易用性：TCS降补固态软起动装置应设计用户友好的界面和操作流程，使操作人员能够轻松地使用和维护装置。同时，装置应具备远程监控和调试功能，以便于集中管理和控制。
5. 经济性：在满足功能和性能要求的同时，TCS降补固态软起动装置的成本应尽可能低，以便提高产品的竞争力。这可能涉及到采用低成本的组件和材料、优化设计和生产工艺等方面。
6. 可扩展性：为了适应未来的需求和技术进步，TCS降补固态软起动装置应设计成可扩展的，能够方便地进行升级或扩展。这可能涉及到增加新的功能、提高性能、兼容新的电机类型等方面。
7. 环境友好性：TCS降补固态软起动装置应符合环保要求，如低噪音、低辐射等，以减少对环境的影响。同时，装置的报废处理也应考虑到环保因素，如可回收利用、无害化处理等。

需求解析

解析单位：湖北省襄阳市 解析时间：2023-10-30

赵亮

襄阳市科协

主任

综合评价

该技术需求背景介绍和需要解决的主要技术难题分析比较清晰，研发内容和期望实现的技术目标明确。 开展的项目研究对行业技术提升具有重要的现实意义，项目研究成功对推动行业的技术进步具有重要的意义。 企业综合实力较好、研发实力较强、发展前景好。技术需求真实，市场潜力大。

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