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浅论软启动技术在电机控制中的应用引言：软启动器结构简单，接线安装方便，成本低，是电动机启动与运行技术的发展趋势。
在工程应用中，可以根据电动机的启动特性和工艺要求灵活选择相应的启动方式和设备，不但可以解决启动电流大，启动特性不理想等问题，还可以使启动设备简化，控制可靠性提高.在对启动控制有一定要求的情况下，是首选的控制方案。
一、传统启动方式探究降压启动指的是在要启动电机时，使用星型接法，而在电机完成启动后，把星型接法改为三角型接法，这样电机启动电流就会大大降低，因此这种方法叫做降压启动。
而全压直接启动是将电机的定子绕组直接接入电源，这种启动方法非常迅速，效率较高，而且因为操作比较简单也最为常见。
这两种方式作为传统启动方式，存在着一定的弊端。
例如启动的设备比较复杂，启动过程中往往要损耗较大的能量，产生不必要的浪费。
同时又因为比较简单直接，有时必然会对电机元件产生损害，影响电机的使用寿命，甚至会留下一定的安全隐患，容易造成更加恶劣的影响。
对于电机的保护做的也不够好，在某些情况下会影响电机的正常工作，使电机的功能变得不灵敏。
这些弊端严重影响正常的生产生活，易引发故障甚至危险。
二、软启动技术在电机控制中的应用1、软启动技术运用先进技术的软启动器在主回路大多选择的是晶闸管调压电路，也就是有六个晶闸管，每两个晶闸管都是并联在一起，然后一起通过串接的方式连接在电机上，电机使用的三相供电。
这种软启动的流程是：启动器中的自动化控制系统负责接收指令，随后会自动开始计算过程，如果计算结果达到触发要求，晶闸管就会发出信号，再遵照启动器的规定模式对电压进行调节，实现了控制电机的启动。
结束启动后，接触器就会动作，晶闸管跳闸，使电动机能够平稳启动，减少了电动机启动对电网的冲击。
2、电机控制中的软启动方式常见的软启动器的启动模式有：在负载较轻的情况下，可采用限流启动方式，限流启动方式就是把电机的起动电流控制在一定数值以下，设定输出电压从零开始，然后不断上升，当输出电流的数值到达预定数值时，输出电流维持不变，然后电压加大到额定数值，可以快速提升电机运转速度到额定数值。
电动机软启动器实用技术引言电动机是工业生产中常用的驱动装置，它们能够将电能转换为机械能，并广泛应用于各个行业中的风机、泵、压缩机等设备中。
然而，电动机在启动过程中会引起较大的电流冲击，对电网和设备本身造成很大的负荷。
为了解决这一问题，电动机软启动器应运而生。
本文将介绍电动机软启动器的基本原理、工作模式以及其在实际应用中的优势和注意事项。
电动机软启动器的基本原理电动机软启动器是一种能够控制电动机启动过程的装置，通过控制电流的变化，实现了电动机从静止状态到正常工作状态的平稳过渡。
其基本原理是通过降低启动过程中的电流冲击，并控制电压和频率的变化来达到软启动的效果。
电动机软启动器的工作模式电动机软启动器的工作模式主要包括以下几个阶段：1.预充电：在启动之前，通过对电动机施加较低电压和频率的预充电，使电动机逐渐进入工作状态。
2.加速：在预充电完成后，逐步增加电压和频率，使电动机从静止加速到正常工作速度。
3.运行：一旦电动机达到正常工作速度，电流和功率会逐步稳定下来，进入正常运行状态。
4.停止：在需要停止电动机时，软启动器会逐步降低电流和功率，实现平稳停止。
电动机软启动器的优势相比于传统的直接启动方式，电动机软启动器具有以下几个优势：1.降低启动冲击：软启动器能够有效降低电动机启动时产生的电流冲击，减小对电网和设备的负荷，延长设备的使用寿命。
2.提高系统可靠性：软启动器能够控制启动过程中的电流和功率，避免电动机在启动时造成电网的不稳定和电压的波动，提高系统的可靠性。
3.节能环保：软启动器通过逐步增加电压和频率来实现电动机的启动，避免大电流启动带来的功率损耗，降低能源消耗，达到节能环保的效果。
4.控制灵活性：软启动器可以根据实际需求对电动机的启动过程进行精确控制，满足不同工艺要求和设备的需要。
注意事项在使用电动机软启动器时，需要注意以下几点：1.启动时间：软启动器需要一定的启动时间才能将电动机从静止状态加速到正常运行速度，因此在进行操作时需要合理安排时间。
电机软启动器工作原理
电机软启动器是一种用于控制电机启动的设备，它可以通过逐渐增加电机的电压和电流，实现平稳、无冲击的启动过程，从而保护电机和电网免受过大的启动电流冲击。
电机软启动器的工作原理基于晶闸管技术。
当电机启动时，软启动器会逐渐导通晶闸管，使电机的电压和电流逐渐增加，从而实现平稳的启动过程。
在启动过程中，软启动器会监测电机的电流和转速，并根据实际情况调整晶闸管的导通角度，以保证电机的启动过程平稳、可靠。
电机软启动器还具有多种保护功能，如过载保护、短路保护、欠压保护等。
当电机或电网出现异常情况时，软启动器会立即切断电源，保护电机和电网的安全。
电机软启动器广泛应用于各种工业领域，如水泵、风机、压缩机、输送机等。
它可以有效地减少电机启动时的冲击电流，延长电机的使用寿命，提高设备的可靠性和稳定性。
总之，电机软启动器通过控制电机的电压和电流，实现平稳、无冲击的启动过程，同时具有多种保护功能，是一种非常实用的电机控制设备。
电机软起动技术的应用分析摘要：本文以某大楼消防系统中喷淋泵、消火栓泵起动控制柜进行改造为例,依据设备的现状及运行中存在的问题，通过比较、分析，提出了技术先进、合理可行的改造方案，改造后提高了消防系统运行的可靠性。
为电机起动方式的选择提供了可借鉴的方法。
关键词：电动机软起动技术应用交流鼠笼型异步电动机是目前应用最为广泛的电气设备，他们的起动通常采用电阻降压起动、Y/Δ降压起动、自耦变压器降压起动等方式。
这些传统起动设备价格低廉，通常通过降低电动机的起动电压来降低起动电流，起动方式采用分步跳跃上升的恒压起动，起动过程中产生较大起动电流，影响供电电压的质量，造成供电线路损耗增大，对机械设备产生冲击。
对于容量较大的电动机，这些危害尤为严重。
电机软起动智能化技术的应用成功地解决了上述问题。
某大楼消防系统的喷淋泵、消火栓泵原来采用自耦变压器降压起动，现改为晶闸管软起动器起动，改造后起动平稳，运行可靠，保证了消防系统的有效、安全运行。
一、改造前运行方式及存在的问题某大楼消防系统有喷淋泵2台、消火栓泵2台，功率皆为37Kw，原采用自耦变压器降压起动，自1996年10月投入运行，到改造前已运行了10多年，因使用时间较长，起动系统中空气开关、接触器及电气线路老化严重，空气开关短路保护（瞬时及短延时）不能可靠动作，接触器有时有拒动现象，自耦变压器起动时发热严重，不能连续起动，设备亟待更新。
发生火灾时如果喷淋泵、消火栓泵不能及时起动，火情不能及时扑救，将危及楼内人员和设备的安全，损失严重。
二、解决方案针对喷淋泵、消火栓泵起动存在的问题，为保证消防系统的可靠运行，必须对起动方式进行改造，电动机的起动应满足以下条件：a. 电动机的输出力矩满足机械系统对起动力矩的要求，保证平滑加速，平稳过渡，避免破坏性力矩冲击；b. 起动电流满足电动机承受能力的要求，避免电动机过热，造成绝缘破坏或烧毁；c. 起动电流满足电网电能质量相关规范、标准的要求，减少电压暂降幅度，减少高次谐波含量等。
电机软启动原理
电机软启动是一种控制方法，旨在减少电动机在启动时的冲击力。
它通过逐渐增加电机的起动电压，使其平稳地加速至额定运行速度，避免了传统的直接启动方式中产生的冲击力和电网压力波动。
电机软启动的原理主要是通过控制电压的逐渐增加来实现。
在软启动装置中，一般会加入变压器或者电压控制器，通过逐渐提高电压的方式来驱动电机。
当电机启动时，起始电压较低，电机转速较慢，逐渐增加的电压使得电机逐渐加速。
这样可以避免电机在启动时突然受到过大的电压和电流冲击，降低起动时的应力和压力波动。
软启动还可以通过控制电压频率来实现。
在变频器控制下，可以逐渐增加输出频率，使得电机逐渐加速。
与变压器或电压控制器相比，变频器控制的软启动更加灵活，可以实现更精确的速度控制和启动特性调整。
电机软启动不仅可以减少启动时的冲击力，还可以降低电网压力波动，保护电机和其他设备。
它还有助于改善电动机的运行效率和寿命，减少能源消耗和维护成本。
总而言之，电机软启动通过逐渐增加电压或频率的方式实现电机的平稳启动，避免了启动时的冲击力和压力波动，保护了电动机和其他设备，提高了运行效率和寿命。
电机控制软开关技术要求
电机控制软开关技术是一种用于控制电机的技术，其主要目的是实现电机的高效、可靠和精确控制。
以下是一些常见的电机控制软开关技术要求：
1. 效率和能耗：软开关技术应能够提高电机的效率，降低能耗。
通过优化开关动作，可以减少开关损耗，提高能量转换效率。
2. 噪声和振动：软开关技术应能够减少电机运行过程中的噪声和振动。
通过平滑的开关动作，可以降低电磁干扰和机械振动，提高电机的运行平稳性。
3. 可靠性和寿命：软开关技术应具有高可靠性和长寿命。
它应该能够承受电机运行过程中的电应力、热应力和机械应力，并具有良好的耐久性。
4. 控制精度和响应速度：软开关技术应能够提供高精度的电机控制，确保电机的转速、转矩和位置等参数能够准确地控制和调节。
同时，响应速度也是一个重要的要求，能够快速响应控制信号。
5. 兼容性和可扩展性：软开关技术应与现有的电机控制系统和硬件兼容，并具有一定的可扩展性，以便适应不同类型和规格的电机。
6. 保护功能：软开关技术应具备适当的保护功能，如过流保护、短路保护、过热保护等，以确保电机和控制系统的安全运行。
7. 调试和监测：软开关技术应提供方便的调试和监测手段，以便对电机的运行状态进行实时监测和故障诊断。
这些要求是电机控制软开关技术的一般准则，具体的技术要求可能会根据应用场景和特定需求而有所不同。
在选择和应用电机控制软开关技术时，应根据实际情况进行评估和选择，以满足特定的控制要求。
请注意，这只是一些常见的要求，具体的电机控制软开关技术可能会有其他特定的要求。
浅析电动机软启动技术作者：徐凯来源：《中国新技术新产品》2011年第07期摘要：为了减少对电网的冲击，中、大功率的电动机一般都不允许直接启动，而要求采用一定的启动设备，通过降低电机启动时的电压的方式完成正常的起动工作，被称为降压(限流)软启动。
本文对三相异步电动机软启动的几种起动方式及其优缺点进行了分析。
关键词：电动机；软启动；软启动器中图分类号：TM57 文献标识码：A引言通常电动机的启动方式有两种：一种是在额定电压下的直接启动，又被称为硬启动；另一种是降低电机的启动电压或电流的起动，也被称为软启动。
为了减少对电网的冲击，中、大功率的电动机一般都不允许直接启动。
降压起动先后经过了两个发展阶段，一是采用“Y一△”接线起动和自藕降压启动器，二是引进电力电子技术，用软启动器、变频器等设备启动电机。
第二种方式能从零开始，线性平滑地增加电压，不但减少了对电网的冲击，也减少了对电机的冲击。
一、电力电子软启动器的原理和性能1.电机电力电子软启动装置采用电力电子集成电路，由PLC或单片机数字控制的调压(电流)节能的电机软启动设备。
它主要是串接在电机電源回路中，实时控制电动机的启动电压或电流，由此调整电机的起动力矩，实现电机的软启动。
电子软启动可以满足电动机软启动、软停机及运行过程中功率因数自动调节。
一般的电子软启动器都适用于三相220 V一690 V AC 电压等级，具有比较完善的故障检测功能，能在运行过程中检测任何异常状态，并通过不同的指示灯显示各类故障，配套相应的晶闸管主回路及RC吸收单元可组成一高性能的电动机软启动控制器，并能适用于任何负载场合的电动机的控制。
与变频调速器想比，它具有造价低，操作简单，容易维修等优点，尤其适用于大功率的电动机启动控制。
见图1。
交流电源每相由两支SCR反并联连接在线路中，通过SCR导通角的改变，从而改变软启动器输出三相电压(u，V，w)的大小，而其频率仍为5O Hz。
它是接在三相交流电源与三相交流电动机之间的电力电子装置。
高压电机软起动专利技术综述作者：余雯雯舒红芳史永生来源：《中外企业家》 2015年第6期余雯雯舒红芳史永生（国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心，湖北武汉 430070）摘要：本文介绍了高压电机软起动技术的发展历程，对各种典型软起动专利进行了技术分析；通过对软起动技术专利的统计分析，对高压电机软起动技术的发展趋势和前景作出总结。
关键词：软起动技术；专利中图分类号：F407.61 文献标志码：A 文章编号：1000-8772（2015）16-0210-04收稿日期：2015-05-22作者简介：余雯雯（1985-），女，硕士，初级职称研究方向：电机控制领域—专利审查。
一、前言电动机是电网用户重要组成部分，高压大功率电动机起动时对电网产生冲击，引起电网电压波动，严重地威胁到电力系统的安全。
高压电动机软起动装置通过采用降压、补偿或变频等技术手段，在满足机械系统对起动力矩要求的同时，减少电机起动过程中对电机本体和电网的影响程度，确保设备和电网始终运行于安全状态。
二、高压电动机软起动技术的发展历程和分类2.1 技术发展历程及分类图2-1展示了软起动技术发展脉络：最早的需求以保护电动机、降低电流为目的，相继产生各种降压起动，如自耦变压器、星三角、串电抗和串电阻等；当电动机单机功率越来越大，为了降低电动机起动对电网电压的影响，相继产生了降压补偿相结合的起动技术和产品，这里以降补固态软起动最为代表；变频软起动是为解决超大型电动机起动而产生的，代表着最高技术水平。
三、高压电机软起动技术发展及典型专利分析3.1降压起动3.1.1．星—三角起动在电机起动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低起动电流，减轻它对电网的冲击，这样的起动方式称为星三角降压起动，简称为星—三角起动（Y—Δ起动）。
图3-1为1976年DD122303A1提出的星—三角起动方法原理图。
3.2.2．自耦变压器降压起动自耦变压器起动是通过自耦变压器将系统电压降到适合电动机起动的电压。
第26卷 第3期 吉 林 化 工 学 院 学 报V o l .26N o .3 2009年6月J O U R N A LO FJ I L I NI N S T I T U T EO FC H E M I C A LT E C H N O L O G YJ u n . 2009收稿日期:2009-04-23作者简介:孙志平(1965-),男,吉林省吉林市人,吉林联力工贸有限责任公司工程师,主要从事电气仪表方面的研究. 文章编号:1007-2853(2009)03-0070-06电动机软启动技术综述孙志平(吉林联力工贸有限责任公司仪表厂,吉林吉林132021)摘要:论述了有关三相异步电动机软启动的几种起动方式及其优缺点,同时就不同形式的软启动技术的可靠性、安全性和能源消耗情况进行讨论.关键词:电动机;软启动器;降压起动器;节能中图分类号:T P 393.1 文献标识码:B 随着我国经济技术的飞速发展和建立和谐社会、节约型社会的目标的提出,人们对机电设备节能技术和智能控制系统给予了极大的关注,其中也包括电动机的软启动技术.近几年随着国内一些6k V 和10k V 的大容量电动设备投入运行的不断增加,特别是那些起动力矩较大的风机泵类电机的增多,带动了电动机软启动技术的应用和发展,一些技术先进的有关电动机起动的智能控制技术逐渐得到应用,有关软启动技术受到社会的广泛关注[1].1 电动机的启动方式通常电动机的起动方式有两种:一种是在额定电压下的直接起动方式,又被叫做硬启动,另一种是调整电机的启动电压或电流的起动方式,也被称为软启动.在实际应用中多数电气设备是采用直接起动,这种方式系统接线简单,操作和维护方便,起动速度快,是一种最简单,最常用的起动方式.但是直接起动存在一定的危害和局限性[2],如:(1)直接起动的电机的起动电流很大对电网冲击大.一般电机空载起动电流可达额定电流的4～7倍,带载起动时可达8～10倍或更大,并由此会造成电网电流瞬间增加,导致电压下降,对其他运行中电设备造成影响,还可能使低电压保护动作,威胁相关设备的安全运行,使电机本身及系统的继电保护的整定和配合增加难度,降低了保护的灵敏度[3].(2)直接起动的电机由于过大的起动电流会使电机绕组发热,导致绝缘老化加速,影响电机寿命,同时机械冲击过大往往会造成电动机转子笼条、端环断裂和定子端部绕组绝缘磨损,导致击穿烧机,转轴扭曲,联轴节、传动齿轮损伤和皮带撕裂等[4].(3)直接起动的电机在起动时,其机械系统容易由于电气系统的突变而对机械系统造成冲击,如:风机、水泵等受电机启动过程中的压力突变往往造成泵系统管道、阀门的损伤,缩短使用寿命;影响传动精度,甚至影响正常的过程控制[5].人们根据以上这些情况为了保证安全和可靠性、经济性在对电动机直接起动方式的选择上制定了一些限制条件.一是根据生产机械特性和工艺要求,确定是否允许拖动电动机直接起动;二是,根据电动机的容量与供电系统的变压器容量的比值来确定,要求电机容量要小于变压器容量的10%～15%;三是,要求电机起动过程中的电网电压降不大于额定电压的15%.对于中、大功率的电动机一般都不允许直接起动,而要求采用一定的起动设备,通过降低电机启动时的电压的方式完成正常的起动工作,被称为降压(限流)软启动[6].作为电动机采取降压起动的条件:一是电动机起动时,机械不能承受全压起动的冲击转矩;二是电动机起动时,其端电压不能满足规范要求;三是电动机起动时,影响其他负荷的正常运行.对于降压起动目前有两种方式,一种是降压起动,一种是软起动.他经过了三个发展阶段,一是“Y-Δ”起动器和自藕降压起动器,二是磁控式软启动器,三是目前最先进最流行的电子软启动器.电子软启动器一般都是采用16位单片机进行智能化控制,它既能保证电动机在负载要求的起动特性下平滑起动,又能降低对电网的冲击,同时,还能实现直接计算机通讯控制,为自动化智能控制打下良好的基础[7].2 电动机软启动起动技术的发展由于社会生产技术的不断更新发展和社会需求,对电动机的起动性能提出了越来越高的要求,归纳起来有[8]:要求电动机有足够大的,并且能平稳提升的起动转矩和符合要求的机械特性曲线;尽可能小的起动电流;起动设备尽可能简单、经济、可靠,起动操作方便;起动过程中的功率损耗应尽可能的少.由于社会需求和技术的发展,电机设备的软启动技术得到了飞速发展,主要分为以下几个方面:2.1 传统老式软启动方式的适用场合及性能比较降压起动的目的是减小起动电流,但它同时也使起动转矩下降.对于重载起动,带有大的峰值负载的生产机械,就不能用这种方式起动.传统的降压起动有以下几种方法[9]:(1)星形/三角形转换器:这种方法适用于正常运行时定子绕组采用■接法的电动机.定子有6个接头引出,接到转换开关上,起动时采用星形接法,起动完毕后再切换成■接法.起动电压较运行电压降低了3倍.这种起动设备的优点是起动设备简单,起动过程中消耗能量少[10].(2)自耦变压器降压起动:自耦变压器高压边接电网,低压边接电动机,一般有几个分接头,可选择不同的电压比,相对于不同起动转矩的负载,在电动机起动后再将其切除.其优点是起动电压可以选择,如0.65,0.8或0.9U N,以适应不同负载的要求.缺点是体积大,重量重,且要消耗较多有色金属,故障率高,维修费用高[11].(3)磁控软起动器:磁控软起动器是利用控磁限幅调压的原理,在电动机起动过程中电压可由一个较低的值平滑地上升到全压,使电动机轴上的转矩匀速增加,起动特性变软,并可实现软停车.但其起控电压在200V左右,用户不可调整,会有较大的电流冲击,且体积较大[12].(4)串联电抗器或水电阻:对于高压电机,可在定子线路中串联电抗器或水电阻实现降压起动,待起动完成后再将其切除.但电抗器成本高,水电阻损耗又大.(5)串接频敏变阻器或水电阻:对于绕线式异步电动机,可在转子绕组串接频敏变阻器或水电阻实现起动,待起动完成后再将其切除.但频敏变阻器成本高,而水电阻损耗又大.其他还有沿边三角形起动,定子串电阻起动等方法[13].2.2 传统软启动方式存在的问题以上几种加压启动方式,不论是采取星形/三角形转换器、自耦变压器降压、自耦变压器降压和串联电抗器或水电阻,都是在原电机系统中增加一个降压或限流设备,这样就使系统变得复杂了,其缺点是:一是设备系统复杂不便于操作和管理,增加了故障点,特别是有二次电流冲击,使设备故障率高,需要经常维护,所以不宜使用在频繁起动的设备上;二是设备的体积大,重量重,且要消耗较多有色金属,耗电量增加,维修成本高;三是,调整不灵活,会有较大的电流冲击,且不利于安全运行.值得指出的是:尽管各种老式软启动方法各有其优缺点,但它们有一个共同的优点:就是没有谐波污染[14].2.3 电力电子软启动器的原理和性能(1)电机电力电子软启动装置采用电力电子集成电路,由P L C或单片机数字控制的调压(电流)节能的电机软启动设备.它主要是串接在电机电源回路中,实时控制电动机的启动电压或电流,由此起到调整电机的起动力矩,实现电机的软启动.电子软启动可以满足电动机软启动、软停机及运行过程中功率因数自动调节.一般的电子软启动器都适用于三相220V～690VA C电压等级,具有比较完善的故障检测功能,能在运行过程中检测任何异常状态,并通过不同的指示灯显示71 第3期孙志平:电动机软启动技术综述 各类故障,配套相应的晶闸管主回路及R C 吸收单元可组成一高性能的电动机软启动控制器,并能适用于任何负载场合的电动机的控制.与变频调速器想比,它具有造价低,操作简单,容易维修等优点,尤其适用于大功率的电动机启动控制.见图1[15].交流电源每相由两支S C R 反并联连接在线路中,通过S C R 导通角的改变,从而改变软启动器输出三相电压(U ,V ,W )的大小,而其频率仍为50H z .它是接在三相交流电源与三相交流电动机之间的电力电子装置.图1 软启动器原理图(2)电机电力电子软启动的技术性能主要包括:一是根据电机的硬性特性的要求,可分别独立设定电机的软启动、软停机时间;二是实现运行过程中的功率因数自动追踪调节功能,使c o s Υ∝1,s i n Υ∝0;三是适用主回路电压:三相220～6900V A C 50/60H 2自动选择相序自动检测;四是一次系统的电压和电流及功率因数的控制是采用数字脉冲,二次控制系统为集成数字控制设备,耗电低[16].(3)电机电力电子软启动的起动方式:根据电机不同负载的要求电子软启动器一般都具备以下三种起动方式:电压控制启动方式、限流启动方式、转矩加脉冲突跳启动方式.(4)电机电子软启动系统的运行方式分为:节能运行方式、全压运行方式、接触器旁路运行方式.2.4 变频技术与电机的软启动(1)变频调速技术是在电机供电电源与电机定子间加入一个可改变电机供电电源频率的变流装置,将50H z 工频交流电源变为频率、电压可调的交流电源,通过变频器改变输出的交流电的频率的改变实现对电机旋转磁场的频率进行调整,实现调整电机的转数和转矩.从理论上讲,变频技术可以根据需要实现使电机从0转速一直到任意转速(达到同步转速),具有良好的控制电机实现软启动的功能[17].(2)变频器的设计是为了调整控制变频器的输出功率来控制电机的输出功率,使其与负荷要求相匹配,达到合理控制电机功率输出,减少能源消耗的目的.变频器主要是用于调整电机频率的节能设备,不是用于电机软启动的最佳设备[18].(3)另外由于通过变频器的功率,是供给电机的全部功率,该设备所承受的电压是电机所承受的电网电压,这就带来几个方面的问题:一是变频器自身装置庞大、复杂,造价高,维护费用很高;二是产生的对电网的谐波及对电机的谐波大,所以需要加入各种抑制谐波的装置;三是自身功耗大,运行条件苛刻,须加防尘及散热设施,增加了电耗和运行维护量[19].(4)从技术上讲,通过改变电机电源的频率来改变电机的转数和转矩,实现电机软启动,是电机软启动技术的一个革命,也是今后的发展方向.2.5 串级调速技术与电机的软启动(1)串级调速技术是用于绕线式电机十分经典的电机调速方法,是通过串在电机转子回路中的调速装置控制电机的转子电流,从而改变电机的转差率进行调节电机的转速和转矩,具有实现电机的节能控制和软启动的技术优势[20].(2)串级调速具有以控制低电压进而控制高压电机,以控制小功率进而控制大功率电机,且系统具有结构简单,节电率高、造价低等特点.与变频器相比:一是变流装置(串级调速装置)中的电力半导体器件承压仅为几百伏,最高不超过1.5k V ,比变频器低得多;二是变流装置控制功率仅为电机额定功率的15%左右,自身功耗不到电机额定功率的1%;节电率比变频高出2～5个百分点;四是一般无须加滤波装置,系统结构简单,控制容易,本身造价低,维护简单,费用少[21].(3)由于大多数泵、风机类需要低同步转速调速(由额定转速下调)的应用特别适合.特别对高压大容量电机更有技术实现容易和经济性好的优势[22].(4)串级调速技术主要是针对绕线式电机,因为绕线式电机有滑环、碳刷的维护工作,在应用上与鼠笼式电机相比要受到一定的限制,但相比72吉 林 化 工 学 院 学 报 2009年 变频器的空调防尘及装置等的维护量要小,总的建设费用和维护费用要低于变频器本身的价格.随着串级调速技术的应用和进一步推广,串级调速综合技术经济优势将会逐渐显露出来[23].3 现代电动机软启动起动技术3.1 对现代电机软启动技术的要求传统的电机软启动技术主要是为了缓解或消除由于电机起动力矩过大对电气系统、机械设备和工艺系统所造成的影响和损害,使其能够安全稳定运行.随着工业科学技术的发展和社会需求的增加,人们对转动设备的启动和运行以及到停止全程的平稳性、机械稳定性、工艺上的精密性要求更高,同时对设备的节能和操作控制上的现代化水平要求的更高,人们希望电机的启动和停止要柔软,运行安全、经济、可靠,适应性强、配置灵活,实现电机驱动的精密控制、精密调整[24].目前的电机软启动器、变频器、串级调速等技术,从根本上改变了传统的单一的降压或限流的电气接线方式和控制原理,实现了对电机启动到停止的全过程的电压、电流、相位和频率的控制和调整.使启动过程中的电机得到有效控制,特别是,变频调速和串级调速实现了对电机运行速度根据负荷要求进行调整,在节点的同时实现了人们对电机软启动的各项要求.虽然电机软启动器、变频器、串级调速三者之间有着不同的区别,但我们可以根据其不同的特性和功能,在应用中发挥其作用,并且促进它们在技术上的结合与发展[25].3.2 软起动器与变频器的区别软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的电机控制装置,国外称为S o f t S t a r t e r.它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路.运用不同的方法,控制三相反并联闸管的导通角,使被控电机的输入电压按不同的要求而变化,就可实现不同的功能[26].软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品.变频器是用于需要调速的地方,其输出不但改变电压而且同时改变频率;软起动器实际上是个调压器,用于电机起动时,输出只改变电压并没有改变频率.变频器具备所有软起动器功能,但它的价格比软起动器贵得多,结构也复杂得多[27].3.3 电动机软起动器的几种起动方式(1)斜坡升压软起动,见图2.这种起动方式最简单,不具备电流闭环控制,仅调整晶闸管导通角,使之与时间成一定函数关系增加.其缺点是,由于不限流,在电机起动过程中,有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏,对电网影响较大,实际很少应用[28].图2 斜坡升压软起动方式(2)斜坡恒流软起动,见图3.这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加,当电流达到预先所设定的值后保持恒定(t1至t2阶段),直至起动完毕.起动过程中,电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定.电流上升速率大,则起动转矩大,起动时间短.该起动方式是应用最多的起动方式,尤其适用于风机、泵类负载的起动[29].图3 限流起动方式(3)阶跃起动,见图4.开机,即以最短时间,使起动电流迅速达到设定值,即为阶跃起动.通过调节起动电流设定值,可以达到快速起动效果[30].图4 斜坡泵类控制方式(4)脉冲冲击起动,见图5.在起动开始阶段,让晶闸管在极短时间内,以较大电流导通一段时间73 第3期孙志平:电动机软启动技术综述 后回落,再按原设定值线性上升,连入恒流起动.该起动方法在一般负载中较少应用,适用于重载并需克服较大静摩擦.启动方式如图2～5所示[31].图5 电压突跳起动方式3.4 变频器在电机软启动中的应用与优势比较虽然变频器的启动特性、调整特性作为电机软启动是非常理想的,但是由于变频器的造价高、结构相对复杂,所以不适将其单纯的作为软启动设备,特别是不宜与用于高电压、大容量的电机设备的软启动方面.而比较适合用于工艺要求精密,启动调整比较频繁的小容量低压电机的系统中,如火电厂的制粉和给分系统;或者是一般的电子启动器无法实现,在工艺要求难度大的系统中,也可以用于起动力矩大,运行负荷波动频繁的风机、水泵等电机上.变频器要用于电机的软启动的同时一定注意发挥其调速节能的重要功能,同时要考虑其投资价格性能比是否合适[32].3.5 串级调速技术的应用与优势对于采用三相绕线式转子交流异步电动机的软启动设备技术的选择,最好选用串级调速技术,因此技术比转子可外接电阻或频敏变阻器技术要先进可靠,投资价格比相近,在低压电控制使用中安全稳定,并可以起到节能和调速的作用[33].在用于起动力矩大,操作频繁,需要配备软启动设备的大容量高压电机系统的选择上,可以首先考虑选择绕线式电机,并采取串级调速技术.如用于大型的磨煤机、磨浆机和破碎机上,并可以取消其传统的机械式减速器装置和替代水电阻、频敏电阻器等软启动装置.这样一次投资不高,今后运行稳定,并且控制使用可靠又节能[34].4 结 论通过论述,电动机的降压起动方式经过了“Y -Δ”起动器和自藕降压起动器到磁控式软启动器,目前已逐渐被电子软启动器、变频器及其他的调速技术所替代.所以在工程应用中,可以根据电动机的起动特性和工艺要求灵活选择相应的启动方式和设备.这是科技发展的历史阶段,是为今后的节能和实现智能控制系统化打下良好基础的一个重要阶段.参考文献:[1] 余洪明.软启动的由来与应用[J ].电工技术,2001(6):59-62.[2] 李忠臣.基于开关变压器技术的中压(3～10k V )电动机软启动装置[J ].电气传动,2003(1):1-3.[3] 覃伟年,等.基于双向可控硅过零触发的异步电动机软启动控制系统[J ].电气自动化,2004(2):15-19.[4] 赵相宾,等.变频调速技术的进展[J ].电力电子技术,2005(6):20-24.[5] 颜亦磊.电力电子系统集成技术发展的若干新思路[J ].电力电子技术,2005,(6):17-22.[6] 高山城,等.100快速晶闸管的研究[J 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e c u r i t y a n d e n e r g y c o n s u m p t i o n o f e a c h k i n d o f s o f t s t a r t t e c h n o l o g y u n d e r d i f f e r e n t c o n d i t i o n s a r e e x p l a i n e d .K e y w o r d s :e l e c t r o m o t o r ;s o f t s t a r t e r ;b u c k s t a r t e r ;e n e r g y s a v i n g75 第3期孙志平:电动机软启动技术综述 。
