最新磁控式电动机软起动器介绍

磁控软起动磁控软起动是从电抗器软起动衍生出来的，用三相电抗器串在电动机定子实现降压是两者的共同点。

磁饱和软起动不同于电抗器软起动的主要点是其限流作用可控。

软起动的分类软起动可分为有级和无级两类，前者的调节是分档的；后者的调节是连续的。

传统的软起动均是有级的。

本文关心的是无级的，它们是液阻软起动、晶闸管软起动和磁控软起动。

变频调速装置液是一种软起动装置，它是比较理想的一种，它可以在限流同时保持高的启动转矩。

价格贵是制约其推广应用的主要因素。

在电动机定子回路，通过串如有限流作用的电力器件实现软起动，叫做降压或者限流软起动，它是软起动中的一个重要类别。

按限流器件不同可分为：以电解液限流的液阻软起动，以晶闸管为限流器件的晶闸管软起动，以磁饱和电抗器为限流器件的磁控软起动。

软起动过程描述参数与软起动装置优劣评分项目为了能够客观的对软起动过程以及装置做出比较和评价，提出以下15条。

不言而喻，所有的比较和评价只有在电网、电动机和负载相同的条件下才有意义。

软起动能否完成以及起动（完成）时间；软起动过程中的电动机最大电流（%）；软起动过程中电网的最大电压降（%）；软起动过程中电动机有否机电共振等异常现象；软起动过程中电流的高次谐波含量（%）；软起动装置的价格（常以单位容量的人民币表示）；软起动装置允许的连续起动次数；软起动装置站用的空间太少；软起动装置限流器件开度的易控性；调节是否平滑、快速；软起动装置对使用环境要求的裕度；软起动装置的启动重复性（相连两次软起动“过程描述参数”的守恒性）；软起动装置所提供的起动和停止方式的多样性；软起动装置所具备的对于装置本身以及电动机综合保护功能的完备性（包括过流、过载、欠相、起动超时、接地等，还包括故障提示和显示、诊断、记忆等）；软起动装置在起动过程中的噪声大小；软起动装置所需要的辅助电源功率的大小。

液阻软起动液阻是一种由电解液形成的电阻，它导电的本质是离子导电。

它的阻值正比于相对的二块电级板的距离，反比于电解液的电导率，极板距离和电导率都便于控制；液阻的热容量大。

磁控软启动一、磁控软启动的工作原理和结构图1中QS为高压隔离开关，OF为真空断路器，SR为磁饱和电抗器，M为电动机。

磁控软启动是从电抗器软启动衍生出的，后者有三个缺点：（1）难以准确选型（2）在软启动过程中，电机电流会不断哀减，（3）启动结束将伴以二次电流冲击。

用电抗器降压是以上两种软启动的共同点。

磁控软启动不同于电抗器软启动的主要点是其等效电抗值可控。

SR在软启动中的作用：软启动在QS、OF1相继才合后开始，这时，SR具有较大的电抗值，以后逐渐减小，及至完成后被OF2旁路。

SR用以限流的3对（6个）交流绕组（每相含2个，串联出2根线）串联在电动机的定子回路里，每个交流绕组缠绕1个口字形铁芯，一相采用2个交流绕组的目的是：（1）抵消交流绕组电流在直流绕组上感应出的谐波电势，以利安全，（2）抵消交流绕组感应电压的偶次谐波分量。

SR的直流励磁绕组改变所有6个铁芯的饱和度。

SR电抗值的调节显然是静止的，无接触的，在工作原理上磁控软启动与章闸管软启动所具有的几乎全部功能。

磁控软启动（装置）的控制中心是一个PLC，它具有PID运算、信号发生器、综合保护、远程通信功能。

PLC 接收来自电流互感器和电压感的信号，对偏差作PID运算，经过三相桥式晶闸管整流电路，实现对于直流绕组励磁电流通渠道和铁芯饱和度的控制。

高压磁饱和电搞器在原理和结构上与低磁饱和电抗器没有本质区别，但是在耐压和防干扰方面作了一些针对性的处理。

磁饱和电抗器具有0.1~ls量级的惯性。

对于电动机系统的大惯性来说，这是不足为虑的。

磁控软启动会产生高次谐波，但其含量比工作于斩波状态的晶闸管小。

需要有较大功率的辅助电源，噪声较大则是其目前的不足之处。

二、磁控软启动装置现状检索表明，国外没有这类产品。

西安某公司生产低压磁控软启动装置，软启动电动机容量不大于330KW。

去年5月天津市先导机电有限公司研制的高压磁控软启动装置在济源钢铁公司顺利投产，该装置的启动对象是炼铁厂，4#高炉的风机异步电动机（6KV、2MW），软启动方式是恒流启动，启动电流是3.2倍电动机额定电流，启动时间为34S，软启动重复性好，软启动品质完全满足生产工艺要求。

CHCQ系列磁控软起动装置应用范围适用于冶金、石油、化工、建材、市政工程、水利水电、轻工、采矿、机械等工业领城的三相交流50HZ、额定电压为380V、440V、660V、3.6 KV 、7.2KV 、12KV 、额定功率为75KW以上大中型鼠笼型交流异步（同步）电动机的各类负载平滑软起动。

工作原理及特点在被控电动机的定子回路串入阻抗可以平滑改变的磁控电抗器，通过闭环控制系统，调整控制绕组中直流电流的大小，磁控电抗器的阻抗在预定的时间内由大到小自动无级减小至初始阻抗地2%，电动机端电压逐渐上升至全压，实现电动机的软起动。

本装置采用国际领先的计算机仿真技术，使整个起动过程可预测、可控制、可调整，可选择三种起动电流曲线（恒流、斜坡、突跳），友好的人机界面、方便的参数调整、设定、查询，起动时电动机均匀加速，无机械冲击，可连续多次起动，并有软停止功能，可满足不同工况的要求。

主要技术参数●额定电压（KV）0.4、3、6、10●额定功率（KW）90～50000●控制电源380V/220V●起动次数连续起动3～5次（环境温度25℃时）●起动时间5～20秒可调●限流范围 1.5Ie～3. 5Ie可调●外壳防护等级IP2X, IP3X执行标准●低压成套开关设备和控制设备GB/T14084. 1----1993GB 7251. 1----1993●3～35KV交流金属封闭开关设备GB/T3979 1991●高压开关设备和控制设备标准共用技术要求GB/T11022 1999使用环境条件●环境温度；最高温度+50℃，最低温度-40℃；●空气相对湿度不超过90%；●海拔高度不超过2000m；●地面倾斜度不大于5°；●安装地点无火灾、爆炸危险，无化学腐蚀及剧烈震动。

●注；若有特殊环境使用条件，请在定货时与我公司申明和协商。

型号说明CHCQ-□/ □- □电机接法额定电压额定功率产品名称代号产品规格型号规格电机功率外形参考尺寸（mm）安装参考尺寸（mm）（KW）宽（W）深（D）高（H）w Φ主柜副柜CHCQ-500/ □≤500 1200 1200 2650 1040 1050 1CHCQ-1000/ □≤1000 1200 1200 2650 1040 1050 1CHCQ-1500/ □≤1500 1250 1250 2650 1090 1200 1CHCQ-2000/ □≤2000 1300 1300 2650 1140 1250 1CHCQ-3000/ □≤3000 1400 1400 2250 1240 1350 1 1 CHCQ-3500/ □≤3500 1400 1400 2250 1240 1350 1 1 CHCQ-4000/ □≤4000 1450 1450 2250 1290 1400 1 1 CHCQ-6000/ □≤6000 1500 1500 2250 1340 1450 1 1 CHCQ-7000/ □≤7000 1550 1550 2250 1390 1500 1 1一次方案图安装基础图订货须知订货时请提供下列资料：●电动机型号、额定功率、定子电流、定子电压●电动机拖动的负载特征（工况说明）●设备表面颜色注：若用户有其他特殊要求，可与我公司协商订货。

作者：西安西普电力电子有限公司王栋西安建筑科技大学信息与控制学院刘利1 引言交流感应电动机在各个行业中的应用非常广泛，但由于它在起动过程中会产生过大的起动电流，会对电网和其他用电设备造成冲击，受电网容量限制和保护其他用电设备正常工作的需要，应当在电机起动过程中采取必要的措施控制其起动过程。

传统的降压起动方式，如串电阻起动、星三角起动、磁控式降压起动、自耦变压器起动等，要么起动电流和机械冲击过大，要么体积庞大笨重。

随着电力电子技术和微机技术、现代控制技术的发展，电机软起动器技术出现并引起了人们的广泛重视。

它不仅有效的解决了上述问题，还可以根据应用条件的不同设置其工作状态，有很强的灵活性和适用性。

目前国内外市场上出现了形形色色的软起动器产品，它们的结构形式和控制方式花样繁多、特点各异。

2 软起动器基本原理根据感应电机的等效电路，在忽略激磁电流im的条件下，可以得出异步电机的定子电流公式:(1)根据(1)式可知，如不采取任何措施而直接投入电网起动时，会产生起动电流过大的问题。

这是由于起动时，n=0，s=1，旋转磁场以同步转速切割转子，在转子绕组中感应很大的电势和电流，同时转子等效阻抗很小，则与之平衡的定子电流的负载分量也随之急剧增大，随着转速的提高，转子等效阻抗逐渐变大，相应的定子电流也随之减小。

针对以上分析，注意到感应电机的转子阻抗虽无法改变，但由(1)式可知定子电流与定子端电压成正比，因此减小端电压也可以相应的减小定子电流。

晶闸管软起动器是应用晶闸管相控调压的原理，利用晶闸管的可控导通特性，通过改变相控角a来改变加在定子上的电压均方根值。

感应电机在不同电压下的机械特性曲线如图1中1、2、3、4和5曲线，图1中p1为恒转矩负载特性曲线，p2为平方转矩负载特性曲线，虚线为电动机起动曲线。

可以看出，宜选取e点所对应的电压作为起始电压，这样，既保证了足够的起始转矩，而且由于起始电压较小，有效的限制了起动电流。

高压磁控式软起动器技术应用与与调试摘要：高压磁控式绕组电机软启动器又简称磁控软启动器用磁控限幅调压原理取代液阻和晶闸管的斩波调压方案，有效抑制电压波形畸变和高次谐波对电网的污染，从而简化了机组的结构，减少了调试的时间和难度，同时也大大的节省了维护成本，该新技术近些年来得到了广泛的应用，本文将根据在某高炉工程BPRT机组中的实际应用对该新形式启动器的原理、结构和应用调试进行介绍。

关键词：磁控软起；电抗；磁饱和；调试正文1. 高压磁控软起的优越性目前常用的几种软起动装置有变频（即晶闸管）软起动、液阻软起动和磁控软起和磁控软起动。

变频（即晶闸管）软起动变频调速软起动可以在限制交流电流的同时，实现大起动转矩的软起动，但是因为变频调速装置的售价太昂贵，控制复杂，调试需专门人员方能胜任，而且变频调速装置从来都是着眼于调速，对于单一的软起动用途来说有点大马拉小车，性价比不高。

液阻软起动装置体积太大，占地面积大，电解液夏天高温容易挥发（例如在广东汕头国鑫钢厂调试期间就因天气炎热水分蒸发严重导致运行一段时间后重新配置过电阻液）、冬天温度低可能结冰等问题，因此维护起来麻烦但是售价便宜。

而近些年出现的磁控软起能较好的解决上述问题，占地面积小，控制简单，调试和操作方便，在软起动过程中，限流器件无明显发热，饱和电抗产生的谐波比晶闸管小，特别是当起动对象为大容量相当电动机时，不存在SCR串联引起的静态、动态均压问题，性价比较高，因此得到了很好的应用。

2.高压磁控软起的结构2.1磁控软起的组成：三相饱和电抗器，断路器，直流励磁微控制系统（包括三相可控硅桥式整流装置、直流励磁微控制器、励磁用三相整流变压器、电流互感器等），其核心部件是三相磁饱和电抗器和直流励磁微控制器。

但是在实际的应用中有两种实现形式，其结构如图一和图二。

其中图一常应用于小容量高压电机，利用真空接触器切除串接于电机主回路的可调电抗器；图二常应用于大容量的高压电机（本项目工程采用的是图二方式），采用封星点的方式切除主回路中的可调电抗器，同时对于大容量的电机，这种方式也方便在电机中性点侧串接电流互感器以实现差动保护。

详解电动机软启动的三种工作方式大容量电动机的启动方式有很多种，这里重点讲述三种电动机的软启动方式，液阻软启动，磁控软启动和晶闸管软启动。

其中晶闸管软启动是目前使用最广泛的一种启动方式。

(一)液阻软启动器顾名思义是利用电解液离子导电的性质，启动装置的三相电源分别在三个相互绝缘的箱体，箱体内有电解液和一静(固定的)一动两块导电极板。

把电动机的转子回路串入两块极板，通过改变两极板之间的距离或电解液的浓度，进而改变转子电阻阻值，就可以调节电机的启动。

按照不同的被启动电机串接方式也不同。

绕线式电机是转子接入液阻启动器。

鼠笼式电机是定子接入液阻启动器。

工作过程一般为，当发出电机启动信号，液阻箱中的动极板匀速向静极板运动，随着距离靠近，液阻也变小，当电机达到设定的额定转速，启动装置会切除液阻连接，转入旁路运转。

液阻软启动适用于交流380V~100000V，频率50Hz。

对于电网不稳定的地区尤其适用。

使用和维护该设备时应该注意以下几点。

(1) 要定期巡查液阻箱内的液阻位置，缺少时要及时添加。

当电解液浓度不够时，及时添加电解粉。

(2) 当气温降低时，要做好电解液防结冰问题。

(二) 磁控软启动器就是利用铁磁材料的交流有效磁导率随直流磁场的变化而变化的性质，电机的定子回路串入磁饱和电抗器，通过闭环控制调节绕组中的直流大小，可以改变电抗器铁芯的磁导率，进而改变初级绕组的阻抗，这样可以平滑的启动电机。

它适用于交流380V~100000V,频率50Hz。

(三) 晶闸管软启动就是利用晶闸管作为调压器件，工作原理是通过控制串接于电源与电机之间的三相反并联晶闸管的导通角使电机启动。

晶闸管软启动一般有几种启动方式。

(1)简单的启动，只是简单改变晶闸管的导通角，由于结构简单没有保护电路，所以很容易造成晶闸管损坏。

(2)电机启动时在开始时电流逐渐增大，当电流达到预设值后保持恒定。

直到电机启动完毕。

(3)电机启动后，在很短的时间内电流就达到预设值。

新型JZBCK-I型箔式磁控低压软起动器工作原理引言异步电动机软起动控制器在电动机起动过程中,通过控制电动机的电流,使电机缓慢、平滑的加速,避免了大电流对电机和电网的冲击,提高了电网的工作效率,减少了启动时对电机的冲击损伤,从而达到了启动和保护设备的作用。

如果说BCK-II箔式绕组磁控式软起动是针对水阻和热变电阻式启动器不可克服的缺点而出现的最新换代产品,具有十分广阔的应用前景。

那么JZBCK-I基于LPC87C54微控制器,设计了一种新型电机磁控软启动方案,即在异步电动机定子回路串入磁饱和可控电抗器来实现电机的软启动。

1磁控软起动原理介绍JZBCK-I磁控式软启动是从电抗器软起动衍生出来的。

主要由交流部分、直流部分、控制三大部分组成。

主要功能是用可控制的饱和电抗器串在异步电动机定子侧实现降压。

饱和电抗器由封闭的铁芯、直流绕组(控制绕组)和交流绕组(工作绕组)配合组成,交流部分主要串联在电动机定子回路的交线圈的工作绕组,由直流线圈控制铁芯的饱和度,从而控制交流绕组的等效电抗值。

在异步电动机启动过程中,通过反馈自动控制饱和电抗器直流绕组电流,改变铁芯的饱和程度,调节交流绕组的电抗,实现异步电动机的恒流软启动。

JZBCK-I磁控软起动在起动开始时限流作用较强，在软起动过程中逐渐减弱。

电抗器在起动完成后被旁路。

2 JZBCK-I型磁控式软起动控制系统设计2.1 主电路设计图1JZBCK-I型磁控式异步电动机软起动控制系统图如图1所示。

其中,QS为三相电源开关;QF1为交流接触器;QR为饱和电抗器;SR为晶闸管整流电路,是提供饱和电抗器直流绕组直流励磁电流的回路,改变可控硅不同的触发角度,可提供饱和电抗器不同的直流励磁值;HR 传感器,检测磁线圈的温度。

并通过可靠隔离将信号转化为小的电压信号送给单片机。

信号采集在电隔离条件下测量直流、交流脉冲以及各种不规则波形的电流,同时压敏电阻与二极管起到保护可控硅的作用。

本产品在技术方案上更加突出了以人为本的主导思想，重点考虑了该产品使用的工况条件和非电专业人员操作的现实情况，在可靠性，重复工作的稳定性，自动保护等方面都作了改进。

其原理是：利用饱和电抗器的原理，在高导磁的闭合回路中，通过直流励磁平滑改变电抗器的电抗值，使电抗器两端电压由大到小平滑改变，在起动过程中电动机无极平滑地从初始值上升到全压，使电动机转矩在起动中有一个匀速增加的过程，促使电动机起动特性曲线变软，避免斩波调压过程中所产生的波形畸变和高次谐波，用磁电器件实现对磁电设备（电动机）的控制,从而完成电机平稳的起动过程.本产品具有以下特点：1.调压方式：无运动部件，无级连续平滑调节电压。

2.抗过载能力强：执行单元瞬态抗过载能力与电动机处于同一水平。

3.输出波形好：磁控限幅调压非斩波式调压，输出电压波形好对电网无污染。

4.复式闭环控制：自动跟踪调节，重复特性好，操作简便。

5.闭路自动转换：无二次冲击电流起动平稳。

6.保护功能：对电动机和起动设备同时设防保护，避免发生违规操作损坏设备的可能性。

7.对电源无相序要求安装方便，主回路与控制回路之间只有磁路联系而无电路的直接联系，控制方式简单，可靠性强。

8.当电动机起动负荷超出额定规范时控制系统自动拉入恒流起动并定时自动强制转换。

9.结构简单、性能可靠、过载能力强、输出波形好。

1.技术指标额定电压：AC380V.50HZ额定功率：15-400KW起动特性：软特性起始电压：（55-75%）Ue起动电流：1.8-5Ie转矩特性：力矩均匀平滑上升转换时间：30S内自动调节转换方式：闭路自动转换起动负载：负载率50%Te以内执行元件：箔式绕组磁放大器控制方式：复式闭环控制具有4-20mA标准信号输出（用户选择）具有开关量输出（AC220V 5A用户选择）具有软停止功能（用户选择）保护功能：电动机设：过流，过载，断相和三相不平衡保护起动器设：超限起动保护2.使用条件环境温度：-30-55C相对湿度：相对湿度不超过90%（20摄氏度）低温无凝露使用环境：海拔高度2000米以内工作场所无爆炸危险和破坏绝缘的酸性气体及导电尘埃冷却方式：自然冷却防护等级：IP12地震烈度：8度安装方式：柜体应垂至于地面，倾斜安装不得超过5度。

软启动器基本知识一、软启动器的型号及含义软启动器是新一代三相交流异步电动机专用控制产品，其基于单片机控制技术，通过内部的专用优化控制软件，动态调整电动机运行过程中的电压和电流。

不同厂家生产的软启动器型号的表示方法不同，常用的有以下几种：二、软启动器的作用1、软启动器是一种集电动机软启动、轻载节能及多种保护功能于一体的新型电动机控制装置，适用于各种泵类负载或风机类负载需要软启动与软停车的场合。

鼠笼式异步电动机用于不需要调速的各种场合时，都可使用软启动器。

2、软启动器能实现在轻载时通过降低电动机端电压提高功率因数，减少电动机的铜损、铁损，达到轻载节能的目的；在负载重时,则提高电动机端电压，确保电动机正常运行。

三、软启动器的分类1、在电动机定子回路中，通过串入具有限流作用的电力电子器件实现软启动。

按限流器件的不同，软启动可分为液阻软启动、磁控软启动和晶闸管软启动。

液阻软启动应用广泛，因为液阻的阻值便于控制，热阻的热容量大且成本低。

晶闸管软启动的缺点是价格高，高次谐波较严重。

2、软启动还可分为有级和无级两类。

有级软启动的调节是分挡的。

四、软启动器的特点1、电动机电子软启动器是一种降压启动器，是继Y-△启动器、自耦降压启动器、磁控式软启动器之后目前最先进、最流行的启动器。

它一般采用16位单片机进行智能化控制，既能保证电动机在负载要求的启动特性下平滑启动，又能降低对电网的冲击，同时还能直接与计算机实现网络通信控制，为自动化智能控制打下良好基础。

2、软启动与传统降压启动方式的区别是：无冲击电流，有软停车功能，启动参数可调。

3、软启动器的核心部件是晶闸管。

在晶闸管两侧装设了旁路接触器，保证了晶闸管在电动机启动和停止时工作，避免晶闸管发热，同时还可以避免电动机运行时软启动器产生谐波。

五、软启动器的安装与调试1、安装WJR系列软启动单元对场所的要求有：环境湿度在5%~95%以内，无冷凝或滴水，环境温度在-30~+40℃以内，污染等级不超过Ⅲ级，安装面与垂直面的倾斜度不超过±5°。

软启动器说明书1 软启动工作原理软启动器电动机的应用 1 软启动器工作原理与主电路软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。

这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。

使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。

待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。

软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。

软启动与软停车的电压曲线见2 软启动器的选用（1）选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。

根据负载性质选择不同型号的软启动器。

旁路型：在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。

也可以用一台软启动器去启动多台电动机。

无旁路型：晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。

节能型：当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。

（2）选规格：根据电动机的标称功率，电流负载性质选择启动器，一般软启动器容量稍大于电动机工作电流，还应考虑保护功能是否完备，例如：缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。

3 Alt48软启动器的特点Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。

转矩斜坡上升更快速，损耗更低。

具有电动机和软启动器综合保护功能，能全时连续检测电机电流，提供电机可靠和完整保护，这种保护功能在启动结束旁路后仍能起作用，这是其它软启动器都不具备的。