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大功率电动机软启动器的原理与应用梁盼发布时间：2023-06-30T03:11:07.865Z 来源：《当代电力文化》2023年8期作者：梁盼[导读] 大功率设备应用广泛。
在生产过程中，电机要经常启动、停止，其启动性能对生产有很大的影响，这是因为大功率电机，其强大的启动电流会造成较大的线路压降，造成电网电压降低，不仅影响其他电气设备的正常工作，而且对电力变压器也会产生较大的影响，所以，选择合理的启动方式受到相关技术人员的高度重视。
软启动器是三相异步电动机的软启动控制装置。
广泛应用于工控行业。
本文主要论述了软起动器的工作原理及其在电力领域的应用。
南阳金冠智能开关有限公司河南南阳 473000摘要：大功率设备应用广泛。
在生产过程中，电机要经常启动、停止，其启动性能对生产有很大的影响，这是因为大功率电机，其强大的启动电流会造成较大的线路压降，造成电网电压降低，不仅影响其他电气设备的正常工作，而且对电力变压器也会产生较大的影响，所以，选择合理的启动方式受到相关技术人员的高度重视。
软启动器是三相异步电动机的软启动控制装置。
广泛应用于工控行业。
本文主要论述了软起动器的工作原理及其在电力领域的应用。
关键词：软启动器；工作原理；电气应用；维护引言随着现代工业的发展，软起动器被广泛应用于工业控制行业，这种控制器是一种软起动装置，它是基于三相异步电动机来运行的。
其工作原理在电气应用领域的实际操作与变频器所起的作用类似，即其应用设计是基于可控硅和电子器件的使用，并在此基础上控制电机的电压，从而使电机的启动和使用安全性得以保证。
一、启动器装置的工作原理在实际工控机械系统应用中，软启动器中的软启动装置的工作应用原理与电气设备中的频率转换器的相关应用原理十分相似，在实际应用中通过对软启动装置内部的晶闸管导通角装置部分进行控制，从而实现对电动机中的输入电压的升降情况进行控制，以使电动机中的电压在电动机启动过程中处于安全电压范围，或者将软启动装置机械设备中的电应力控制在最小，保证机械设备中的电机进行安全平稳的启动。
软启动装置在二冷风机控制系统中的应用摘要：八钢2#板坯连铸机二冷风机控制系统原设计采用传统电动机单纯接触器直接启动控制系统，投入运行后多次出现设备故障，给生产带来很大的影响；同时大大增加了维护的难度，存在许多安全隐患。
为确保该系统的安全运行而进行了技术改造，以软启动器代替原电动机单纯接触器直接启动。
改造后的二冷风机控制系统提供过载、欠载、缺相和电压不平衡保护。
现场显示运行状态，实现智能化监控。
改造后系统运行情况良好，消除电动机启动时的冲击电流，减少了电动机的起动电流和检修维护工作量，保证了生产的正常运行。
该项技术还可推广到其他连铸机二冷风机控制系统的应用中。
关键词：自动控制技术智能化软启动器前言八钢2#板坯连铸机二冷风机担负着将生产过程中扇形段产生的热蒸汽抽出排到厂房外的任务，通过空气流动对设备、铸坯进行二次冷却，同时对扇形段外电气设备，扇形段操作人员的安全起到很大的作用。
二冷风机的主要技术参数如表1.（2#连铸机有两台二冷风机以其中一台为例）1.二冷风机控制系统存在的问题八钢2#板坯连铸机二冷风机电动机启动采用全电压直接起动方式，电机的起动电流达到了额定电流的4～8倍，其转速也在很短时间内由零上升到额定转速。
同时电动机起动时的产生了较大的转矩冲击，一般可达额定转矩的两倍以上。
起动时的电流过高一方面造成了严重的电网冲击，给电网造成过大的电压降落，降低了电网电能质量并影响了其他设备的正常运行。
而过大的转矩冲击又将造成机械应力冲击，影响电动机本身及其拖动设备的使用寿命，甚至会影响厂用电系统的正常运行。
具体表现在：2.软启动控制系统的工作原理及技术特点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,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. 待电机达到额定转速时,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,转速逐渐下降到零,避免自由停车引起的转矩冲击.软起动器相对于传统电动机单纯接触器直接起动方式，其突出的优点体现在:1．》电力半导体开关是无电弧开关和电流连续的调节，所以软起动器是无级调节的，能够连续稳定调节电机的起动，而传统起动的调节是分档的，即属于有级调节范围。
软启动器工作原理及应用详解软启动器是一种广泛应用于电动机启动控制领域的设备，它在电机启动过程中起到缓慢加速、限制起动电流和减少机械冲击的作用。
本文将详细介绍软启动器的工作原理和应用。
软启动器的工作原理：软启动器原理是通过控制电机各相电压的变化，实现电机的缓慢加速。
具体来说，软启动器通过对电压进行调节，使电机在启动过程中的转速逐渐增加，从而实现了减小启动冲击、限制起动电流以及减少机械冲击的目的。
软启动器通常由控制模块、电源模块、保护模块和输出模块等组成。
其中，控制模块主要用于设置软启动器的启动时间、加速度和减速时间等参数，以及接收外部的启动、停止信号。
电源模块则用于为控制模块和输出模块提供电源，保护模块则用于监测电机的运行状态，并在出现异常情况时进行保护。
输出模块是软启动器的核心部分，它负责调节电压、频率和相位等参数，以实现电机的缓慢加速。
软启动器的应用：1.电动机启动控制：软启动器主要应用于电动机启动控制领域。
传统的直接启动方式在启动过程中会引发较大的起动电流冲击和机械冲击，而软启动器能够通过缓慢加速和限制起动电流的方式，减少电机启动时的冲击，提高设备的可靠性和使用寿命。
2.泵类设备控制：软启动器还广泛应用于泵类设备的控制中。
由于泵在启动时的冲击较大，容易产生水锤效应，导致管道破裂等问题。
而软启动器能够通过减小启动冲击，降低水锤效应，从而保护管道和设备。
3.压缩机和风机控制：软启动器在压缩机和风机等设备的启动过程中也有广泛的应用。
这些设备在启动时也会产生较大的机械冲击和电流冲击，而软启动器能够通过缓慢加速和限制电流的方式，保护设备并提高系统的稳定性。
4.电梯和升降机控制：软启动器还被广泛应用于电梯和升降机的启动控制中。
电梯和升降机的启动过程需要平稳且可控，而软启动器能够提供逐渐加速的启动模式，从而保证乘客的安全和舒适性。
总结：软启动器通过控制电机的电压变化实现电机的缓慢加速，其工作原理包括控制模块、电源模块、保护模块和输出模块等组成。
山宇SJR2系列软起动器的特点及其应用首先，SJR2软起动器具有较小的体积和重量，安装方便，占用空间少，适用于各种场合的安装。
其次，软起动器具有优良的性能稳定性和可靠性，采用了先进的控制技朩，能够有效地控制电机的启动过程，降低起动电流，减少对电网的冲击，使系统运行更平稳可靠。
再次，软起动器具有较高的节能效果，通过合理地控制电流和电压，减少了电机起动的能量消耗，降低了电网能源浪费，符合当前节能环保的发展趋势。
此外，SJR2软起动器还具有全面的保护功能，能够对电机进行全方位的检测和监控，一旦发现异常，能够及时地进行报警和保护，确保电机和设备的安全运行。
SJR2系列软起动器在各种工业生产设备和电力设施中具有广泛的应用，包括给水设备、风机、压缩机、输送设备等各种类型的电机启动，以及大型制造设备、电力设施等方面的应用。
总的来说，山宇SJR2系列软起动器具有体积小、性能优良、节能环保、全面保护的特点，在各种工业领域都有着广泛的应用前景。
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山宇SJR2系列软启动器广泛应用于工业生产设备和电力设施中。
它主要适用于以下几个方面：1. 给水设备SJR2软启动器能够有效地控制水泵的启动过程，减少了电机起动时的冲击和压力，延长了设备的使用寿命，同时也减少了对水泵系统的损坏。
在城市供水、工业供水等领域，SJR2软启动器都能够发挥重要作用。
2. 风机在空调系统、工业通风系统等领域，山宇SJR2软启动器能够控制风机的平稳启动，有效地降低了电机启动时的过电流和冲击，减少了对设备的损害，延长了风机的使用寿命。
3. 压缩机在制冷、空调等系统中，压缩机的启动对设备的稳定运行至关重要。
SJR2软启动器能够控制压缩机的起动过程，减少了启动时的过电流和冲击，延长了设备的使用寿命，同时也提高了系统的能效。
4. 输送设备在矿山、冶金、化工等领域，输送设备的启动对整个生产过程都有着重要影响。
风力发电机组软起动控制器原理
风力发电机在现代能源中扮演着越来越重要的角色，为了更加高效地利用风能，软起动控制器的原理无疑显得尤为重要。
接下来，我们将从步骤性说明软起动控制器的原理。
第一步：概述风力发电机集成系统的工作原理
风力发电机集成系统是由风轮、发电机、控制器和传输设备组成的，其功能是通过控制和监测转子转速和功率输出来保证系统的安全和高效运行。
其中，软起动控制器作为整个系统的重要组成部分，将有助于提高发电效率。
第二步：详解软起动控制器的工作原理
软起动控制器的核心是软启动技术，通过逐步增加电机电流并控制电机转速实现对风机发电机组的安全启停。
软启动技术分为四个主要阶段：预压、加速、运行和卸载。
其中，预压阶段用于将电机电压逐步升高，以达到起动的最小值；加速阶段将电机逐步加速，直到达到额定速度；运行阶段则通过控制电压和电流保持电机稳定转速；卸载阶段则逐步降低电机的电流和电压，最终将电机停止运转。
第三步：具体操作步骤
软起动控制器的具体操作步骤如下：
1、根据风机发电机组的参数设置软起动控制器；
2、逐步增加电机电流以达到预设的电流值；
3、逐步升高电压以达到指定的电压值；
4、逐步加速电机直到达到额定转速；
5、控制电流和电压保持电机稳定运行；
6、在需要停止运行时，逐步降低电流和电压，最终将电机停止。
总结
软启动技术是现代风力发电机集成系统中非常关键的一部分，其具有安全、高效、节能等诸多优点，可以实现对风能的优化利用。
因此，了解软启动控制器的原理和具体操作步骤是非常重要的。
软启动器知识高频考点1、软启动器是基于单片机控制技术，通过内部的专用优化控制软件，动态调整三相交流异步电动机运行过程中的电压和电流。
2、软启动器是集电动机软启动、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。
3、软启动器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。
4、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，高次谐波较为严重。
5、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。
6、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。
7、晶闸管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，保证晶闸管仅在电动机启动和停止时工作，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，同时还可以避免电动机运行时软启动器产生的谐波污染。
8、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°。
9、软启动器启动、停止、公共端信号输入端子通常采用三线控制。
软启动器接电动机的一侧不能接补偿电容器。
软启动器内的旁路接触器必须与软启动单元并联使用，并保持相序一致。
常用风机控制原理常用的风机控制原理有很多种，根据不同的应用场景和需求，可以采用不同的控制方法。
以下介绍几种常见的风机控制原理。
一、PID控制原理PID控制是一种经典的控制方法，对于一般的风机控制来说，PID控制常用于调整风机的转速或风量。
PID控制器由比例、积分和微分三项控制组成。
比例控制项用于根据当前误差大小调整输出信号，积分控制项用于累积误差并加以校正，微分控制项用于预测误差变化趋势并作出相应调整。
在风机控制中，需要根据设定的风量或转速参考值与实际测得的值之间的误差来进行调整。
PID控制器通过不断调整输出信号，使得误差逐渐减小并趋于稳定。
一般情况下，可以通过试验等方法来调整PID控制器的参数，以达到较好的控制效果。
二、变频控制原理变频控制是一种常用的风机控制方法，通过调整变频器的输出频率，来控制风机的转速。
变频器可以根据系统的需求，动态地调整输出频率，从而实现精确的风机控制。
在变频控制中，可以通过调整变频器的输出频率来改变电机的转速，进而实现对风机转速的调整。
同时，变频器还可以通过增加或减小输出电压的频率和幅值，实现对风机的转矩控制，从而进一步精确控制风机的工作状态。
三、开关控制原理开关控制是一种简单而常用的风机控制方法。
在开关控制中，通常使用一个继电器或开关来控制风机的启停。
在启动时，继电器或开关控制风机的电源接通，从而使风机开始运行。
当达到设定的工作条件后，继电器或开关断开电源，使风机停止工作。
这种方法虽然简单，但局限性较大，只适用于简单的风机控制场景，不能实现对风量或转速的精确控制。
四、软启动控制原理软启动控制是一种用于启动高功率负载设备的控制方法，对于大功率的风机，常采用软启动控制来减小电流冲击和机械应力。
在软启动控制中，可以通过控制器逐渐增加输出电压或电流的大小，使设备缓慢地达到额定工作状态。
这样可以减小设备的启动过程中对电网和设备自身的冲击，保护设备的安全性和可靠性。
总之，常用的风机控制原理包括PID控制、变频控制、开关控制和软启动控制等。
为什么要使用软启动器1 、什么是软启动器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新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。
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交流调压器。
改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。
在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程（且可具有限流功能），直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作。
运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，可以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。
软启动的外形：2、为什么要使用软启动器现在传动工程中最长用的就是三相异步电动机。
在许多场合，由于其启动特性，这些电机不可以直接连接电源系统。
如果直接在线启动，将会产生电动机额定电流6倍的浪涌电流，该电流可以使供电系统和串联开关设备过载。
如果直接启动，也会产生较高的峰值转矩，这种冲击不但对驱动电机有冲击，而且也会使机械装置受载。
例如，辅助动力传动部件。
为了降低启动电流，应使用启动辅助装置，如启动用电抗器或自耦变压器。
但是该方法只可以逐步降低电压，而软启动器通过平滑的升高端子电压，可以实现无冲击启动。
可以最佳的保护电源系统以及电动机。
同时软启动器可以实现软停车，它的过程和启动过程相反，晶闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间过渡到全关闭的过程。
停车的时间根据实际需要可在0 ~ 120s调整。
电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。
但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。
例如：高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。
为减少和防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软起动器能满足这一要求。
在泵站中，应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修费用和维修工作量。
3、软启动器工作原理和主接线图软启动器的工作原理：控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。
软启动器是用于电动机启动的产品。
它的核心部件是可控硅以及相关功能的软、硬件。
软启动器由三对反并联的晶闸管串接组合而成，通过控制其触发角改变输入电压，以达到控制电动机的启动特性。
在启动离心风机和水泵等负载时，与传统的接触器、星／三角和自耦降压启动等相比有很多优点。
其启动和运行参数可调节，因此在安装、调试和使用环境上都与传统的电机启动器有很大区别。
一、软启动基本参数
1．软启动与其它启动方式的比较
直接启动也称全压启动，启动电流一般为额定电流的4～7倍，对电网及用电设备造成很大冲击，小容量的电机一般采用直接启动。
对于大、中容量的电机，当其容量超过供电变压器的5%～25%时，一般应采用降压启动，降压启动方式有Y-△降压启动、自耦降压启动等。
虽然降压启动电流较低，但也存在冲击电流，会对电网及设备造成危害。
为此研制了电机软启动器，它能实现无级加速的启动，对电网及设备的冲击相对较弱。
软启动与其它启动方式的比较如图所示。
2．软启动(西安西驰电气CMC-M系列数码智能型电机软起动器)常见启动方式
软起\软停电压(电流)特性曲线
CMC-M
软起动器有多种起动方式：限流起动、电压斜坡起动、电流斜坡起动；多种停车方式：自由停车、软停车、制动刹车、软停+制动刹车。
用户可根据负载不同及具体使用条件选择不同的起动方式和停车方式。
（1）、限流软起动
使用限流起动模式时，斜坡时间设置为零，软起动器得到起动指令后，其输出电压迅速增加，直至输出电流达到设定电流限幅值Im ，输出电流不再增大，电动机运转加速持续一段时间后电流开始下降，输出电压迅速增加，直至全压输出，起动过程完成。
注： “---”表示用户自己根据需要进行设定(下同)。
（2）、电压斜坡起动
这种起动方式适用于大惯性负载，而对起动平稳性要求比较高的场合，可大大降低起动冲击及机械应力。
（3）、电流斜坡起动
软起动器得到起动指令后，输出电流以设定的斜坡时间平稳上升，同时输出电压以一定的速率增加，当起动电流增至限幅值Im时，电流保持恒定，直至起动完成。
在轻载起动时，起动电流比较平稳，避免了电机的振荡。
（4）、突跳转矩软起动
突跳转矩软起动主要应用在静态阻力比较大的负载电机上，通过施加一个瞬时较大的起动力矩以克服大的静摩擦力矩。
该模式下输出电压迅速达到设定的突跳电压，当达到预先设定的突跳时间后，再根据所设定的起始电压\起始电流、斜坡时间平滑起动，直至起动完成。
使用突跳转矩起动模式时必须与其它软起动方式配合使用，而且要设置突跳电压和突跳时间值。
（5）、自由停车
当软停时间(C007)和刹车时间(C009)同时设置为零时为自由停车模式，当软起动器接到停机指令后，软起动器封锁旁路接触器的控制继电器并随即封锁主电路晶闸管的输出，电动机依负载惯性自由停机。
（6）、软停车
当软停车时间设定不为零时，在全压状态下停车则为软停车，在该方式下停机，软起动器首先断开旁路接触器，软起动器的输出电压在设定的软停车时间内逐渐降至所设定的软停终止电压值，软停车过程结束起动器转为刹车制动状态(刹车时间不为零)或自由停车。
（7）、制动刹车
当软起动器设置了刹车时间并且选择了刹车时间继电器输出，则当软起动器在全压状态下响应了有效的停车命令后，若无软停过程则直接进入到刹车过程，若有软停过程，需软停结束后才能进入刹车过程。
刹车时间继电器输出信号在停(刹)车时间内时间保持有效。
用该时间继电器输出信号控制外置制动单元或机械抱闸电气控制单元。
（8）、软停+制动刹车
当软起动器设置了软停时间，并且设置了刹车时间，软起动器首先断开旁路接触器，软起动器的输出电压在设定的软停车时间内逐渐降至所设定的软停终止电压值，软停车过程结束后在所定的刹车时间内刹车。
3．运行状态
(1)跨越运行。
晶闸管全导通，电机全压工作。
用于要求实现电机软启动、软停止、节能、故障保护、报警、预制低速等功能的较完整的电机控制系统。
(2)旁路运行。
①软启动仅在启动和停车时工作，减轻了SCR热损耗，延长SCR寿命。
②一旦软启动发生故障，可由旁路接触器作为应急备用。
③对具有节能、故障保护、报警、预制低速等功能的软启动器采用旁路使用后，将不具有以上功能。
4．停机模式
(1)自由停车。
(2)软停车。
停车时，按照预先设定好的程序逐渐降低电压。
二、软启动器在风机上的应用
1．风机的特点
风机通常为大惯性负载，启动时有很长的斜坡上升时间。
如果采用直接启动效果不理想。
2．软启动风机的优点
(1)软启动时间从6~120s可供选择，完全满足风机启动时间长的要求。
(2)风机为带载启动，启动时负载呈线性增长，软启动的特点是启动力矩随着启动时间而线性增长，这样，软启动器的启动特性匹配了风机的启动要求。
(3)软启动器启动风机可以降低启动电流，减少对电网的冲击。
(4)风机使用软启动器也可以降低机械冲击，延长风机使用寿命。
三、软启动器在启动风机时的调试
1．启动软启动器前应注意的问题
(1)检查电机的绝缘电阻。
这项工作必须在电机接入软启动器之前进行，因该启动回路由可控硅元件组成，当电机和软启动器相接后如用高压兆欧表测电机绝缘电阻将会损坏可控硅。
(2)带载盘车检查电机能否正常灵活转动，否则绝对不能启动。
(3)检查风机、电机和软启动器的参数。
检查的参数包括电压、电流、功率以及电机的极数。
(4)调试顺序为手动盘车、空投控制回路、电机空转、带负载运转。
(5)软启动器启动方式和启动时间的选择：①对一般功率的软启动器，负载越大，启动时间应越长；②当电网供电质量要求比较高时，可选择限流启动，同样负载越大，启动时间应越长。
2．软启动带电调试应注意的问题
(1)启动信号发出后电机不能启动。
出现这种情况的原因有多种，如主回路和控制回路没有通电；控制线路接线错误；电机出现内部故障等。
(2)启动信号发出后，电机缓慢转动后马上停止且线路保护器动作。
这种情况可能是电机堵转，应排堵后再次启动。
(3)启动信号发出后，电机开始启动，但启动不久就出现保护跳闸。
这种故障原因有电机热保护的参数调整太小；电机极数与设计不匹配；风机漏风等。
应排除故障后再启动。
(4)不能频繁启动软启动器，因频繁启动的大电流会烧毁可控硅。
要求软启动次数为10~20次/h，带载启动的时间间隔为3~6min。
四、软启动运行
1．注意过电压，以免损坏电机。
2．避免长时间过载。
3．注意长时间欠载，若长时间欠载，则要调整热保护参数。
