浅析交流电动机的软启动技术

交流电动机的软启动摘要传统的电动机起动控制技术存在起动电流大、使用设备多、起动特性不理想等问题。

软起动技术是近几年发展起来的新技术，采用晶闸管作为电动机主回路的控制器件，达到不同的起动控制特性。

与传统电动机控制相比有很多优点。

文章论述了电动机原理及软起动控制的工作原理，控制电路组成，工作特性曲线。

一．交流电机原理三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换，是因为转子气隙内有一个旋转磁场。

下面来讨论旋转磁场的产生。

如图3.6所示，U1U2, V1V2, W1W2为三相定子绕组，在空间彼此相隔120°，接成Y 形。

三相绕组的首端U1, V1, W1接在三相对称电源上，有三相对称电流通过三相绕组。

设电源的相序为U, V , W, 的初相角为零，图1 三相交流电流波形图设 t i U ωs i n = )120s i n (︒-=t i V ω )120sin(︒+=t i W ω为了分析方便，假设电流为正值时，在绕组中从始端流向末端，电流为负值时，在绕组中从末端流向首端。

当︒=0t ω的瞬间，U i =0，V i 为负值，W i 为正值。

根据”右手螺旋定则”，三相电流所产生的磁场叠加的结果，便形成一个合成磁场，如图3.7（a ）所示，可见此时的合成磁场是一对磁极（即二极），右边是N 极，左边是S 极。

图2 两极旋转磁场示意图• 空间120度 对称分布的三相绕组通过三相对称的交流电流时，产生ii u i vi wi uωt32π34π2π三相电流波形U U V V W W 111222ωt =Iu=ImU U V V W W 111222ωt =2π3Iv=ImU U V V W W 111222ωt =4π3Iw=Im的合成磁场为极对数p=1的空间旋转磁场，每电源周期旋转一周，即两个极距；• ·某相绕组中电流达到最大值时，磁极轴线恰好旋转到该相绕组轴线上。

当︒=90t ω时，即经过1/4周期后，U i 由零变成正的最大值， V i 仍为负值，W i 已变成负值，如图3.6（b ）所示，这时合成磁场的方位与︒=0t ω 时相比，已按逆时针方向转过了90°。

交流异步电动机固态软启动器技术及仿真研究随着现代化工业的发展，异步电动机的应用越来越广泛。

在工业界中，异步电动机一直是主流电动机种类。

它结构简单、可靠性高、成本低，因此在工业设备控制中受到广泛应用。

尽管异步电动机在许多应用领域使用广泛，但它们面临的最大挑战之一是启动时的大电流问题。

为了解决这个问题，今天我们将讨论交流异步电动机固态软启动器技术及仿真研究。

固态软启动器是一种最大限度降低异步电动机启动时电流冲击的控制装置。

与传统的直接启动相比，固态软启动器可以实现电流的平稳变化，从而提高设备的可靠性，延长设备的使用寿命。

与此同时，软启动器还可以降低设备的能源消耗，并减少对电网的影响。

因此，研究交流异步电动机固态软启动器技术已经成为当前电动机控制的热点问题。

交流异步电动机固态软启动器技术主要包括两个模块：前端整流模块和后端逆变模块。

前端整流模块是将交流电源转换为直流电源的过程，后端逆变模块可以根据需要将直流电压转换为交流电压。

在软启动过程中，前端整流模块可以根据需要调整输出电压和输出电流，以平稳的方式将异步电动机加速到工作速度。

为了验证交流异步电动机固态软启动器技术的可行性和有效性，本文采用Matlab仿真平台进行了实验。

仿真结果表明，软启动器可以平稳、低电流地启动电机，从而避免了传统的直接启动带来的电流冲击。

此外，仿真结果还表明，软启动器能够满足工业生产的实际需求，是一种可行的电动机控制方案。

总之，交流异步电动机固态软启动器技术及仿真研究是当前电动机控制的热点问题之一。

通过对软启动器的设计和仿真分析，可以实现电机的平稳启动，保护设备安全，延长设备寿命，降低能源消耗，从而在工业自动化控制、能源管理等方面发挥重要作用。

除了软启动功能，交流异步电动机固态软启动器技术还具有很多优点。

例如，它们不仅可以大大降低起动时的电流冲击，而且可以在电机运行中保证高效率、低噪声和平滑的运行。

此外，软启动器还减轻了电网的压力，保护了电源和设备。

电动机软启动的原理详解 电动机在启动时需要的电流大概是额定电流的6倍左右。

在这样的电流下，电动机会受到比正常工作时更大的冲击，这样的冲击会增加电机的损耗，减少电机的寿命，甚至当电流过大时会对机器内部的其他零件造成破坏。

 电机软启动的研究主要是控制三相交流异步电机的启动，通过对三相交流异步电机的使用来实现电机的软启动，对电机的启动和停止提供保护。

这样的技术被广泛的应用在工业领域中，工业上用这种技术来取代传统的Y/△启动，取得了不错的效果。

 电动机软启动的原理如下： 1、当点击启动时，晶闸管内部的电压逐渐升高，这时的电机会在电压的作用下缓慢的加速运行； 2、当运行的速度达到所需速度时，晶闸管会实现全导通，在这时，点击的电压与额定电压相同，这样既能够实现电机的软启动，又符合机器的机械性能，这样的启动让整个过程能够平稳运行。

 1、在这样的情况下，电机在晶闸管的保护下正常运行，让电机受到更小的冲击和损耗，这样就能够显着提高电机的使用寿命，让电机保持良好的工作状态。

 三相反并联晶闸管（SCR）能够调节软启动器的电压，是软启动器的调压器，当三相反并联晶闸管接入电路之后，其在电源和电机定子之间起到了一个连接的作用。

 晶闸管交流调压软启动主要是通过改变晶闸管的连接方式，将传统的连接方式变成连接到三项绕组上，这样就实现了用并联的方式给晶闸管供电。

 晶闸管软启动器具有很强的可调节性，因此用户们可以根据自己不同的需要对电机进行适当的调整，通过相应的改变让电机的启动方式更适合自身的需要。

 软启动不仅能够大幅度减轻传动系统本身所受到的启动冲击，延长关键零部件的使用寿命，同时还能大大缩短电动机启动电流的冲击时间，减小对电动机的热冲击负荷及对电网的影响，从而节约电能并延长电动机的工作寿命。

 通过使用软启动技术，在电动机的选型上将可以选用容量较小的电动机，因而也能够减少不必要的设备投资。

 星三角启动是依靠改变电机绕组的接线，从而改变电机启动时的电压，启动时的电压被降低，使启动电流变小，启动时对母线的冲击减小，达到电机启动时母线电压的压降在允许的范围内（要求母线压降不超过额定电压的10%），耦减压启动也是可以使电机启动时的电流减小，是通过自耦变压器电压抽头的改变而使电机启动时得到的电压降低，从而电流减小，减小对母线的冲击。

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。

OCCUPATION2011 1076新视野NEW INSGHTS 交流异步电动机软启动器的发展与特点文/田成明交流异步电动机因为结构简单、体积小、重量轻、价格便宜、维护方便等特点，在生产和生活中得到了广泛的应用，成为当今传动机械中最常用的动力来源。

但是，由于其启动特性，如果这些电动机连接电源系统直接启动，将会产生过大的启动电流，该电流通常达电动机额定电流的4～7倍，甚至更高。

为了降低启动电流，必须使用启动辅助装置。

随着电力电子技术和微机技术、现代控制技术的发展，出现了一种新型的启动装置——晶闸管电动机软启动器。

一、晶闸管电动机软启动器的概念晶闸管电动机软启动器也被称为可控硅电动机软启动器，或者固态电子式软启动器，它是一种集电动机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新型电动机控制装置，现代晶闸管电动机软启动器通常都由微型计算机作为其控制核心，因此可以方便地满足技术进步的要求。

二、交流异步电动机软启动器的特点在软启动器中三相交流电源与被控电动机之间串有三相反并联晶闸管及其电子控制电路。

启动时，使晶闸管的导通角从0°开始逐渐增大，电动机的端电压便按照预先设置的控制方式从零电压开始逐渐上升，直至达到电源电压。

所以，软启动器实际上是个调压器，输出只改变电压，并没有改变频率。

１．软启动器的优点（1）体积小、结构紧凑，同等功率下，体积仅为其他启动器的30％～60％，可以节约大量基建投资。

（2）寿命长，晶闸管是无触点的电子器件，一般使用寿命可达十年以上。

（3）免维护，安全可靠。

晶闸管不同于其他类型的产品需经常维护，连续运行数年也无需停机维护，更无爆炸或引起高压接地等危险。

（4）安装使用简单。

（5）计算机数字控制，功能齐全，便于实现自动控制，远程组网控制。

（6）启动重复性好，保护功能完善。

（7）具有良好的人机界面，菜单丰富，显示直观。

（8）无电流冲击，对机械负载的转矩冲击小。

（9）能实现软停车，可消除骤然停机对某些设备的冲击与损坏，保证设备安全运行，可提高电动机和相关机械设备的使用寿命。

软启动器原理电机软起动器工作原理软启动器是一种用于控制交流电动机启动的装置，可以通过减小起动电流和减少启动过程中的冲击，保护电动机和电网设备。

软启动器的主要原理是通过控制电压、频率和电流来实现电动机的缓慢启动。

软启动器的工作原理：软启动器主要由电源电路、控制电路和电动机电路三部分组成。

1.电源电路：电网输入交流电源经过整流电路变成直流电源，在输入电源的电路里设置限流电路和电容器，以充分预充电容器的功效。

并通过脉冲控制器来触发触发极检测功能产生触发脉冲信号。

2.控制电路：软启动器的主要控制电路包括触发脉冲发生电路、延时电路、电流检测电路、速度反馈电路等。

当电启动器接收到控制信号后，触发脉冲发生电路会生成相应的脉冲信号，通过控制电路中的延时电路进行延时处理，确保在前期的启动过程中，电动机的电流和电压都能达到预定值。

电流检测电路可对电动机的电流进行监测，一旦电流过大，会通过逻辑控制实现停机保护。

速度反馈电路主要用于检测电动机的运行情况，可以实现对电动机的速度进行监测和控制。

3.电动机电路：软启动器通过调节输出电压和频率来实现对电动机的缓慢启动。

在起动阶段，软启动器会通过功率放大器来控制输出电压的上升速度，从而减小电动机的起动电流。

在启动结束后，软启动器会逐渐恢复到额定电压和频率，使电动机能够正常运行。

软启动器工作原理的主要优点是：可以减小启动电流和启动过程中的冲击，保护电动机和电网设备，延长电动机的使用寿命；能够实现对电动机的缓慢启动，减少启动过程中的机械冲击；具备较高的可靠性和稳定性，能够根据实际需要进行精确控制。

软启动器在工业和民用电气系统中广泛应用，特别是在需要控制大功率电动机启动的场合，可以起到很好的调节和保护作用。

随着科技的进步和需求的增加，软起动器的工作原理也在不断发展和改进，为电气系统的运行提供了更为可靠和安全的保障。

软启动器工作原理及电路图电机软启动器是一种用于控制交流电机启动过程中电流的起动装置，其工作原理主要包括起动过程中的电阻限流、减压启动和去除电阻的短时延时停止。

下面将详细介绍软启动器的工作原理，并给出相应的电路图。

电机软启动器主要由电源电路、控制电路和功率电路组成。

电源电路用于提供启动器所需的电源，控制电路用于控制功率电路的开关和驱动电机，功率电路用于连接电机并控制其起动。

工作原理：1.起动过程中的电阻限流：在启动电机的初期，为了避免过大的电流冲击对电机和电网的损害，软启动器会通过连接额外的电阻来限制起动电流。

这样可以通过增加电阻的串联电势降，降低起动电流。

随着电机转速的提高，电阻逐渐减小，直到完全去除。

2.减压启动：软启动器还会通过降低电压的方式来控制电机的起动过程。

在启动过程中，软启动器会逐步降低电压，从而降低电机的起动电流和启动的冲击。

通过减压启动的方式，可以减少电网对电机的影响，并保护电机和其他设备。

3.短时延时停止：在电机停止工作时，软启动器会通过一定的延时保护时间，确保电机在停止前不受突然断电等突发情况的影响。

软启动器会在电机停止运行后，延时一段时间才切断电源，从而保护电机和其他设备。

电路图：软启动器的电路图包括电源电路、控制电路和功率电路。

其中电源电路包括电源输入、过压、欠压和过流保护等功能；控制电路包括启动、停止、保护和信号传递等功能；功率电路包括电机的连接和控制。

电源电路：电源电路主要包括电源输入、过压、欠压和过流保护等功能。

电源输入可以是交流电压，也可以是直流电压。

通过稳压电路和滤波电路，将电源电压稳定并滤波，以保证启动器正常工作。

并通过过压、欠压和过流保护电路，对输入电源进行保护。

控制电路：控制电路主要包括启动、停止、保护和信号传递等功能。

启动器可以采用按钮开关、遥控开关或自动控制方式，通过相应的控制电路进行启动和停止电机。

同时，控制电路还包括过流、过温和过压等保护功能，以保护电机和启动器的安全运行。

电机软启动器的探讨随着科技的不断进步，电机作为重要的应用设备，在工业生产、交通运输等领域发挥着重要的作用。

然而，电机启动时的瞬间电流冲击，不仅易造成电气设备的损坏，还会造成对发电站的负荷影响，危害电网的稳定运行。

因此，研发一种有效的电机启动器显得尤为重要。

其中，电机软启动器因其逐步增加电源电压的方式，逐步启动、逐渐达到额定电压，避免了机器电磁和机械系统受到损伤，保证了设备的安全、稳定地运行，成为了一种非常优越的启动技术。

电机软启动器的原理电机软启动器是一种逐次加速调速的启动器，主要由交流变压器、智能控制器和接触器组成。

电机软启动器的核心部分是交流变压器，其实现的技术就是把直流电转成交流电，再通过控制电路将电机的电源电压调节到合适值。

电机在启动过程中，先将交流电量经过交流变压器逐渐增加电压，同时控制器不断调节电压、电流保证交流电机平稳、逐步地达到额定电压，从而防止电机瞬间大电流启动造成机器和电网的受损和其他危害行为的出现。

在电机软启动器工作时，交流方案显然优于直流方案，这主要是因为交流变压器存在。

电机软启动器的应用由于电机软启动器具有许多优点，如线启动时能大大降低起动电流，延长设备的使用寿命，提高设备的效率，同时减小泵、风机、压缩机的起动噪声，终止水击、镜头于减轻振动等问题，因此它得到了广泛的应用。

在大型安装场所，如钢厂、制纸厂、水泥厂、机械厂、工厂建筑群等场所，为了提高设备的起动和限流功能，使承压和承受噪声的可靠性和安全隔绝性，电机软启动器被广泛地用于电动工具的起动和电子器材的运行。

电机软启动器的特点电机软启动器不仅比其他启动器相比，在各种方面都具有独特的功能，而且它还具有其他一些不同的技术特点，如出口、松开力矩、起动电流、起动噪声、启动时间、稳定行驶速度、沿途无振沉等等。

这些特点使它在电机起动和计量设备使用方面具有重要的功能。

•出口和松开：电机软启动器既能根据设备的实际需求进行定制，也可以自动检测设备状态，根据设备目录进行功能配置。