佟佳慶　王宏偉

【摘 要】軟起動(dòng)器是具有先進(jìn)科技水平、工作運(yùn)行安全可靠的電機(jī)控制裝置。它既能保證電動(dòng)機(jī)在負(fù)載要求的啟動(dòng)特性下平滑啟動(dòng)，又能降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)直接計(jì)算機(jī)通訊控制，為自動(dòng)化智能控制打下了良好的基礎(chǔ)，有著廣泛的應(yīng)用前景。主要介紹了軟起動(dòng)器的工作原理，闡述軟起動(dòng)器的起動(dòng)方式及其應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】軟起動(dòng)器；工作原理；性能特點(diǎn)；應(yīng)用

0.概述

電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)起動(dòng)有自耦降壓、Y/△降壓、延邊△降壓及串電抗器降壓等方式。其優(yōu)點(diǎn)是控制線路簡(jiǎn)單，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不可調(diào)，并且存在二次沖擊電流，對(duì)負(fù)載有沖擊轉(zhuǎn)矩；同時(shí)受電源電壓質(zhì)量影響大，在停機(jī)時(shí)均為瞬間動(dòng)作，容易對(duì)相關(guān)設(shè)備造成損壞。

軟起動(dòng)器是采用電力電子技術(shù)、微處理技術(shù)及現(xiàn)代模糊控制技術(shù)于一體的具有先進(jìn)科技水平、工作運(yùn)行安全可靠的電機(jī)控制裝置。它既能保證電動(dòng)機(jī)在負(fù)載要求的啟動(dòng)特性下平滑啟動(dòng)，又能降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)直接計(jì)算機(jī)通訊控制，為自動(dòng)化智能控制打下了良好的基礎(chǔ)，有著廣泛的應(yīng)用前景。

1.軟起動(dòng)器的性能

1.1軟啟動(dòng)的工作原理

軟起動(dòng)器是一種用來控制鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的新設(shè)備，集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置。

它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。

起動(dòng)時(shí)，電機(jī)端電壓隨晶閘管的導(dǎo)通角從零逐漸增大，直至達(dá)到滿足起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束起動(dòng)過程。當(dāng)起動(dòng)完成后，軟起動(dòng)器輸出額定電壓，旁路接觸器接通，電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)。停機(jī)時(shí)，先切斷旁路接觸器，然后軟起動(dòng)器內(nèi)晶閘管導(dǎo)通角由大逐漸減小，使三相供電電壓逐漸減小，電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸減小到零，完成停機(jī)過程。

1.2旁路接觸器

軟起動(dòng)器在晶閘管兩側(cè)有旁路接觸器觸頭，其優(yōu)點(diǎn)是：

（1）軟起動(dòng)結(jié)束后旁路接觸器閉合，使軟起動(dòng)器退出運(yùn)行，在電機(jī)運(yùn)行時(shí)可以避免軟啟動(dòng)器產(chǎn)生的諧波；

（2）軟啟動(dòng)器的晶閘管僅在啟動(dòng)停車時(shí)工作，可以避免長(zhǎng)期運(yùn)行使晶閘管發(fā)熱，延長(zhǎng)了軟起動(dòng)器的壽命；

（3）一旦軟起動(dòng)器發(fā)生故障，可由旁路接觸器作為應(yīng)急備用。

1.3軟起動(dòng)器的起動(dòng)方式

軟起動(dòng)器的輸出電壓迅速增加，直到輸出電流達(dá)到限定值1m，并保持輸出電流不大于該值，電壓逐步升高，使電動(dòng)機(jī)加速，當(dāng)達(dá)到額定電壓，額定轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出電流迅速下降至額定電流，起動(dòng)過程完成。電流限幅值可根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況進(jìn)行設(shè)定，范圍為0.4-8Ie。

軟起動(dòng)一般有下面幾種起動(dòng)方式：

（1）斜坡升壓軟起動(dòng)。這種起動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角，使之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點(diǎn)是，由于不限流，在電機(jī)起動(dòng)過程中，有時(shí)要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對(duì)電網(wǎng)影響較大，實(shí)際很少應(yīng)用。

（2）斜坡恒流軟起動(dòng)。這種起動(dòng)方式是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的初始階段起動(dòng)電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定，直至起動(dòng)完畢。起動(dòng)過程中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大.則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)間短。該起動(dòng)方式是應(yīng)用最多的起動(dòng)方式，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動(dòng)。

（3）階躍起動(dòng)。開機(jī)后即以最短時(shí)間，使起動(dòng)電流迅速達(dá)到設(shè)定值，即為階躍起動(dòng)。通過調(diào)節(jié)起動(dòng)電流設(shè)定值，可以達(dá)到快速起動(dòng)效果。

（4）脈沖沖擊起動(dòng)。在起動(dòng)開始階段，讓晶閘管在級(jí)短時(shí)間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，連人恒流起動(dòng)。該起動(dòng)方法，在一般負(fù)載中較少應(yīng)用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動(dòng)場(chǎng)合。

2.軟起動(dòng)器同其他降壓起動(dòng)器有以下明顯的特點(diǎn)

2.1無沖擊電流

軟起動(dòng)器在起動(dòng)電機(jī)時(shí)，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)起動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。

2.2恒流起動(dòng)

軟起動(dòng)器可以引人電流閉環(huán)控制，使電機(jī)在起動(dòng)過程中保持恒流，確保電機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)。

2.3根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級(jí)調(diào)整至最佳的起動(dòng)電流

2.4起動(dòng)時(shí)無沖擊力矩，降低了機(jī)械應(yīng)力，能夠延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備的使用壽命

3.軟起動(dòng)器的應(yīng)用

我單位自2005年起，陸續(xù)在10個(gè)深井取水泵房安裝了軟起動(dòng)裝置，代替了傳統(tǒng)的自耦降壓?jiǎn)?dòng)裝置，用于控制深井泵。

通過兩年多時(shí)間的運(yùn)行，軟起動(dòng)裝置在電機(jī)起動(dòng)至正常工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程、停機(jī)過程等方面的性能相當(dāng)穩(wěn)定。其中7臺(tái)裝置的故障率為零，另外3臺(tái)裝置的故障率也極低。同時(shí)軟啟動(dòng)期的軟停止功能防止了水錘效應(yīng)（電機(jī)立即停止會(huì)使管道內(nèi)壓降瞬間變化，管道內(nèi)的流體回流易造成管道破裂）。有效的保護(hù)了供水管道的安全。

通過實(shí)例可知；自耦降壓裝置在起動(dòng)時(shí)出現(xiàn)二次沖擊電流，停機(jī)時(shí)為瞬間斷電停機(jī).是造成設(shè)備故障的主要原因。而由于軟起動(dòng)器在起動(dòng)電機(jī)時(shí).電機(jī)起動(dòng)電流是從零線性上升至設(shè)定值，無沖擊電流，對(duì)電網(wǎng)無沖擊，起動(dòng)平穩(wěn)，減少了對(duì)負(fù)載機(jī)械的沖擊轉(zhuǎn)矩；軟停車時(shí)，平滑減速，逐漸停機(jī)，克服了瞬間斷電停機(jī)的弊病，避免了水錘效應(yīng)，解決了其他降壓起動(dòng)等傳統(tǒng)控制方式存在的弊病。

4.結(jié)束語(yǔ)

軟起動(dòng)器自20世紀(jì)90年代由國(guó)外進(jìn)入我國(guó)后，國(guó)內(nèi)有關(guān)部門進(jìn)行了大量研究及實(shí)踐。目前技術(shù)水平已相當(dāng)成熟，其取代傳統(tǒng)起動(dòng)方式，已成為技術(shù)進(jìn)步的必然。同時(shí)軟起動(dòng)柜具有交互式人機(jī)界面，面板操作，使用更加簡(jiǎn)單方便，且提供了標(biāo)準(zhǔn)的RS485串行接口，便于組網(wǎng)遠(yuǎn)方遙控。軟起動(dòng)器的廣泛應(yīng)用，標(biāo)志著電機(jī)控制技術(shù)由傳統(tǒng)電器控制時(shí)代進(jìn)入了電子智能化控制時(shí)代。