倪洋

摘 要：以往在電機(jī)控制過程中，常用的電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式有兩種：全壓直接啟動(dòng)和降壓啟動(dòng)，隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，軟啟動(dòng)技術(shù)憑借其優(yōu)異的性能在如今的電機(jī)控制中日益廣泛的被應(yīng)用，正逐漸取代傳統(tǒng)的啟動(dòng)方式。本文就軟啟動(dòng)技術(shù)在電機(jī)控制中的應(yīng)用進(jìn)行淺析。

關(guān)鍵詞：軟啟動(dòng)技術(shù)；電機(jī)控制；直接啟動(dòng)；降壓啟動(dòng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.156

0 前言

電氣傳動(dòng)需要交流異步電動(dòng)機(jī)，在以往的電機(jī)控制過程中，對(duì)于交流異步電動(dòng)機(jī)的常見啟動(dòng)方式有兩種：全壓直接啟動(dòng)方式和降壓啟動(dòng)方式，但是這兩種方式存在一定局限性，在某些特殊情況下，難以起到應(yīng)有的作用，電氣工作者們開始找尋更加高效合理的電機(jī)啟動(dòng)方式。而隨著變頻技術(shù)和軟啟動(dòng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，交流異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)找到新方法，軟啟動(dòng)技術(shù)被運(yùn)用到電機(jī)啟動(dòng)中，正逐步取代全壓直接啟動(dòng)和降壓啟動(dòng)的傳統(tǒng)方式，受到電氣工作者的普遍認(rèn)可。

1 傳統(tǒng)弊端啟動(dòng)方式存在的弊端

1.1 全壓直接啟動(dòng)方式

在交流異步電動(dòng)機(jī)的控制中，全壓直接啟動(dòng)方式是最簡單的啟動(dòng)方式，這種啟動(dòng)方式只需要利用接觸器直接把電動(dòng)機(jī)接進(jìn)電網(wǎng)，就可以啟動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)。這種啟動(dòng)方式的優(yōu)勢在于，啟動(dòng)需求條件少，啟動(dòng)快速，但與此同時(shí)，這種傳統(tǒng)的啟動(dòng)方式也存在諸多弊端。由于是全壓直接啟動(dòng)，所以起動(dòng)電流過大，在空載狀態(tài)下，起動(dòng)電流就已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于額定電流，而在帶負(fù)載情況下，這個(gè)數(shù)值將會(huì)更高，會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成不良影響，迫使電網(wǎng)電壓變低，干擾其它電氣設(shè)備的常規(guī)運(yùn)行，情況嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)引起保護(hù)元件動(dòng)作，也就是跳閘現(xiàn)象。此外，啟動(dòng)時(shí)電流數(shù)值過高，會(huì)使電動(dòng)機(jī)溫度升高，影響電機(jī)安全性能，進(jìn)而降低電動(dòng)機(jī)使用年限。傳統(tǒng)的全壓直接啟動(dòng)方式不僅在安全性能方面存在巨大隱患，對(duì)于電機(jī)的啟動(dòng)在變壓器容量、額定電壓電壓降、功率等諸多方面，還有許多的限制條件，必然會(huì)被更先進(jìn)啟動(dòng)方式取代[1]。

1.2 降壓啟動(dòng)方式

相比于全壓直接啟動(dòng)方式，降壓啟動(dòng)方式可以降低啟動(dòng)電流，但電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也會(huì)因此變低，而且這種啟動(dòng)方式無法應(yīng)用中在設(shè)備負(fù)載過大的情況下。常見的降壓方法有：星形/三角形啟動(dòng)器，自耦變壓器的降壓啟動(dòng)、磁控軟啟動(dòng)器和三角形啟動(dòng)等。在如果電動(dòng)機(jī)常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)下，運(yùn)用的是三角形定子繞組，可以采用星形三角形啟動(dòng)器方法，這種方法也不需要過多的設(shè)備條件，而且在控制過程中能量消耗偏低，而這種方式的弊端在于，出現(xiàn)故障的可能性偏高，必須時(shí)常加以維修檢查，設(shè)備不能頻繁啟動(dòng)。如果起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩的數(shù)值偏高，也會(huì)阻礙電機(jī)的作用。而自耦變壓啟動(dòng)雖可滿足不同負(fù)載要求，但是自耦變壓器的體積、重量過大，啟動(dòng)過程中會(huì)損耗過多材料，性能不穩(wěn)定導(dǎo)致故障頻繁，而且維修成本過高[2]。

2 軟啟動(dòng)技術(shù)在電機(jī)控制中的應(yīng)用

2.1 軟啟動(dòng)技術(shù)

伴隨電子技術(shù)的進(jìn)步和自動(dòng)化技術(shù)的不斷革新，在電機(jī)控制領(lǐng)域，開發(fā)出了豐富多樣的新型電氣啟動(dòng)設(shè)備，優(yōu)化了異步電動(dòng)機(jī)的控制過程。運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)的軟啟動(dòng)器在主回路大多選擇的是晶閘管調(diào)壓電路，也就是有六個(gè)晶閘管，每兩個(gè)晶閘管都是并聯(lián)在一起，然后一起通過串接的方式連接在電機(jī)上，電機(jī)使用的三相供電。這種軟啟動(dòng)的流程是：啟動(dòng)器中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收指令，隨后會(huì)自動(dòng)開始計(jì)算過程，如果計(jì)算結(jié)果達(dá)到觸發(fā)要求，晶閘管就會(huì)發(fā)出信號(hào)，再遵照啟動(dòng)器的規(guī)定模式對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了控制電機(jī)的啟動(dòng)。結(jié)束啟動(dòng)后，接觸器就會(huì)動(dòng)作，晶閘管跳閘，使電動(dòng)機(jī)可以直接參與到電網(wǎng)工作，極大降低了電能損失[3]。

2.2 電機(jī)控制中的軟啟動(dòng)方式

軟啟動(dòng)方式的實(shí)質(zhì)就是按已設(shè)定好的流程實(shí)行降壓啟動(dòng)。常見的軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)模式有：在負(fù)載較輕的情況下，可采用限流啟動(dòng)方式，限流啟動(dòng)方式就是把電機(jī)的起動(dòng)電流控制在一定數(shù)值以下，設(shè)定輸出電壓從零開始，然后不斷上升，當(dāng)輸出電流的數(shù)值到達(dá)預(yù)定數(shù)值時(shí)，輸出電流維持不變，然后電壓加大到額定數(shù)值，可以快速提升電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度到額定數(shù)值。這種方式可靈活調(diào)整啟動(dòng)電流，而且對(duì)電網(wǎng)電壓無不良影響，但不足在于難以掌握壓降數(shù)值，啟動(dòng)過程較復(fù)雜；電壓控制啟動(dòng)同樣可運(yùn)用于較輕負(fù)載的情況，這種方式在維持啟動(dòng)壓降在穩(wěn)定范圍內(nèi)的同時(shí)，還可以盡大提升電機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，大幅降低啟動(dòng)時(shí)間，是負(fù)載較輕的情況下，最高效合理的啟動(dòng)方式[4]。電壓斜坡啟動(dòng)方式可用于負(fù)載過重的電機(jī)啟動(dòng)，但是啟動(dòng)較慢，影響電機(jī)安全；同樣用于重載啟動(dòng)的還有轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)，這種方式啟動(dòng)平穩(wěn)，可以穩(wěn)定的拖動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)，對(duì)電網(wǎng)影響較小，是最合理有效的重載啟動(dòng)，不過這種啟動(dòng)方式也有不足仍待改善，就是是起動(dòng)過程過慢，耗時(shí)過長。

2.3 電機(jī)控制中軟啟動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)

軟啟動(dòng)器的在電機(jī)控制中的應(yīng)用還需要注意一下幾點(diǎn)，軟啟動(dòng)器在啟動(dòng)過程中要避免沖擊，因此對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的精密性有著極高的要求。如果電機(jī)的功率過高，則變壓器必須加大容量。軟啟動(dòng)器可根據(jù)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行靈活調(diào)整，但是對(duì)電網(wǎng)電壓有很多限制因素。如果設(shè)備滿載，則不適宜用軟啟動(dòng)器，否則不僅無法有效的降低電流，反而會(huì)加大設(shè)備成本，如果在操作過程中出現(xiàn)失誤，甚至可能會(huì)造成晶閘管損壞。這種情況下可以使用價(jià)格偏高的變頻軟啟動(dòng)，變頻軟啟動(dòng)調(diào)壓方式無過流，在用于負(fù)載較重的設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，有著更好的效果。在電動(dòng)機(jī)的控制過程中應(yīng)用軟啟動(dòng)，可以有效降低機(jī)械應(yīng)力，降低對(duì)傳動(dòng)元件沖擊，提升設(shè)備的利用效率，進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語

雖然在交流異步電機(jī)的啟動(dòng)中，全壓直接啟動(dòng)方式和降壓啟動(dòng)方式仍在大范圍應(yīng)用，但性能更加優(yōu)異的軟啟動(dòng)技術(shù)正受到更多的認(rèn)可，在大多數(shù)情況下電機(jī)控制工作中，軟啟動(dòng)技術(shù)相比傳統(tǒng)方式成本更低、效率更高，更大限度的開發(fā)電機(jī)潛能，增高生產(chǎn)工作的效率和質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]王思奇.軟啟動(dòng)技術(shù)在電機(jī)控制中的應(yīng)用[J].佳木斯職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，03（05）：482-483.

[2]劉偉.基于軟啟動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技展望，2016，34（08）：100.

[3]沈杰，尤戈，高挺峰.幾種常見的軟啟動(dòng)技術(shù)及其特性比較解析[J].化工管理，2016，32（04）：236.

[4]李沛霞.電子軟啟動(dòng)器啟動(dòng)原理及應(yīng)用[J].科技視界，2015，19（06）：224+292.