浅析软起动装置的性能及应用

佟佳庆　王宏伟

【摘 要】软起动器是具有先进科技水平、工作运行安全可靠的电机控制装置。它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，同时还能实现直接计算机通讯控制，为自动化智能控制打下了良好的基础，有着广泛的应用前景。主要介绍了软起动器的工作原理，阐述软起动器的起动方式及其应用。

【关键词】软起动器；工作原理；性能特点；应用

0.概述

电动机传统起动有自耦降压、Y/△降压、延边△降压及串电抗器降压等方式。其优点是控制线路简单，但起动转矩不可调，并且存在二次冲击电流，对负载有冲击转矩；同时受电源电压质量影响大，在停机时均为瞬间动作，容易对相关设备造成损坏。

软起动器是采用电力电子技术、微处理技术及现代模糊控制技术于一体的具有先进科技水平、工作运行安全可靠的电机控制装置。它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，同时还能实现直接计算机通讯控制，为自动化智能控制打下了良好的基础，有着广泛的应用前景。

1.软起动器的性能

1.1软启动的工作原理

软起动器是一种用来控制鼠笼型异步电动机的新设备，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。

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及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，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。

起动时，电机端电压随晶闸管的导通角从零逐渐增大，直至达到满足起动转矩的要求而结束起动过程。当起动完成后，软起动器输出额定电压，旁路接触器接通，电机进入稳态运行状态。停机时，先切断旁路接触器，然后软起动器内晶闸管导通角由大逐渐减小，使三相供电电压逐渐减小，电机转速逐渐减小到零，完成停机过程。

1.2旁路接触器

软起动器在晶闸管两侧有旁路接触器触头，其优点是：

（1）软起动结束后旁路接触器闭合，使软起动器退出运行，在电机运行时可以避免软启动器产生的谐波；

（2）软启动器的晶闸管仅在启动停车时工作，可以避免长期运行使晶闸管发热，延长了软起动器的寿命；

（3）一旦软起动器发生故障，可由旁路接触器作为应急备用。

1.3软起动器的起动方式

软起动器的输出电压迅速增加，直到输出电流达到限定值1m，并保持输出电流不大于该值，电压逐步升高，使电动机加速，当达到额定电压，额定转速时，输出电流迅速下降至额定电流，起动过程完成。电流限幅值可根据实际负载情况进行设定，范围为0.4-8Ie。

软起动一般有下面几种起动方式：

（1）斜坡升压软起动。这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。

（2）斜坡恒流软起动。这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定，直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大.则起动转矩大，起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。

（3）阶跃起动。开机后即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。

（4）脉冲冲击起动。在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连人恒流起动。该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。

2.软起动器同其他降压起动器有以下明显的特点

2.1无冲击电流

软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。

2.2恒流起动

软起动器可以引人电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。

2.3根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流

2.4起动时无冲击力矩，降低了机械应力，能够延长电动机及相关设备的使用寿命

3.软起动器的应用

我单位自2005年起，陆续在10个深井取水泵房安装了软起动装置，代替了传统的自耦降压启动装置，用于控制深井泵。

通过两年多时间的运行，软起动装置在电机起动至正常工作状态的转换过程、停机过程等方面的性能相当稳定。其中7台装置的故障率为零，另外3台装置的故障率也极低。同时软启动期的软停止功能防止了水锤效应（电机立即停止会使管道内压降瞬间变化，管道内的流体回流易造成管道破裂）。有效的保护了供水管道的安全。

通过实例可知；自耦降压装置在起动时出现二次冲击电流，停机时为瞬间断电停机.是造成设备故障的主要原因。而由于软起动器在起动电机时.电机起动电流是从零线性上升至设定值，无冲击电流，对电网无冲击，起动平稳，减少了对负载机械的冲击转矩；软停车时，平滑减速，逐渐停机，克服了瞬间断电停机的弊病，避免了水锤效应，解决了其他降压起动等传统控制方式存在的弊病。

4.结束语

软起动器自20世纪90年代由国外进入我国后，国内有关部门进行了大量研究及实践。目前技术水平已相当成熟，其取代传统起动方式，已成为技术进步的必然。同时软起动柜具有交互式人机界面，面板操作，使用更加简单方便，且提供了标准的RS485串行接口，便于组网远方遥控。软起动器的广泛应用，标志着电机控制技术由传统电器控制时代进入了电子智能化控制时代。