软启动的原理及应用.pdf

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1、《机电技术》2004年第2期专论与综述软启动的原理及应用张世全(福建省工业设备安装有限公司福州350001)摘要：介绍电动机软启动的原理、特性，从晶闸管软启动器的应用设计、安装、试运行系统地说明软启动在工程具体应用，及介绍软启动发展趋势。关键词：软启动晶闸管原理特性应用设计安装试运行趋势中图分类号：TM301.2TM573文献标识码：A文章编号：1672-4801(2004)02-011-05在工程中最常用的就是三相异步电机，在民用和工业工程电动设备中，由于其电机启动特性，这些电动机直接连接供电系统（硬

2、启动），将会产生高达电机额定电流5－7倍的浪涌（冲击）电流，使得供电系统和串联的开关设备过载。另一方面，直接启动，也会产生较高的峰值转矩，这种冲击不但会对驱动电动机产生冲击，而且也会使用机械装置受损；还会影响接在同一电网上其他电气设备正常工作。启1软启动原理及特性动1400%软启动与硬启动。电高效电机启动曲线异步电机启动性能主要有流1200%倍两个指标，启动电流倍数和启动数1000%转矩倍数，软启动器是就是在启。标准电机启动曲线800%动时通过改变加在电机上的电源电压，以减小启动电流、启动600%转矩。

3、电动机传统启动方式有自。400%软启动电机启动曲线耦减压、Y/△减压等方式，其共。。。同特点是控制线路简单，启动转200%矩不可调并有二次冲击电流，对1530时间(s)负载有冲击转矩。软启动可以有效地降低电动机的启动电流，其图1软启动与硬启动特性比较图启动电流仅为标准电机硬启动电流的50%，是高效电动机硬启动电流的20%（见图1）。软启动的限流特性可有效限制浪涌电流，避免不必要的冲击力矩以及对配电网络的电流冲击，有效地减少线路刀闸和接触器的误触发动作；对频繁启停的电动机，可有效控制电动机的温升，大大延长

4、电动机的寿命。目前应用较为广泛、工程中常见软启动器时晶闸管（SCR）软启动。晶闸管软启动原理：在三相电源与电机间串入三相联晶闸管，利用晶闸管移相控制原理（见图2），改变晶闸管的触发角，启动时电机端电压随晶闸管的导通角从零逐渐上升，就可调节晶闸管调压电路的输出电压，电机转速逐渐增大，直至达到满足启动转矩的要求而结束启动过程；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；此时旁路接触器接通（避免电机在运行中对电网形成谐波污染，延长晶闸管寿命），电机进入稳态运

5、行状态；停车时先切断旁路接触器，然后由软启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，电机转速由大逐渐减小到零，停车过程完成。11专论与综述《机电技术》2004年第2期晶闸管软启动器在设计上也完全不同于传统的变频调速技术，它采用了电流电压矢量传感动态监控控制技术，不改变电机原有的运行特性；采用锁相环技术和单片机，根据压控振荡器锁定三相同步信号的逻辑关系设计出的一种可控硅触发系统，控制输出脉冲的移相，通过对电图2晶闸管移相控制电压波形图流的检测，控制输出电压按一定线性加至全压，限制起动电流，实

6、现电机的软起动（软启动功能结构见图3）。软启动从技术特性、可靠性及操作使用方面均优越于常规的自耦变压器降压起动和（Y/△）转换起动装置，无冲击电流、起动参数可调、有软停机功能、轻载功能等明显的技术优势，它克服了自耦降压起动设备接触器易烧坏，体积庞大，与负载相匹配及电动机转矩很难控制等缺点；消除了因（Y/△）电压切换瞬间出现的二次冲击电流尖峰，避免了电动机在起动时的冲击电流对电网电压波动的影响。是常规的自耦变压器降压起动和Y/△转换起动装置的较理想替代产品。图3晶闸管软启动功能结构框图软启动与其他降压启动

7、性能比较：启动功类能型自耦减压Y/△减压软启动指标控制方式传统继电器/单一传统继电器/单一单片机集成多种控制/灵活主回路三根六根三根（外接式）六根（内接式）1/2启动初始电压Ue/自耦变的变比3Ue(10%--60%)Ue可调启动电流二次冲击电流二次冲击电流无启动转矩不可调不可调可调主要部件自耦变压器主线路、交流接触器晶闸管、单片机软停机无无有附加控制功能较少较少较多12《机电技术》2004年第2期专论与综述软启动通常利用其特性，采用如下四种起停方式：1.电压斜坡软启动：启动电机时，软启动器的电压快速升

8、至U1，然后在设定时间t内逐渐上升，电机随着电压上升不断加速，达到额定电压和额定转速时，启动过程完成。2.限流启动：启动电机时，软启动器的输出电压迅速增加，直到输出电流达到限定值，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，启动过程完成。该方式用于某些需快速启动的负载电机。3.斜坡限流启动：启动电机时，输出电压在设定时间内平稳上升，同时输出电流以一定的速率增加，当启动电流增至限