软起动装置应用
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摘要]文中简单介绍了软起动器的工作原理，阐述软起动器的起、停常用方式的特性曲线，结合工程应用实践归纳了软起动器与自耦降压起动器的性能比较的特点。
[关键词]软起动器工作原理性能特点工程应用
1.概述
电动机传统起动方式有自耦减压、Y/△减压、延边△减压及串电抗器减压，其优点是控制线路简单，但起动转矩不可调，并有二次冲击电流，对负载有冲击转矩。且受电源电压质量影响大，在停机时均为瞬间动作，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，它具有很多传统电机起动装置无法比拟的优点，有着广泛的应用前景。
2.软起动器的工作原理
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。它采用三对反并联的晶闸管，串接于三相电源与电机的定子回路上。利用晶闸管移相控制原理，通过微处理器的控制来改变晶闸管的开通程度，使电机输入电压按预设的函数关系逐渐上升。
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。
软起动器在晶闸管两侧装设的旁路接触器，保证了晶闸管仅在起动、停车时工作，避免长期运行使晶闸管发热。同时可以避免在电机运行时软起动器产生的谐波，另一旦软起动器发生故障，可由旁路接触器作为应急备用。
3软起动器的起、停方式及特性曲线
3.1起动:
3.1.1限流起动过程如图1所示。该方式起动电机时，软起动器的输出电压迅速增加，直到输出电流达到限定值Im，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0.4Ie~8Ie。
图1限流起动过程曲线
3.1.2电压斜坡起动过程如图2所示。该方式起动电机时，软起动器的电压快速升至软起动器输出的初始电压值U1，然后在设定的时间t内逐渐上升，电机随着电压的上升不断加速，达到额定电压Ue和额定转速时，起动过程完成。U1的设定范围0~380V，t的设定范围为0~600秒。
图2电压斜坡过程曲线
除以上两种常用的起动方式外，软起动器还具有斜坡限流起动、缺相保护、过流保护、过载保护、故障自诊断等功能。
3.2停机
3.2.1自由停机。该方式停止电机时，软起动器断开旁路接触器随即封锁主电路晶闸管的输出，电机依负载惯性逐渐停机。
3.2.2软停机过程如图3所示。该方式停止电机时，电机的供电由旁路接触器切换到主电路晶闸管，软起动器的输出电压由额定电压在设定的软停时间内逐步降低至零，电机停止运行。其停机时间可根据负载要求进行设定，设定范围为1~100秒。
软起动器与自耦降压起动器的性能比较
我单位共有33台扬水设备，原电机采用的均是自耦减压起动方式，自耦降压起动器与软起动器的工作原理及控制方式不同，两者起动电流特性曲线存在很大差异，软起动器较自耦降压起动器有以下明显的特点:
①电机起动电流小、起动电压调节范围大，可以降低配电容量。
②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起动参数（电压、电流）可根据负载大小，进行合理调整，达到最佳起动效果。
④多种起动模式和微处理器控制系统，性能比继电控制更加可靠。
⑤高度集成的微处理器控制系统，性能比继电控制更加可靠。
⑥由于控制元件及起动方式的不同，软起动器可以频繁起动电机。
4.软起动器的应用
我单位自2002年起，陆续在7个深井泵房安装了软起动装置，安装处所及控制扬水设备的技术参数如见表1。
表1控制扬水设备的技术参数
通过一年多时间的运行，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，7台装置的故障率为零。现就以上7台电机，2001~2002年度采用自耦减压起动器时，与2002~2003年度采用软起动器后的设备运行状况进行比较见表2。
可以看出，由于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，解决了自耦减压起动等传统控制方式的存在的弊病。
5.结语
软起动器自20世纪80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，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。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。
