软启动

       
        软启动是相对于硬启动的概念，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（硬启动），会导致较大的冲击电流和峰值转矩，不利于机械装置的良好运转。软启动则是平滑的启动运行，电压由零慢慢提升到额定电压，使电机启动的全过程都不存在冲击转矩。


 

软启动的特性

       异步电机启动性能主要有两个指标， 启动电流倍数和启动转矩倍数， 软启动器是就是在启动时通过改变加在电机上的电源电压，以减小启动电流、启动转矩。 电动机传统启动方式有自耦减压、Y/△减压等方式，其共同特点是控制线路简单， 启动转矩不可调并有二次冲击电流， 对负载有冲击转矩。 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，大大延长电动机的寿命。

软启动的原理

     
       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。



 

软启动与其他降压启动性能比较

软启动的起停方式

        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，当启动电流增至限定值 Im 时，保持电流恒定，直至启动完成。该方式适用于泵类及风机类负载电机。

　   4. 软停车：在该方式下停止电机时，电机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，停车过程完成；常用于水泵负载，它成功地解决了传统停车过程中的“水锤”现象（即瞬间停机引起流体原来状态的剧烈变化，造成流体对管道的冲击） 。
 

软启动的应用

       按电机的负载和速度变化分类，软启动常用于：
 

　　负载变化较大且不允许速度变化的设备：如港口皮带输送机、煤矿皮带输送机、 水泥皮带传送设备、电动扶梯、不带变频器的升降电梯、轧钢设备、各类工业输送机械等
 

　　变负载设备：如中央空调主机、六角机床、碾磨机、研磨机、成形机、冲床、抛光机、悬垂机、压机、切削机、压缩机、油井抽油机、电动衣车、食品搅拌机、塑胶开炼机/密炼机、注塑机、锻机、板机混凝土成型机、橡胶成型机、化工工业设备、农用设备、纺织机械、造纸设备、工业机械、食品及其它重工业机械。

　　利用软启动特性设备简介如下：

　　空气压缩机－大容量电动机轻载时进入节能运行状态；当输入电源电压不平衡时，可以自动调节使相电流平衡，减少电动机发热和延长寿命。

　　离心泵－利用泵控制功能，减少启动和停止时液流冲击所产生地系统喘振现象，节省系统维修费用。

　　桥式起重机－利用双斜坡起动  ，实现加速过程最有效控制，提高生产率并减少产品的损坏。

　　皮带运输机和自动传输线－利用软启动和预置低速运行，实现平滑起动，避免产品移位和液体溢出。

　　通风机－利用软启动取代旧的机电启动器，减少皮带磨损和机械冲击，节省维修费用。

　　粉碎机械－利用堵转和失速保护，避免机械故障或阻塞造成电动机过热而烧毁。

　　切碎机－利用软启动取代自耦降压起动，有助于减少对电网的冲击和节约能源。

　　搅拌机－利用双斜坡起动和预置提速运行，避免机械故障，节约能源，不需要变频器驱动。
 

软启动的发展趋势

　 
      电动机软起动技术在不断发展，随着电力电子器件和技术的发展，电动机的软起动有几个值得重视的分支：磁控软起动、晶闸管软起动(SCR)、液阻软起动；其中以晶闸管（SCR）软起动应用最为广泛。晶闸管软启动器自 20 世纪80 年代由国外进入国内后，随着该产品国产化率提高、产品质量稳定，现逐步进入全面应用阶段。目前国内厂商着手中高压电动机软启动器研制、开发、推广。

　　为便于控制，软启动器和开关及控制电路可以设计一个完整的电机控制中心以实现对电机的综合控制及故障记录报警，可实现控制集成化；软启动器与可编程序控制器（PLC）组合后，使控制系统的设计更为方便灵活及可靠，可实现控制的数字化；与计算机网络技术相结合可实现控制的智能化和网络化。