1引言

　　三相交流異步電動機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、運(yùn)行可靠，所以得到廣泛應(yīng)用。但其在直接起動時，起動電流可達(dá)到額定電流的4~7倍，特別是大功率電機(jī)，大起動電流嚴(yán)重沖擊電網(wǎng)，引起電網(wǎng)供電質(zhì)量下降，并影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行，并且起動轉(zhuǎn)矩造成的機(jī)械沖擊會降低電動機(jī)的壽命。所以需要在電機(jī)和電源之間傳入軟起動來解決此問題。

　　隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，晶閘管軟起動裝置應(yīng)運(yùn)而生。由于其體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，免維護(hù)，安全可靠。全智能控制，功能齊全，菜單豐富。起動重復(fù)性好，保護(hù)周全。所以其正逐步取代傳統(tǒng)的軟起動方式，成為軟起動領(lǐng)域新的領(lǐng)軍人物。

　　2晶閘管軟起動啟動方式的分類

　　運(yùn)用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟起動器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟起動。

　　在軟起動過程中，電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟起動一般有下面幾種起動方式。

　　2.1電壓斜坡軟起動

　　這種起動方式最簡單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角，使之與時間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點(diǎn)是，由于不限流，在電機(jī)起動過程中，有時要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對電網(wǎng)影響較大，實(shí)際很少應(yīng)用。

　　2.2斜坡恒流軟起動

　　這種起動方式是在電動機(jī)起動的初始階段起動電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定（t1至t2階段），直至起動完畢。起動過程中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大，則起動轉(zhuǎn)矩大，起動時間短。該起動方式是應(yīng)用最多的起動方式，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動。

　　2.3階躍起動

　　開機(jī)，即以最短時間，使起動電流迅速達(dá)到設(shè)定值，即為階躍起動。通過調(diào)節(jié)起動電流設(shè)定值，可以達(dá)到快速起動效果。

　　2.4脈沖沖擊起動

　　在起動開始階段，讓晶閘管在極短時間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，連入恒流起動。該起動方法，在一般負(fù)載中較少應(yīng)用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處在哪里？籠型電機(jī)傳統(tǒng)的減壓起動方式有Y-q起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬于有級減壓起動，存在明顯缺點(diǎn)，即起動過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處是：

　?。?）無沖擊電流。軟起動器在起動電機(jī)時，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)起動電流從零線性上升至設(shè)定值。

　?。?）恒流起動。軟起動器可以引入電流閉環(huán)控制，使電機(jī)在起動過程中保持恒流，確保電機(jī)平穩(wěn)起動。

　?。?）根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的起動電流。

　　2.5電壓雙斜坡起動

　　在起動過程中，電機(jī)的輸出力矩隨電壓增加，在起動時提供一個初始的起動電壓Us，Us根據(jù)負(fù)載可調(diào)，將Us調(diào)到大于負(fù)載靜磨擦力矩，使負(fù)載能立即開始轉(zhuǎn)動。這時輸

　　出電壓從Us開始按一定的斜率上升(斜率可調(diào))，電機(jī)不斷加速。當(dāng)輸出電壓達(dá)到達(dá)速電壓Ur時，電機(jī)也基本達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。軟起動器在起動過程中自動檢測達(dá)速電壓，當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，使輸出電壓達(dá)到額定電壓。

　　2.6限流起動

　　就是電機(jī)的起動過程中限制其起動電流不超過某一設(shè)定值(Im)的軟起動方式。其輸出電壓從零開始迅速增長，直到輸出電流達(dá)到預(yù)先設(shè)定的電流限值Im，然后保持輸出電流I這種起動方式的優(yōu)點(diǎn)是起動電流小，且可按需要調(diào)整。對電網(wǎng)影響小，其缺點(diǎn)是在起動時難以知道起動壓降，不能充分利用壓降空間。

　　2.7突跳起動

　　在起動開始階段，讓晶閘管在極短的時間內(nèi)全導(dǎo)通后回落，再按原設(shè)定的值線性上升，進(jìn)入恒流起動，該起動方法適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。

　　以上多種控制方式中比較有代表性的是電壓斜坡和限流軟起動。

　　3電壓斜坡軟起動

　　電壓斜坡軟起動方式是軟起動器的輸出電壓從低于額定電壓的某一數(shù)值開始的，以線性規(guī)律逐漸上升，達(dá)到額定電壓的過程。

　　電壓斜坡軟起動方式下的軟起動器的輸出電壓并不是由0上升至額定電壓Ue，而是由一個起始電壓U0開始的。因?yàn)殡姍C(jī)的起動轉(zhuǎn)矩和電壓的平方成正比，所以電壓過低則電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩也很小。如果電機(jī)的的起動轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，則電機(jī)并不能運(yùn)行，反而會使電機(jī)發(fā)熱，因此電壓斜坡軟起動方式下的軟起動器的輸出電壓是從某起始電壓U0開始的。起始電壓U0要根據(jù)負(fù)載的特性設(shè)定出能使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的最小電壓值。

　　由此可見，電壓斜坡軟起動是預(yù)先設(shè)定好一個曲線，其曲線斜率是由起始電壓U0，和起始電壓U0上升至額定電壓Ue的時間t決定的，如圖1所示。這里需要注意的一是起始電壓U0決定了初始轉(zhuǎn)矩，增加U0將增大初始轉(zhuǎn)矩，降低U0將減小初始轉(zhuǎn)矩。另一個是由起始電壓U0，和起始電壓U0上升至額定電壓Ue的時間t，它影響起動時間和起動轉(zhuǎn)矩。增加t將延長電機(jī)起動時間，降低了電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩，同時降低了起動電流。反之，減少t將縮短電機(jī)起動時間，提高了電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩，同時也提高了起動電流。

　　圖1電壓斜坡軟起動方式

　　另外，由起始電壓U0上升至額定電壓Ue的時間t并不是電機(jī)完成軟起動過程的真實(shí)時間，只是軟起動器輸出電壓由起始電壓U0上升至額定電壓Ue的時間。

　　所以，電壓斜坡軟起動方式整個起動過程是經(jīng)過斜坡時間t后，軟起動器的輸出電壓達(dá)到額定電壓Ue，隨之電機(jī)電流也降至負(fù)載電流,則起動結(jié)束。

　　電壓斜坡軟起方式適用于風(fēng)機(jī)和水泵類大慣性負(fù)載。

　　4限流起動

　　由于電壓斜坡軟起動方式的上升斜率是已設(shè)定好的，往往會使起動電流超過所希望的值，因此在某些對電流要求嚴(yán)格的現(xiàn)場需要采用限流軟起動方式。

　　限流軟起動方式的控制策略中增加了一個電流量。在限流軟起動方式中，電流不僅僅作為采樣值只是做顯示和晶閘管的過流保護(hù)用，而且參與了電機(jī)起動過程的調(diào)節(jié)。此種方式中，電壓信號除了作為顯示和保護(hù)用意外，其作用就是作為移相觸發(fā)信號的同步基準(zhǔn)。

　　限流軟起動方式是起動開始后，軟起動器的輸出電流迅速由0上升至I0(I0為額定電流的0.5到6倍，如圖2所示。)，然后保持這個電流，電機(jī)在驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的推動下逐漸加速，直至電壓達(dá)到額定電壓，轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，隨之電機(jī)電流也降至負(fù)載電流,則起動完成。

　　圖2限流軟起動方式

　　但是，需要注意的是限流方式軟起動中，軟起動器的輸出電壓由起始電壓U0上升至額定電壓Ue的時間t不確定，同負(fù)載情況密切相關(guān)。必須保證起始電壓U0上升至額定電壓Ue的時間t不能過長，最宜時間為30s,一般不能超過一分鐘，否則過長的時間會使電機(jī)過熱產(chǎn)生不可預(yù)測的災(zāi)難性后果。

　　限流軟起動方式應(yīng)用在對電流要求較高的場所。

　　5結(jié)束語

　　深入了解晶閘管軟起動的起動方式，能夠更加充分的發(fā)揮軟起動在不同應(yīng)用場所的作用。

　　通訊地址:

　　黑龍江省哈爾濱市南崗區(qū)哈平路162號

　　哈爾濱九州電氣股份有限公司電網(wǎng)事業(yè)部王國強(qiáng)

　　郵編150081

　　電話:13936307357guoqiang881_95@163.com