淺談軟起動技術在三相異步電動機中的應用

軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置。它的主要構成是串接于電源與被控電動機之間的三相反并聯晶閘管及其電子控制電路。運用不同的方法，控制三相反并聯閘管的導通角，使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實現不同的功能。

一、電動機的軟起動方式

運用串接于電源與被控電動機之間的軟起動器，控制其內部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數關系逐漸上升，直至起動結束，賦予電動機全電壓，即為軟起動，在軟起動過程中，電動機起動轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加。軟起動一般有下面幾種起動方式:

1.斜坡升壓軟起動

這種起動方式最簡單，不具備電流閉環控制，僅調整晶閘管導通角，使之與時間成一定函數關系增加。其缺點是，由于不限流，在電機起動過程中，有時要產生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對電網影響較大，實際很少應用。

2.斜坡恒流軟起動

這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加，當電流達到預先所設定的值后保持恒定，直至起動完畢的方式。起動過程中，電流上升變化的速率是可以根據電動機負載調整設定的。電流上升速率大，則起動轉矩大，起動時間短。該起動方式是應用最多的起動方式，尤其適用于風機、泵類負載的起動。

3.階躍起動

開機，即以最短時間，使起動電流迅速達到設定值，即為階躍起動。通過調節起動電流設定值，可以達到快速起動效果。

4.脈沖沖擊起動

在起動開始階段，讓晶閘管在極短時間內，以較大電流導通一段時間后回落，再按原設定值直線性上升，連入恒流起動。該起動方法，在一般負載中較少應用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。

二、軟起動與傳統減壓起動方式的不同之處

籠型電機傳統的減壓起動方式有Y-Δ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，存有明顯缺點，即起動過程中出現二次沖擊電流。軟起動與傳統減壓起動方式的不同之處是:

1.無沖擊電流

軟起動器在起動電機時，通過逐漸增大晶閘管導通角，使電機起動電流從零線性上升至設定值。

2.恒流起動

軟起動器可以引入電流閉環控制，使電機在起動過程中保持恒流，確保電機平穩起動。

3.自由無級調整

根據負載情況及電網繼電保護特性選擇，可自由地無級調整至最佳的起動電流。

三、電動機的軟停車

電動機的停車方式通常有三種:自由停車、軟停車、制動停車。晶閘管軟起動器帶來最大的停車好處是軟停車和制動停車。軟停車的種類包括:

1.軟停止

軟停止功能應用于需要延長從滑行到停機時間的場合。電壓斜波下降時間范圍可調，軟停止時間的調整與啟動時間相互獨立，當輸出電壓降低至負載轉矩大于電動機轉矩時，負載將停機。

2.智能電動機制動

該模式用于需要電動機快速停止而不是自由停止的場合，帶自動零速停止的制動控制，完全集成到軟啟動器緊湊的設計中，這一設計使安裝更簡單和直接，節省了對傳統硬件包括接觸器、電阻器、定時器和速度傳感器的需求，基于制動系統的微處理器適用于對標準的籠型異步電動機的電流制動，使電動機加速停止，從而提高操作循環次數和生產效率。

3.精確停車

該模式使用需要控制限位停止的場合，在停止時，制動轉矩施加到電動機上，直到它達到一個給定的低速(7%或15%額定速度)，并且保持這一低速至得到停止指令，制動轉矩隨后施加到電動機上直到零速。該功能對于一般的定位控制可以有效地節省費用。

4.帶制動的低速

帶制動的低速對啟動過程和從工作循環的后期制動到停機，提供一個平滑的低速。該模式應用于需要低速(正轉方向)定位和校準，同時需要制動控制至挺值的場合。

另外軟起動器具有實現輕載節能的功能，籠型異步電機是感性負載，軟起動器能實現在輕載時，通過降低電機端電壓，提高功率因數，減少電機的銅耗、鐵耗，達到輕載節能的目的;負載重時，則提高電機端電壓，可確保電機正常運行。

(作者單位:河南省開封技師學院)