電動機軟啟動原理及應用

劉增奇

【摘要】本文主要分析了電動機啟動的原理，探討了電動機軟啟動的主要方法和應用.

【關鍵詞】電動機；軟啟動；原理；應用

一、前言

目前，電動機軟啟動的應用還不夠廣泛，為了提升電動機應用的效果，有必要進一步分析電動機軟啟動的原理和應用的場合。

二、軟啟動簡述

1、電機啟動特性

異步電機啟動性能主要有兩個指標，啟動電流倍數和啟動轉矩倍數， 軟啟動器是就是在啟動時通過改變加在電機上的電源電壓，以減小啟動電流、啟動轉矩。 電動機傳統啟動方式有自耦減壓、Y/△減壓等方式，其共同特點是控制線路簡單， 啟動轉矩不可調并有二次沖擊電流， 對負載有沖擊轉矩。 軟啟動可以有效地降低電動機的啟動電流， 其啟動電流僅為標準電機硬啟動電流的 50%，是高效電動機硬啟動電流的 20%（見圖 1） 。軟啟動的限流特性可有效限制浪涌電流，避免不必要的沖擊力矩以及對配電網絡的電流沖擊，有效地減少線路刀閘和接觸器的誤觸發動作；對頻繁啟停的電動機，可有效控制電動機的溫升，大大延長電機的使用壽命。

2、固態（晶閘管電子）軟啟動的原理

目前應用較為常見軟啟動器時晶閘管（SCR）軟啟動。

晶閘管軟啟動原理：在三相電源與電機間串入三相聯晶閘管，利用晶閘管移相控制原理 ，改變晶閘管的觸發角，啟動時電機端電壓隨晶閘管的導通角從零逐漸上升，就可調節晶閘管調壓電路的輸出電壓，電機轉速逐漸增大，直至達到滿足啟動轉矩的要求而結束啟動過程；軟起動器的輸出是一個平滑的升壓過程（且可具有限流功能） ，直到晶閘管全導通，電機在額定電壓下工作；此時旁路接觸器接通（避免電機在運行中對電網形成諧波污染，延長晶閘管壽命），電機進入穩態運行狀態；停車時先切斷旁路接觸器，然后由軟啟動器內晶閘管導通角由大逐漸減小，使三相供電電壓逐漸減小，電機轉速由大逐漸減小到零，停車過程完成。

三、現階段電動機啟動與保護方式

近年來，電子式軟啟動方式將成為電動機啟動的主要方式，硬啟動逐步被電子式軟啟動方式代替，原有的硬啟動也被改造，實現軟啟動全面代替硬啟動。

1、 電動機軟啟動裝置選擇

電動機軟啟動裝置的選擇主要取決于它的啟動方式和停車方式。

限電流啟動模式就是限制電機的啟動電流， 主要用于輕載啟動和對電機啟動電流有嚴格要求的場合；電壓斜坡啟動模式就是把電機電壓由小到大斜坡線性增加， 主要用于重載啟動和對啟動電流要求不嚴格而啟動平穩性較高的場合；突跳啟動模式就是在電機啟動時， 先給電機施加一個較高的固定電壓并持續一段時間， 以克服靜阻力距， 主要用于重載動， 但是突跳時會給電網造成沖擊；轉矩控制啟動模式就是把電機的啟動轉矩由小到大斜坡線性增加， 主要適用于重載啟動；電壓控制啟動模式就是保證啟動電壓壓降不變的情況下， 使電機發揮出最大啟動力矩， 主要用于輕載啟動。

2.軟啟動保護

軟啟動的保護功能遠遠好于傳統硬啟動器的保護功能。

在過載保護：軟啟動器在電流控制壞的作用下可以隨時感知電動機中變化的電流，為了達到過載保護功能，可以通過增加過載電流的設定和反時限控制模式實現，在電動機發生故障時發出報警信號。

缺相保護：工作時，軟啟動器隨時檢測三相線電流的變化，一旦發生斷流，即可作出缺相保護反應。

過熱保護：熱繼電器可以在軟啟動器內部檢測晶閘管散熱器的溫度，在溫度過高時，它將關斷晶閘管，并發出報警信號。

四、軟啟動裝置的應用

我局近20座低壓泵站原來大多采用星三角啟動和自耦變降壓啟動方式，這兩種啟動方式啟動電流較大，發熱嚴重，對設備絕緣要求比較高，而且頻繁啟動會燒毀接觸器和斷路器及自耦變壓器，甚至燒毀電動機，而且運行不穩定，事故頻發，給運行和維護帶來很大不便。近年來隨著科技的發展，軟啟動裝置技術日趨成熟和廣泛應用，軟啟動技術不僅用于低壓電機的啟動上，而且已經用于高壓電機的啟動上，目前我局大部分低壓泵站都進行了技術改造，軟啟動裝置基本替代了原來的降壓啟動方式；高壓電機的軟啟動技術還沒有應用。

五、結束語

綜上所述，在熟知電動機軟啟動的情況下，要進一步科學合理的使用軟啟動技術，使它的應用越來越廣泛，確保我們設備能夠安全、經濟的運行。

參考文獻：

[1]唐振鵬.上灣洗煤廠6kV電動機啟動方式的分析與改進[J].煤炭工程.2013.

[2]張以都.國內外重載機械設備軟啟動技術的研究[J].煤炭科學技術.2011.

[3]王傳成.利用晶閘管交流調壓器實現大功率三相異步電動機的軟啟動[J].中國設備工程.2013.