變頻器和軟啟動器的區別及優劣比較研究

陳沖

【摘 ?要】變頻技術在電子設備中的應用為供電頻率的轉變和機電設備運轉速度的調節提供了基礎，減少了機電設備運行的負載和功耗，既延長了機電設備的使用壽命，有節約了電力資源，可謂一舉兩得。實現機電設備變頻功能的主要技術是變頻器的應用和軟啟動器的應用，雖然它們二者都能夠對機電設備供電頻率進行自動調節，但二者在機電設備中的應用及其質量還是存在較大的差別，本文主要論述了變頻器和軟啟動器的區別、優劣對比

【關鍵詞】變頻器;軟啟動器;區別;優劣

引言：傳統電動機作為工業生產和中重要設備，其應用的耗能和設備自身的壽命影響著工業生產的成本。在電動機誕生以前，工業耗能在社會各領域中的耗能總耗能中的比例高達70%，隨著電動機的應用，工業領域的耗能減少40～50%。電動機的發展不僅促進了工業的發展，同時還為戰略新興產業的節能環保和資源充分利用提供了發展機遇。這和變頻器、軟啟動器的應用有著重要的關系。變頻器和軟啟動器在現代工業電動機中的應用對于改變電動機啟動電流及額定電壓有著重要的作用，它們二者都具有降低自動調節電壓的功能，既保證了電動機在啟動過程中的安全性，有節約了啟動過程中的耗能。

一、變頻器概述

變頻器是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。一般的電動機在啟動的過程中的耗能較多，應用變頻器可以改變電機交流電的頻率，使得工作電源頻率運行更加平穩，對于減低電啟動耗能對于降低工業耗能有著重要的意義。20世紀60年代，變頻電動機開始出現，70～80年代廣泛應用。隨著變頻技術和微電子技術在機電設備中的應用，工業領域的耗能由原來社會總耗能的70%降低40～50%，從而節約了大量的電能。尤其是高效電動機的發展極大的提高了工業制造中的生產效率，降低了生產耗能[1]。變頻器在工業社會中應用后取得了市場的一致好評，后來隨著變頻器、微電子技術在電動機中的應用，為電子設備及機電一體化設備的精準變頻提供了技術，推動了工業向現代化、自動化、電動化和機械法發展，新型工業因此而誕生。

二、軟啟動器概述

軟啟動器是一種集軟啟動、軟停車、輕載節能和多功能保護于一體的電機控制裝備。實現在整個啟動過程中無沖擊而平滑的啟動電機，而且可根據電動機負載的特性來調節啟動過程中的各種參數，如限流值、啟動時間等。20世紀七八十年代，隨著計算機技術、電子控制技術、網絡技術等技術的發展，軟啟動器在機電一體化設備的到應用。在新型工業時代，電動機的應用優勢顯而易見，工業耗能在社會總耗能中的比例繼續降低，減低到30%以下。該技術應用后彌補了變頻器及啟動器在應用價格上的劣勢，并且具有更多的實用性功能。軟啟動器具有比變頻器更加簡單的結構，它可以廣泛應用與機械設備的電動機中，使得機械設備的啟動狀態更加的平穩，電動機啟動過程中的機械力和電應力也得到控制，機械設備啟動中的耗能就相應的減少。從軟啟動器應用范圍來看，軟啟動器具有比變頻器更加便宜的價格，并且軟啟動器通過電動控制的方式減少了自動化機械設備維護的環節，因此在市場應用取得了更高的評價。當然，軟啟動器應用后變頻器并沒有完全被取代，它仍舊是電動機中的一項重要技術，二者以其各自的應用優勢在不同的機械設備電機中取得了良好的應用效果。

三、變頻器和軟啟動器的區別

（一）變頻器的特性

變頻節能、功率因數補償節能、軟啟動節能是變頻器的三大特性，這三大功能直接保證了變頻器在電動機中應用的節能效果。變頻功能是通過調節啟動電流、電壓及頻率完成的;補償功能通過變頻調速減少了設備運行中的熱損耗，提高了電網的有用功率，從應用率的范圍層次節約了耗能;軟啟動動能是通過調節啟動電機的速度、頻率使得啟動電流始終保持在額定電流之內，減少了電機啟動對電網的沖擊力度[2]。

（二）軟啟動器的特性

軟啟動器具有過載保護功能、缺相保護功能、過熱保護功能、測量回路參數功能的基本功能。此外它還能通過電子電路的組合，還可在系統中實現其它種種聯鎖保護。

四、變頻器和軟啟動器的優劣對比

隨著電力電子技術的發展，現代工業向一體化、自動化的方向發展，這就要求機電設備具有更好的性能及應用優勢，單純的技術并不能滿足現代工業機電一體化、自動化的發展，變頻器和軟啟動的綜合應用才是現代化機電市場應用的主要趨勢。變頻器和軟啟動器在機電一體化設備中的綜合應用說明了二者在機電一體化設備的應用中有著各自的優劣性，綜合應用的目的就是互相彌補、綜合發揮，使得機電一體化設備的綜合運行達到更加高效、節能的目的。

變頻器和軟啟動器的根本區別在于軟啟動器是調壓器，用于調節電壓，它并不具備調頻的功能。而變頻器主要用于變頻和調速，它既有改變電壓、也有調節頻率的功能。頻頻器的功能決定了它的價值，因此變頻器的價格要比軟啟動器昂貴的多。為了保證變頻器較多的功能，其設計結構也相比軟啟動器更加復雜。變頻器在啟動變配電網時需要應用源濾波器、電抗器來一直諧波，它的電源不受電機本身功率的影響，因此節能效果更加明顯。軟啟動器相對而言結構簡單，功能也較之于變頻器的范圍要小的多。高性能的變頻器不僅具有較好的變頻節能功能，而且還有較多的外部接口，這位機電一體化的自動控制系統的建立提供基礎，為機電組的節能變頻功能的實現提供了自動控制的基礎[3]。

從變頻器和軟啟動器的特性來看，變頻器在節能方面更突出優勢，其應用特性處處以節能為基礎，通過變頻節能、功率因數補償節能、軟啟動節能三種不同的節能方式，使電動機的節能功能最大化，其中軟啟動功是通過變頻器改變電流，是電動機啟動時電流從零開始，減少了電機硬啟動對電網直接沖擊造成的傷害，保護了設備及其線路，還節省了電動機啟動中的耗能。通過變頻器軟啟動的特性，說明變頻器具有與軟啟動器相似的調壓作用。軟啟動器的特性則更趨向與設備及線路的保護功能。軟啟動器通過過載保護、缺相保護、過熱保護、回路參數及電子電路組合的連鎖保護等多種方式加強了機電一體化設備在運行中的電路保護，能夠起到對電流、電壓有效的調節和控制的目的。由于軟啟動器的保護功能更加明顯，在電機中應用軟啟動器能夠使電機具有更加平穩啟動機器運行的效果，更重要的是它能夠保護電機在運行中的安全性，因此同樣具有較好的節能效果。此外，軟啟動器在機電設備中的應用還具有結構簡單的優勢、操作方面、控制效率高的優勢，因而軟啟動器的應用范圍更廣[4]。現階段，軟啟動器廣泛的應用與各類的記者設備電機中，如冷凍機組、生活泵、噴淋泵、消防泵等。

結語：綜上所述，隨著現代工業的發展需求的推動，電動機的啟動方式趨于多樣化，不同的電動機啟動方式不同，優劣屬性也各異。大型生產企業在選擇變頻器或軟啟動器作為電動機的核心技術，關鍵點在與了解電動機的啟動特性和載壓降壓的需求，選擇適合電動機啟動的調速、保護裝置，在確定到底適合變頻器還是軟啟動器。無論是變頻器還是軟啟動器，在電動機中應用的目的是為了是機電設備達到更加平穩的啟動及運行狀態，只有在更加平穩的運行狀態之下，才能更好的保障電動機在較低耗能的狀態下具有更長的使用壽命。

參考文獻：

[1]李萍.變頻器和軟啟動器的區別及優劣比較[J].科技與企業，2015（05）：227.

[2]宮文展.基于變頻的重載軟啟動器研制[D].陜西科技大學，2012.

[3]景巍.大功率三電平變頻器功率器件損耗研究[D].中國礦業大學，2011.

[4]苻志強.變頻器和軟啟動器的對比研究[J].工程技術研究，2016（05）：92+94.

（作者單位：眾潤工程技術（天津）有限公司）