淺談異步電動機軟啟動

摘要：近三十多年來，國外對晶閘管三相交流調壓電路進行了廣泛的研究，在工業(yè)應用領域得到廣泛應用，在某些領域應用顯示出獨特的技術優(yōu)勢。文章對異步電動機軟啟動做了分析。

關鍵詞：異步電動機；軟啟動；晶閘管

電動機作為重要的動力裝置，已被廣泛用于工業(yè)、農業(yè)、交通運輸、國防軍事設施以及日常生活中。直流電動機其調速在過去一直占統(tǒng)治地位，但由于本身結構原因，例如換向器的機械強度不高，電刷易于磨損等，遠遠不能適應現代生產向高速大容量化發(fā)展的要求。而交流電動機，特別是三相鼠籠式異步電動機，由于其結構簡單、制造方便、價格低廉，而且堅固耐用，慣量小，運行可靠等優(yōu)勢，在工業(yè)生產中得到了極廣泛的應用，也正在發(fā)揮著越來越重要的作用。

1 軟啟動的現狀

交流電動機和直流電動機相比存在許多優(yōu)點，但當異步電機在起動過程中又有許多弊病。所謂起動過程是在交流傳動系統(tǒng)中，當異步電動機投入電網時，其轉速由零開始上升，轉速升到穩(wěn)定轉速的全過程。如不采用任何起動裝置的情況下，直接加額定電壓到定子繞組起動電動機時，電機的起動電流可達額定電流的4～8倍，其轉速也在很短時間內由零上升到額定轉速。同時三相感應電動機起動時的轉矩沖擊較大，一般可達額定轉矩的兩倍以上。起動時過高的電流一方面會造成嚴重的電網沖擊，給電網造成過大的電壓降落，降低電網電能質量并影響其他設備的正常運行。而過大的轉矩沖擊又將造成機械應力沖擊，影響電動機本身及其拖動設備的使用壽命。因此，通?？偸橇η笤谳^小的起動起動電流下得到足夠大的起動轉矩，為此就要選擇合適的起動方法。在選擇起動方法時可以根據具體情況具體要求來選擇。對三相鼠籠式異步電動機的起動電流的限制，通常有定子串接電抗器起動、Y-△起動、自藕變壓器將壓起動、延邊三角形起動。而對繞線式交流電動機，常采用轉子串接頻敏變阻器起動、轉子串電阻分級起動。但這些傳統(tǒng)的起動方法都存在一些問題。

定子串接電阻起動:由于外串了電阻，在電阻上有較大的有功損耗，特別對中型、大型異步電動機更不經濟，因此在降低了起動電流的同時、卻付出了較大的代價- 起動轉矩降低得更多，一般只能用于空載和輕載。

Y—△起動:Y—△起動方法雖然簡單，只需一個Y—△轉換開關。但是Y—△起動的電動機定子繞組六個出線端都要引出來，對于高電壓的電動機有一定的困難，一般只用于△接法380v電動機。

自禍變壓器將壓起動:自禍變壓器將壓起動，比起定子串接電抗器起動，當限定的起動電流相同時，起動轉矩損失的較少;比起卜△起動，有幾種抽頭供選用比較靈活，并且鞏/峨較大時，可以拖動較大些的負載起動。但是自禍變壓器體積大，價格高，也不能拖動重負載起動。

延邊三角形起動:采用延邊三角形起動鼠籠式異步電動機，除了簡單的繞組接線切換裝置之外，不需要其他專用起動設備。但是，電動機的定子繞組不但為△接，有抽頭，而且需要專門設計，制成后抽頭又不能隨意變動。

隨著電力技術 (尤其是集成電路、微處理器以及新一代電力電子器件)的不斷發(fā)展，異步電動機起動過程中的起動電流過高，起動轉矩過小等問題得到了很好的解決。

從20世紀70年代開始推廣利用晶閘管交流調壓技術制作的軟起動器，以及采用微控制器代替模擬控制電路，發(fā)展成為現代的電子軟起動器。

2 軟啟動的特點

電子軟起動器相對于傳統(tǒng)的起動方式，其突出的優(yōu)點體現在:

電力半導體開關是無電弧開關和電流連續(xù)的調節(jié)，所以電子軟起動器是無級調節(jié)的，能夠連續(xù)穩(wěn)定調節(jié)電機的起動，而傳統(tǒng)起動的調節(jié)是分檔的，即屬于有級調節(jié)范圍。

沖擊轉矩和沖擊電流小。軟起動器在起動電機時，是通過逐漸增大晶閘管的導通角，使電機起動電流限制在設定值以內，因而沖擊電流小 ，也可控制轉矩平滑上升，保護傳動機械、設備和人員。

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

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，節(jié)省電能。

由于采用微機控制，可在起動前對主回路進行故障診斷，且數字化的控制具有較穩(wěn)定的靜態(tài)特性，不易受溫度、電源電壓及時間變化等因素的影響，因此提高了系統(tǒng)的可靠性，有助于系統(tǒng)維護。

同時，軟起動器還能實現直接計算機通訊控制，為自動化控制打下良好的基礎。

3 軟起動的發(fā)展方向

短期展望:軟起動將仍然以各種形式的降壓（限流）軟起動為它的主要形式。從理論上說，性能價格比高的產品將占有更大的市場份額.但是，在各種應用場合，人們對于各種性能的側重面不同，使各類起動產品 (包括傳統(tǒng)的星三角起動)都可能會贏得自己的市場。

長期展望:變頻軟起動將成為軟起動的主流。各種形式的降壓軟起動將與星三角起動等技術一起歸并為傳統(tǒng)的起動技術。隨著變頻器價格的逐漸下降，可靠性的進一步提高，未來成為主流產品軟起動裝置將是帶有軟切換功能的廉價的變頻器。

參考文獻

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