浅议交流异步电机软起动技术

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1、浅议交流异步电机软起动技术【摘　要】本文通过对电动机起动技术的分析以及对软起动方式与传统起动方式进行比较，来分析软起动的特性，总结了应用电动机软起动器的优势。【关键词】异步电动机；软起动0.前言随着工业生产的发展，对电动机的起动性能提出了越来越高的要求，归纳起来有以下几个方面：（1）电动机能平稳提升起动转矩。（2）尽可能小的起动电流。（3）起动设备尽可能简单、经济、可靠。（4）起动过程中的功率消耗应尽可能的少。根据以上相互矛盾的要求和电网的实际情况通常采用的起动方式有两种：一种是在额定电压下的直接起动方式；另一种是降压起动方式。1.软起动简述软起动器是一种集软停车

2、、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft7Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。电动机转矩近似于定子电压平方成正比。用其起动电机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直至晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上。1.1与一般降压起动的区别传统的降压起动有以下几种方法:（1）Y/△起动：适用于正常运行时定子绕组采用△接法的电动机。定子有六个接头引出，接到转换开关上，起动时采用Y接法。起动完毕后再切换成△接法。优点是起动设备简单，起动过程中消耗能量少。缺点是有二次电流冲击，设备故

3、障率高，需要经常维护，不宜使用在频繁起动的设备上。（2）自耦变压器降压起动：三相自耦变压器(也称补偿器)高压边接电网，低压边接电动机。一般有几个分接头，可选择不同的电压比，相对于不同起动转矩的负载。在电动机起动后再将其去除。其优点是起动电压可以选择，以适应不同负载的要求。缺点是体积大，重量重，且要消耗较多有色金属，故障率及维修费用高。（3）对于绕线式异步电动机，可在转子绕组串接频敏变阻器或水电阻实现起动，待起动完成后再将其去除。但频敏变阻器成本高，而水电阻损耗又大。软起动是一种完全区别于全压和降压起动的新的起动方式。是电子过程控制技术。7软起动与传统减压起动方式的

4、不同之处是：（1）对电网无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零以一定斜率上升至线性上升至设定值。（2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制，起动电流上升至额定值后使电机保持恒流，确保电机平稳起动。（3）不受电网电压波动的影响，由于软起动以电流为设定值，电网电压波动时，通过增减晶闸管的导通角，调节电机端电压，仍可维持起动电力恒值，保障电机正常起动。（4）针对不同负载对电机的要求，可以无级调整起动电力设定值，改变电机起动时间，实现最佳起动时间控制。1.2软起动的类型1.2.1不限流起动使起动电流以一定斜率上升，:至起动完毕。这

5、种起动方式因为没有对起动电流进行限制，所以对电网冲击较大，易晶闸管损坏，实际很少应用。1.2.2限流软起动起动过程中限制其起动电流不超过设定值的软起动方式。主要用在轻载起动的负载的降压起动。优点是起动电流小，且可调整，对电网影响小。其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间，损失起动转矩，起动时间相对较长。71.2.3电压控制起动在保证起动压降的前提下使电动机获得最大的起动转矩。尽可能缩短起动时间。是最优的轻载软起动方式。1.2.4转矩控制起动按电动机的起动转矩线性上升的规律控制输出电压。优点是起动平滑、柔性好，对拖动系统有利，同时减少对电网的冲击，是

6、最优的重载起动方式。缺点是起动时间较长。2.各种起动方式对比因异步电动机具有结构简单，体积小，价格低廉运行可靠维修方便，效率较高及工作特性好等优点，在电力拖动平台上广泛使用。但是它的起动电流过大。容易产生以下危害：2.1电网冲击过大的起动电流(空载起动电流可达额定电流的4～7倍。带载起动时可达8～10倍或更大)。容易造成电网电压下降，影响其他用电设备的正常运行。还可能产生欠压保护动作，造成设备的有害跳闸。同时过大的起动电流会使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命。2.2机械冲击会在电动机轴上产生瞬时过大转矩（可达满载转矩的1.6-2.0倍）。往往造成电动机

7、转子导条、端环断裂和定子端部绕组绝缘磨损，导致击穿烧毁电动机；扭曲电机轴，破坏键槽，联轴节、传动齿轮损伤和皮带撕裂等。72.3对生产机械造成冲击起动过程中的压力突变往往造成泵系统管道、阀门的损伤。缩短使用寿命，影响传动精度，甚至影响正常的过程控制。国家有关部门明确规定，电动机起动时电网电压降不能超过15%，对于容量较大电动机，应采取措施降低起动电流。通常电动机总是在全电压下运行。电动机从空载到满载磁场几乎不变，因此磁化电流在所有负载下近似地相同。全压和降压起动的大电流，致使电动机谐波磁势增大，增大后的谐波磁势又加剧了附加转矩，附加转矩是电机起动时产生震动和噪音的原

8、因。通过比