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摘要：通过对电动机的传统启动方法：全压直接启动、降压启动的简介及软启动技能的剖析和对照，提出了软启动技能在现代电机操纵中具有的杰出性能，它是替代以往传统启动方法的一项新技能，在工业生产和生涯中有着极为宽阔的利用出路。

要害词：电动机；软启动；直接启动；降压启动

中图分类号：TM32 文献标识码：B

Application of Soft Start in a Motor Control

YAO Jian

(Zhejiang Ju Hua Limited Compang，Quzhou 324004 China)

Abstract:By comparing traditional starting method of a motor，that is direct starting full voltage and reduction voltage to soft starting and analysing for them，this paper points to outstanding performance of soft starting technology in modern motor control.It is a new kind of technology to replace previous traditional starting method and has wide application in production and daily life.

Key words：motor；soft starting；direct starting；reduction voltage starting

1 引言

交换异步电动机由于构造简略、保护便利、价钱廉价，普遍地作为电气传动重要的原动力。在交换异步电机的启动操纵中，我们常用的有全压直接启动和降压启动两种方法。作为传统的启动方法，利用很普遍，但在某些有特别请求的场所，这些传统的启动方法也有着这样或那样的弊病。近十来年，由于变频及软启动技能的发展，从基本上解决了电机操纵中存在的一些难题，特殊是软启动技能在解决大、中容量的电机启动问题中有着杰出的功效，可以说是替代传统启动方法，特殊是降压启动的一项新技能。

2 传统的启动方法及其弊病

1.启动高达5～7倍的启动电流，造成电动机绕组因过热引起高温，从而加速绝缘老化；

2.供电网络电压降过大，当电压≤0.85Un时，影响其他装备的正常使用，尤其是欠压维护动作；

3.启动时能量丧失过大，挥霍电能，尤其是当频繁启动时；

4.对被带动的装备造成极大的冲击力，缩短装备使用寿命，影响准确度；

5造成机械传动部件的非正常磨损，加速装备老化，缩短寿命；

6.接触器等操纵装备故障率较高。

因此，对电动机启动是否能直接启动有着必定的限制条件：

a.机械装备是否容许电机直接启动，这是先决条件；

b.直接启动时，不容许电机的容量大于10％—15％主变压器的容量；

c.启动历程中电压降△U不大于15％Un。

以往的解决中、大功率电动机的启动问题往往采纳一些传统的启动方法及装备，如：频敏变阻器启动(只实用于绕线式电机)、自藕变压器降压启动、Y/△转换方法启动、延边三角形启动方法等。他们的启动方法性能如下：

注：Un：额定电压lq、Mq：电动机全压启动时电流及启动转矩

K：降压系数=Uq/Un，Uq启动电压。

这些传统的降压启动方法广泛存在着起动装备繁杂，部分启动方法存在启动电流大或启动转矩偏小的弊病，而且在电机的运行维护方面，存在着功效不甚完美或不敏锐的情形。而软启动技能作为一种先进的电机操纵技能，在这些方面与传统的操纵方法相比，有着无可比较的长处，是操纵技能的发展方向。

3 软启动技能及其长处

软启动是电动机启动的一种新技能，完整代替Y—△起动、自藕变压器启动等传统起动器，普遍利用于工业各范畴。软启动器是微处置器和大功率晶闸管相联合的新技能，用微处置器操纵晶闸管导通角，从而转变晶闸管的输出电压来到达降压启动的功效。

软启动器在电动机操纵的利用中有以下长处：

3.1 供应机动的启动方法选择及优秀的启动特征

可供应软启动、带可选突跳启动的软起动、限流起动及双斜坡启动和全压启动等启动方法选择，用户可依据自身请求及体系电网请求来选择相应的启动方法并设置起动参数，以到达最佳的启动后果，常用的有以下几种启动方法：

(1) 限流启动：该方法为电动机供应一个固定电压的降压启动，当必需限制最大启动电流时，可选用该方法。电流限制程度可由用户在电机满载电流的50％～60％之间调节。

(2) 软启动：实用不同斜率电压增量起动时，是较为常用的启动方法，电机得到预设定的初始转矩，该转矩可由用户在转子堵转转矩的0％～90％范畴内自行设定。在斜坡加速期间，输出给电机的电压是无级递增的，当软启动器的操纵器检测到电机已到达额定转速时，输出电压主动切换为全电压。

(3) 脉冲突跳启动：实用须要较高启动转矩的装备，以辅助电机较快地完成启动历程，它可附加在限流及软启动方法中。脉冲光阴可由用户自行选择。

3.2 全功效维护体系

软启动器不仅能供应过载维护，而且可供应各种操作故障状况下的维护，诸如输入/输出缺相、电机堵转、晶闸管短路及失压、过压、短路等维护，其中，内置的过载维护功效可省去热继电器，使配电柜内布线更加简略、敏捷。此外，不需增添任何传感器或仪表，可读取电机的运行参数，如：电流、电压、功率．千瓦时及运行光阴等。除了拥有强盛的维护功效之外，软启动还具有故障自诊断功效，大大减少了以往故障查找与检修的光阴，节俭了人力。

3.3 运行可靠，维修便利

软启动器大电流运行无触点，采纳交换开关无级调压，打消了体系中发生接触不良的影响，且调压范畴宽，过载才能强，人性化的菜单界面可极为便利地查阅参数或修正参数，通过附加的通讯网络接口到达主动化集中操纵。

3.4 节能运行

随着电机负载率的变革，软启动自适应操纵主动调解电机的转速，使电机运行功率因素相应进步，同时下降电机运行时的功率损耗。对经常启动且负载变革频繁的电机，节能后果明显。电机在负载到满载范畴内的最高综合节电后果可达损耗的40％左右。

3.5 延伸装备使用寿命，进步生产率

电动机的软启动能有效下降启动机械应力，减少对传动元件的机械冲击，在液流体系中能有效打消喘振或液击问题，进步装备应用率，进步生产率。

4 软启动方法与传统降压起动在实际利用中的对比

以我厂的一台离心式通风机电机起动为例：该电机容量160kW，额定电流300A，额定电压380V，供电线路300m，电缆主截面120mm2双并，供电主变压器容量1000kVA，电机为重载起动，在采纳全压直接启动时盘算情形如下：

供电变压器一次侧短路容量

S=SjXjs=Sj/(X1max+X1)＝100/(1.088+0.143)＝81.2MVA

电动机额定起动容量

电机电缆线路电抗

X1＝(X0+5/S)×1/2＝(0.07+5/120)×0.3/2

＝0.0168

电机启动回路额定输入容量

Sq=1/[(1/Sqd)+(X1/U2m)]=1.19MVA

母线短路容量

Sd1=sb/[Xb+(sb/S′)]=1/[0.0663+(1/81.2)]=12.7MVA

预接负荷的无功功率

Qfh＝0.6(Sb－0.7Sed)＝0.517MVA

电机启动时母线电压

Uqm=[(Sd1+Qfh)+(Sd1+Qfh+Sq)]×0.38=0.917×0.38=0.34KV

电机启动时的端子电压

Uqd＝Uqm×(Sq/Sqd)×0.38=0.917×(1.19/1.38)×0.38=0.30kV

注：Kq(电机额定启动电流倍数)；X1—线路阻抗，计入电阻后取(X0+5/S)/1，S—电缆截面；Um—母线额定电压(取6.3kV)，Sb—供电变压器额定容量；S′—供电变压器一次侧短路容量；Sed—电机额定容量，Sj—基准容量(取100MVA)；GD2—机组的总飞轮距；ne—电机额定转速；mqp—电机平均起动转矩相对值；mj—机组的静阻转矩相对值

该电机起动时，体系母线电压降落了40V左右，电机的端子电压只有原电压的79％左右，低于电机直接起动所需85％端子电压的请求，不符合启动请求。

若采纳自藕变压器降压起动，粗略盘算如下：

Sq＝1/(1/K2×Sqd+X1/U2m)

＝1/(1/0.82×1.38+0.0168/0.382)

＝0.80MVA

Uqm=[(Sd1+Qfh)/(Sd1+Qfh+Sq)]×0.38

＝0.766×0.38＝0.291kV

Uqd=Uqm×(Sq/KSqd)×0.38

=0.766×[4.03/(0.8×1.38)]×0.38

=0.211kV

tq=GD2ne2/365Ped×(u2qdmqp－mj)

=3×7452/365×160×(0.2112×0.54－0.3)

=103s

注：GD2—机组的总飞轮距；ne—电机额定转速；mqp—电机平均启动转矩相对值；mj—机组的静阻转矩相对值启动光阴过长，启动艰难且需增添一套降压启动装备。从日常的保护检修方面来看，其故障率较高，启动的电流冲击对电机也有不利。

选用软启动方法中的软启动加脉冲突跳方法进行操纵，不仅启动装备简略，而且通过下图可看出：在电机得到初始的启动转矩开端，启动电压开端无级增添，在选用了突跳启动功效，可为电机供应一个大晋升转矩以战胜负载的惯性，较快地完成启动历程。依据实际启动情形，电机的实际启动光阴为25s。

通过对软启动及传统的自藕变压器降压启动特征对比，也可看出软起动的优胜性所在。

5 总结

通过以上的阐述，我们可以发明传统的启动方法虽然在现今仍利用较多，但软启动的杰出启动及维护功效已逐渐被人们所认可。在今后的电动机操纵中，当有符合以下七条中的一条或几条时，使用软启动技能更经济、合理地操纵电机，进步电动机的潜能施展，更好地为生产及生涯服务。

1.正常运行时不请求电机具有调速或节能的速用请求，只加快启动历程的工作状况；

2.负载自身不容许在正常时发生压降，降速的可能性；

3.电机功率较大，为满足起动条件，要造成主变压器容量加大的场所，这点可下降配电容量，避免增容投资；

4.对电网电压波动请求严峻，对压降请求≤10％Un的供电体系；

5.装备精密，不容许高启动冲击，从而对产品格量请求正常使用发生不良结果的；

6.机械装备或负载工况条件不容许直接启动或采纳老式的降压启动；

7.对大、中容量电动机启动历程能量丧失可观，需节能时。

参考文献

[1] 工厂配电设计手册[M]．水利电力出版社．1984.12