中心議題：

• 軟起動器的工作原理
• 軟起動方法
• 重載起動

解決方案：

• 限流軟起動
• 電壓斜坡起動
• 轉矩控製啟動

傳統的交流異步電動機有全壓和降壓兩種起動方法．前者最簡便，但起動電流大
；而(er)在(zai)大(da)多(duo)數(shu)應(ying)用(yong)中(zhong)多(duo)采(cai)用(yong)後(hou)者(zhe)。這(zhe)兩(liang)種(zhong)軟(ruan)起(qi)動(dong)具(ju)有(you)控(kong)製(zhi)線(xian)路(lu)簡(jian)單(dan)，起(qi)動(dong)轉(zhuan)矩(ju)不(bu)可(ke)調(tiao)，二(er)次(ci)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)，並(bing)對(dui)負(fu)載(zai)有(you)衝(chong)擊(ji)轉(zhuan)矩(ju)。隨(sui)著(zhe)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)和(he)單(dan)片(pian)機(ji)的(de)飛(fei)速(su)發(fa)展(zhan)，數(shu)字(zi)控(kong)製(zhi)在(zai)交(jiao)流(liu)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)中(zhong)也(ye)取(qu)得(de)了(le)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)
，使(shi)得(de)電(dian)動(dong)機(ji)軟(ruan)起(qi)動(dong)也(ye)有(you)長(chang)足(zu)發(fa)展(zhan)。

2 軟起動器的工作原理

軟ruan起qi動dong有you磁ci控kong降jiang壓ya軟ruan起qi動dong器qi和he電dian子zi軟ruan起qi動dong器qi。其qi中zhong
，磁ci控kong降jiang壓ya軟ruan起qi動dong采cai用yong控kong磁ci限xian幅fu調tiao壓ya方fang式shi減jian壓ya調tiao控kong電dian動dong機ji起qi動dong時shi的de電dian壓ya，實shi質zhi就jiu是shi電dian抗kang器qi降jiang壓ya起qi動dong。電dian子zi軟ruan起qi動dong器qi有you晶jing閘zha管guan調tiao壓ya軟ruan起qi動dong和he變bian頻pin器qi調tiao速su軟ruan起qi動dong。晶jing閘zha管guan調tiao壓ya軟ruan起qi動dong器qi的de主zhu回hui路lu采cai用yong6隻晶閘管兩兩反向並聯組成的調壓電路，並焊接yudiandongjidesanxianggongdianxianlu。dangqidongqideweijikongzhixitongjieshoudaoqidongzhilinghoujinxingyouguanjisuan。shuchujingzhaguandechufaxinhao
，tongguokongzhijingzhaguandedaotongjiaoqidongqiansuoshedingdemoshitiaojieshuchudianya，congerkongzhidiandongjideqidong。dangdiandongjiqidongwanchenghou
，qidongqixihepangluxianjiechuqi

，shijingzhaguanduanlu，diandongjizhijietourudianwangyunxing
，bimianbubiyaodediannengsunhao。tu1為電子軟起動器控製框圖。


用yong電dian子zi式shi軟ruan起qi動dong器qi起qi動dong電dian動dong機ji時shi，不bu僅jin實shi現xian了le在zai整zheng個ge起qi動dong過guo程cheng中zhong無wu衝chong擊ji而er且qie平ping滑hua地di起qi動dong電dian動dong機ji，還hai可ke根gen據ju電dian動dong機ji負fu載zai特te性xing調tiao節jie起qi動dong過guo程cheng中zhong的de參can數shu，如ru限xian流liu值zhi
、起qi動dong時shi間jian等deng。電dian子zi軟ruan起qi動dong與yu其qi他ta傳chuan統tong起qi動dong方fang式shi相xiang比bi，具ju有you良liang好hao的de軟ruan起qi動dong能neng力li，它ta既ji能neng保bao證zheng電dian動dong機ji在zai負fu載zai要yao求qiu內nei起qi動dong特te性xing下xia平ping滑hua起qi動dong，又you能neng降jiang低di對dui電dian網wang的de衝chong擊ji


；而與磁控式軟起動相比較
，從起動電流特性曲線及其他特性可以看出電子軟起動裝置優於磁控式軟起動裝置。

3 軟起動方法

3．1 限流軟起動

限流軟起動主要用於輕載起動的負載設備，其輸出電壓從零快速升高到其輸出電流達到預設的電流閾值Im，然後保持輸出電流I<Im的條件下逐漸增大至額定電壓，電動機轉速逐漸升高到額定轉速，輸出電流迅速下降到額定電流
，起動完成。
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3．2 電壓斜坡起動

輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)以(yi)斜(xie)坡(po)線(xian)性(xing)上(shang)升(sheng)，使(shi)傳(chuan)統(tong)降(jiang)壓(ya)起(qi)動(dong)由(you)有(you)級(ji)變(bian)無(wu)級(ji)，主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)重(zhong)載(zai)起(qi)動(dong)。其(qi)缺(que)點(dian)是(shi)轉(zhuan)矩(ju)小(xiao)


，且(qie)轉(zhuan)矩(ju)特(te)性(xing)是(shi)上(shang)升(sheng)拋(pao)物(wu)線(xian)型(xing)
，不(bu)利(li)於(yu)起(qi)動(dong)，且(qie)起(qi)動(dong)時(shi)間(jian)長(chang)。而(er)改(gai)進(jin)的(de)雙(shuang)斜(xie)坡(po)起(qi)動(dong)其(qi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)先(xian)迅(xun)速(su)升(sheng)至(zhi)U1，U1為(wei)電(dian)動(dong)機(ji)起(qi)動(dong)最(zui)小(xiao)轉(zhuan)矩(ju)所(suo)對(dui)應(ying)的(de)電(dian)壓(ya)值(zhi)，然(ran)後(hou)按(an)設(she)定(ding)的(de)速(su)率(lv)逐(zhu)漸(jian)升(sheng)高(gao)，直(zhi)至(zhi)額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)

，初(chu)始(shi)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)壓(ya)上(shang)升(sheng)速(su)率(lv)可(ke)根(gen)據(ju)負(fu)載(zai)特(te)性(xing)進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng)。該(gai)雙(shuang)斜(xie)坡(po)起(qi)動(dong)特(te)點(dian)是(shi)起(qi)動(dong)電(dian)流(liu)相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)，起(qi)動(dong)時(shi)間(jian)相(xiang)對(dui)較(jiao)短(duan)，適(shi)用(yong)於(yu)重(zhong)載(zai)起(qi)動(dong)的(de)電(dian)動(dong)機(ji)。

3．3 轉矩控製啟動

zhuanjukongzhiqidongzhuyaoyongyuzhongzaiqidong，tashiandiandongjideqidongzhuanjuxianxingshangshenglaikongzhishuchudianya，youdianshiqidongpinghua，rouxinghao，shiyongyutuodongxitong，tongshijianshaoduidianwangdechongji，shizuiyoudezhongzaiqidongfangshi，quedianshiqidongshijianjiaochang。

3．4 轉矩加突跳控製起動

該(gai)方(fang)法(fa)也(ye)用(yong)於(yu)重(zhong)載(zai)起(qi)動(dong)，所(suo)不(bu)同(tong)的(de)是(shi)在(zai)起(qi)動(dong)瞬(shun)間(jian)用(yong)突(tu)跳(tiao)轉(zhuan)矩(ju)
，克(ke)服(fu)拖(tuo)動(dong)係(xi)統(tong)的(de)靜(jing)轉(zhuan)矩(ju)，最(zui)後(hou)轉(zhuan)矩(ju)平(ping)滑(hua)上(shang)升(sheng)，可(ke)縮(suo)短(duan)起(qi)動(dong)時(shi)間(jian)。但(dan)是(shi)，突(tu)跳(tiao)會(hui)給(gei)電(dian)網(wang)發(fa)送(song)尖(jian)脈(mai)衝(chong)，幹(gan)擾(rao)其(qi)他(ta)負(fu)荷(he)，使(shi)用(yong)時(shi)應(ying)特(te)別(bie)注(zhu)意(yi)。

3．5 電壓控製起動

gaifangfayongyuqingzaiqidong，zaibaozhengqidongyajiangdeqiantixiashidiandongjihuodezuidadeqidongzhuanju，jinkenengdesuoduanqidongshijian

，yinci
，gaifangfashizuiyoudeqingzairuanqidongfangshi。

4 重載起動

4．1 交一交變頻工作原理

ruanqidongduidiyadianjixiaoguomingxian
，dancaiyongkekongguitiaoyafangshideruanqidongqikongzhiganyingdiandongji
，dianyajiangdidetongshi，gongdianpinlvrengweigongpin，shideqigonglvyinshujiangdi，wugonggonglvzengjia，yincijuedinglegairuanqidongqizhishiyongyuqingzai。ranerzaihenduochanghebunengbaozhengfuzaiweiqingzaiqidong，zhejiuyaoqiuzaijiangdidianyadetongshi
，jianxiaogongdiandianyapinlv，jibaochiV/F不變和恒力矩起動．yinerbianpinqibianpinqidongshizuihaodeqidongshebei，danbianpinqijinyongyuqidong，wutiaosu，jiangzaochengzijinlangfei，qieganyingdiandongjidezhongzaiqidongzhishiduanshijian，gucaiyongjiaoyijiaobianpinqishixianzhongzairuanqidong。

由(you)於(yu)交(jiao)一(yi)交(jiao)變(bian)頻(pin)實(shi)現(xian)重(zhong)載(zai)軟(ruan)起(qi)動(dong)，交(jiao)一(yi)交(jiao)變(bian)頻(pin)無(wu)中(zhong)間(jian)直(zhi)流(liu)環(huan)節(jie)
，僅(jin)用(yong)一(yi)次(ci)變(bian)換(huan)就(jiu)能(neng)實(shi)現(xian)變(bian)頻(pin)
，效(xiao)率(lv)高(gao)，而(er)且(qie)大(da)功(gong)率(lv)交(jiao)流(liu)電(dian)機(ji)調(tiao)速(su)係(xi)統(tong)所(suo)用(yong)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)主(zhu)要(yao)也(ye)是(shi)由(you)交(jiao)一(yi)交(jiao)變(bian)頻(pin)完(wan)成(cheng)。其(qi)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)：兩組交流電路按一定頻率交替工作
，負載輸出該頻率的交流電。改變兩組變流電路的切換頻率，改變輸出頻率；改變變流電路工作時的控製角，交流輸出電壓的幅值也隨之改變。與可控矽整流電路(軟起動)相同，交一交變頻電路也為電網換相。

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4．2 交一交變頻軟起動試驗

為驗證交一交變頻軟起動的起動效果
，對一台中壓電機(6 kV、780 kW、89 A)進行全壓直接起動與交一交變頻軟起動試驗。該軟起動實驗采用電氣量采集分析裝置(PCA2002型)記錄有關參數及電壓、電流波形
，並進行對比分析。

4．2．1 全壓直接起動
圖2為全壓直接起動的電壓、電流波形。由圖2(a)電壓波形可見，電動機起動前係統電壓為起動中電壓降為即電壓降到起動前電壓的81％(下降19％)，電動機起動後經1．9 s到達額定轉速，電壓回升至即原係統的99．3％。由圖2(b)電流波形可見，電動機起動開始時有一個湧流(其第一個脈衝最大，為額定電流Im的6．9倍)
，很快衰減到453．8 A
，為電動機額定電流Im的5．1倍．該電流持續了約1.32 s，然後經0．57 s逐漸下降到電動機的空載電流25．6 A。
4．2．2 重載軟起動
圖3為重載軟起動的電壓、電流波形。從圖3(a)電壓波形可見，電動機起動前係統電壓為
起動後電壓幾乎沒有變化，隨著電機轉速逐步上升，電壓稍有下降
，最低降至即下降到原電壓的94．5％(下降5．5％)
，當電動機達到額定轉速時
，電壓回升到即原係統電壓的99.4％。從圖3(b)電流波形可見，開始電流幾乎為零，經約6．5 s增加到19．2 A
；再經過5 s
，電流增加到36．7 A；又經5s，電流增加到78．2 A；又經5 s，電流增加到145．9 A；經14 s
，電流增加到169．8 A，然後逐漸變化到電動機的空載電流25．7 A。電動機起動全過程約為45．2 s，出現的最大電流169．8 A是電機額定電流的1．9倍。
通tong過guo對dui比bi驗yan證zheng看kan出chu，用yong軟ruan起qi動dong效xiao果guo遠yuan好hao於yu常chang規gui起qi動dong，雖sui然ran在zai起qi動dong過guo程cheng中zhong
，起qi動dong電dian流liu中zhong含han有you一yi定ding的de高gao次ci諧xie波bo
，而er電dian壓ya中zhong卻que隻zhi有you很hen小xiao的de高gao次ci諧xie波bo，電dian壓ya的de總zong諧xie波bo畸ji變bian率lv為wei2．72%
，如見圖4所示，所以並不會對係統造成影響。

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4．3 出現的問題及解決方法

jiaoyijiaobianpindianludeshuchudianyashiyouruoganduandianwangdianyapinjieerchengde。dangshuchupinlvshenggaoshi，shuchudianyayigezhouqineidianwangdianyadeduanshujiujianshao
，suohanxiebofenliangjiuyaozengjia。zhezhongshuchudianyadeboxingjibianshixianzhishuchupinlvtigaodezhuyaoyinshuzhiyi。suoyizuigaoshuchupinlvbugaoyudianwangpinlvde1／3～1／2。但由於主要用於起動，一旦速度達到全速的1／3，控kong製zhi相xiang應ying晶jing閘zha管guan使shi其qi切qie換huan到dao軟ruan起qi動dong。因yin為wei此ci時shi電dian壓ya相xiang對dui較jiao小xiao，切qie換huan的de過guo程cheng中zhong不bu會hui產chan生sheng很hen大da的de衝chong擊ji電dian流liu。由you於yu采cai用yong無wu環huan流liu控kong製zhi方fang式shi
，有you換huan流liu死si區qu，所suo以yi輸shu出chu波bo形xing有you一yi點dian畸ji變bian。可ke采cai用yong快kuai速su的de過guo零ling電dian流liu檢jian測ce減jian小xiao死si區qu時shi間jian。



由you於yu傳chuan統tong起qi動dong方fang式shi將jiang逐zhu漸jian被bei可ke控kong矽gui軟ruan起qi動dong取qu代dai，然ran而er軟ruan起qi動dong卻que不bu能neng較jiao好hao解jie決jue感gan應ying電dian機ji的de重zhong載zai起qi動dong，因yin此ci給gei出chu一yi種zhong實shi用yong的de交jiao一yi交jiao變bian頻pin起qi動dong方fang式shi。目mu前qian采cai用yong交jiao一yi交jiao變bian頻pin技ji術shu成cheng本ben相xiang對dui過guo高gao，致zhi使shi該gai技ji術shu主zhu要yao用yong於yu大da型xing礦kuang井jing的de關guan鍵jian設she備bei。但dan隨sui著zhe技ji術shu的de提ti高gao
，節jie能neng意yi識shi的de增zeng強qiang，交jiao流liu異yi步bu電dian動dong機ji的de軟ruan起qi動dong具ju有you廣guang泛fan的de應ying用yong領ling域yu。