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單位全稱：東莞市昊泉機(jī)電有限公司

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軟啟動(dòng)器于20世紀(jì)70年代末和80年代初投入市場，

軟啟動(dòng)器（圖7）

填補(bǔ)了星-三角啟動(dòng)器和變頻器在功能實(shí)用性和價(jià)格之間的鴻溝。采用軟啟動(dòng)器，可以控制電動(dòng)機(jī)電壓，使其在啟動(dòng)過程中逐漸升高，很自然地控制啟動(dòng)電流，這就意味著電動(dòng)機(jī)可以平穩(wěn)啟動(dòng)，機(jī)械和電應(yīng)力降至最小。因此軟啟動(dòng)器在市場上得到廣泛應(yīng)用，并且軟啟動(dòng)器所附帶的軟停車功能有效地避免水泵停止時(shí)所產(chǎn)生的“水錘效應(yīng)”。

異步電動(dòng)機(jī)以其優(yōu)良的性能及無需維護(hù)的特點(diǎn)，在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。然而由于其起動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生較大沖擊電流（一般為額定電流

的5-8倍），同時(shí)由于起動(dòng)應(yīng)力較大，使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低。國家有關(guān)部門對(duì)電機(jī)起動(dòng)早有明確規(guī)定，即電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電網(wǎng)電壓將不能超過15%。解決辦法有兩個(gè)：增大配電容量，采用限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備，如果僅僅為起動(dòng)電機(jī)而增大配電容，從經(jīng)濟(jì)角度上來說，顯然不可取。為此，人們往往需要配備限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備，過去人們多采用Y/△轉(zhuǎn)換，自藕降壓，磁控降壓等方式來實(shí)現(xiàn)。這些方法雖然可以起到一定的限流作用，但沒有從根本上解決問題。

伴隨傳動(dòng)控制對(duì)自動(dòng)化要求的不斷提高，采用可控硅為主要器件、單片機(jī)為控制核心的智能型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)設(shè)備－軟起動(dòng)器，已在各行各業(yè)得到越來越多的應(yīng)用，由于軟起動(dòng)器性能優(yōu)良、體積小、重量輕，并且具有智能控制及多種保護(hù)功能，而且各項(xiàng)起動(dòng)參數(shù)可根據(jù)不同負(fù)載進(jìn)行調(diào)整，其負(fù)載適應(yīng)性很強(qiáng)。因此電子式軟起動(dòng)器將逐步取代落后的Y/Δ、自耦減壓和磁控式等傳統(tǒng)的減壓起動(dòng)設(shè)備成為必然。

電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，智能型軟起動(dòng)器得到廣泛應(yīng)用。智能型軟起動(dòng)器是一種集軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護(hù)于一體的新穎電機(jī)控制裝置，又稱為SoftStarter。它不僅實(shí)現(xiàn)在整個(gè)起動(dòng)過程中無沖擊而平滑的起動(dòng)電機(jī)，而且可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來調(diào)節(jié)起動(dòng)過程中的參數(shù)，如限流值、起動(dòng)時(shí)間等。此外，它還具有多種對(duì)電機(jī)保護(hù)功能，這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端。

發(fā)展趨勢(shì)

編輯

隨著國產(chǎn)變頻器產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，變頻器的價(jià)格不再高高在上，它不僅解決了電機(jī)啟動(dòng)產(chǎn)生大沖擊電流的問題，并且具有很好的節(jié)能效果，因此，曾經(jīng)風(fēng)光一時(shí)的軟啟動(dòng)器似乎有些沒落，聲音越來越小。但是軟啟動(dòng)器面臨的替代壓力確實(shí)越來越大，[1] 這種情況在中國尤為明顯。由于中國工業(yè)技術(shù)一直較為落后，在十多年前，中國的變頻器產(chǎn)業(yè)剛剛起步，沒有定價(jià)權(quán)，國內(nèi)市場大部分為國際品牌占據(jù)，變頻器的成本一直居高不下。當(dāng)時(shí)，國內(nèi)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)一般采用直接啟動(dòng)，或用自耦、星三角啟動(dòng)器啟動(dòng)。上世紀(jì)九十年代，以單片機(jī)為核心、半導(dǎo)體可控硅為執(zhí)行元件的智能化電機(jī)軟啟動(dòng)器進(jìn)入中國市場，并在2000年以后開始加速發(fā)展，目 前市場規(guī)模約為20億。軟啟動(dòng)器主要解決電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊和啟動(dòng)后旁路接觸器工作的問題，對(duì)電機(jī)有較好的保護(hù)作用，在輕載情況下可以實(shí)現(xiàn)一定程度的節(jié)能（約5%），但是節(jié)能效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如變頻器。隨著中國變頻器產(chǎn)業(yè)的崛起，并因此使變頻器的價(jià)格大幅下降，近幾年來，變頻器才又逐漸取代了軟啟動(dòng)器的作用。

中國變頻器的國產(chǎn)化進(jìn)程正在快速崛起，質(zhì)量穩(wěn)定性進(jìn)步很快，加上服務(wù)和成本上的優(yōu)勢(shì)，變頻調(diào)速的性價(jià)比高，質(zhì)量和價(jià)格的競爭優(yōu)勢(shì)越來越明顯，軟啟動(dòng)器面臨的替代壓力越來越大，科技進(jìn)步帶來的產(chǎn)品更新?lián)Q代應(yīng)該會(huì)是一個(gè)趨勢(shì)。這就如同節(jié)能燈替代白熾燈一樣，這是科技和生活進(jìn)步的必然結(jié)果，變頻器替代軟啟動(dòng)器也是同樣道理。特別是中國的變頻器產(chǎn)業(yè)在近十多年的發(fā)展中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，國產(chǎn)變頻器技術(shù)已經(jīng)比較成熟，制造成本明顯下降。中國軟啟動(dòng)器行業(yè)從興旺到衰弱也經(jīng)歷了一個(gè)性價(jià)比的變革，價(jià)格從以前的每千瓦150元降到每千瓦不到50元左右，國內(nèi)很多企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量非常穩(wěn)定，但市場在逐漸萎縮。從直起、自耦和星三角啟動(dòng)器的發(fā)展演變，到變頻調(diào)速器的出現(xiàn)，軟啟動(dòng)器是這當(dāng)中的過渡產(chǎn)品。現(xiàn)只有很小部分工況采用軟啟動(dòng)器，比如電動(dòng)機(jī)工作負(fù)載在90%以上的，其他工況以前是采用軟啟動(dòng)方式起動(dòng)的，現(xiàn)大多采用變頻調(diào)速器了，因?yàn)樽冾l調(diào)速器的節(jié)能效果有30%左右。此外，變頻器價(jià)格也從早期的每千瓦1000元左右下降到每千瓦只有200多元（大功率），價(jià)格下降十分顯著。如今的工礦企業(yè)對(duì)變頻器的應(yīng)用已經(jīng)全面普及了，幾乎涵蓋了所有領(lǐng)域，不夸張地說，凡是用到電動(dòng)機(jī)的地方肯定有變頻調(diào)速器的身影。而且變頻調(diào)速器具備了電動(dòng)機(jī)所需要的起動(dòng)效果和節(jié)能效果�？萍歼M(jìn)步?jīng)Q定市場占有，這就是為什么軟起動(dòng)器市場發(fā)展空間會(huì)逐步下降，而變頻器市場占有率飛速提高的主要原因。

中國變頻器產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化水平已經(jīng)有了質(zhì)的突破，國產(chǎn)變頻器的市場份額也在逐步提升，但是和國外品牌在技術(shù)上相比，還是有一定距離。

目 前談超越還為時(shí)過早，因?yàn)槲覀冊(cè)谧冾l技術(shù)領(lǐng)域的研究、開發(fā)方面，無論在基礎(chǔ)上還是起步時(shí)間上都落后于歐美國家。但至少目 前技術(shù)已經(jīng)不是中國與國外變頻器行業(yè)的壁壘，而穩(wěn)定性及產(chǎn)品性能才是各個(gè)廠商面臨的主要技術(shù)問題。許多國內(nèi)軟啟動(dòng)企業(yè)都在變頻器研發(fā)上投入大量的人力與物力，力求在變頻器技術(shù)方面占領(lǐng)制高點(diǎn)。一批優(yōu)秀的變頻器企業(yè)脫穎而出，成為了國內(nèi)上市企業(yè)。盡管如此，變頻器的核心器件IGBT和芯片始終依賴進(jìn)口，成為制約變頻器國產(chǎn)的瓶頸。變頻器核心器件的研發(fā)制造是中國變頻器產(chǎn)業(yè)需要突破的一個(gè)重要關(guān)口，中國威爾凱電氣也正在這個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行不懈地堅(jiān)持和努力。我想不久的將來，中國的變頻技術(shù)是有可能達(dá)到甚至超越外國先進(jìn)水平，至于多久能夠?qū)崿F(xiàn)，我們一起拭目以待吧。

全球性“節(jié)能減排”工業(yè)改造計(jì)劃正在大規(guī)模推行,中國作為世界大國也高度重視節(jié)能減排，低能耗、低污染的低碳經(jīng)濟(jì)將是中國未來發(fā)展的必經(jīng)之路。如今，中國正在堅(jiān)定不移地推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)，相關(guān)節(jié)能減排政策已密集出臺(tái)。這些舉措其實(shí)都是國內(nèi)變頻器企業(yè)千載難逢的機(jī)遇，變頻器行業(yè)將迎來新一輪高速增長期。變頻器不僅要滿足國內(nèi)市場的需求，還要出口的世界各地，在全球的節(jié)能減排革命中發(fā)揮作用。

由于變頻器具有軟啟動(dòng)器的所有功能，但它軟啟動(dòng)器也只是一個(gè)過渡產(chǎn)品。

軟啟動(dòng)器是為了填補(bǔ)星-三角啟動(dòng)器和變頻器在功能實(shí)用性和價(jià)格之間的鴻溝而研發(fā)的產(chǎn)品，因此說它是過渡產(chǎn)品。隨著變頻器成本的逐漸下降，軟啟動(dòng)器的市場空間將越來越小。至于未來軟啟動(dòng)器是否會(huì)完全消失，這還需要市場的進(jìn)一步驗(yàn)證。就目 前情況而言，軟啟動(dòng)器依然有自己的生存空間，在電機(jī)運(yùn)行負(fù)載功率在80%以上時(shí)，選用軟啟動(dòng)器依然是最好、最實(shí)用、最省錢的。在未來幾年，軟啟動(dòng)器的市場依然會(huì)穩(wěn)定增長，但是增速遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于變頻器市場的增速，并隨著市場競爭的加劇，一批規(guī)模小競爭力弱的企業(yè)被淘汰，軟啟動(dòng)器市場集中度將進(jìn)一步增加。軟啟動(dòng)器產(chǎn)品的應(yīng)用現(xiàn)只涉及到中國國民經(jīng)濟(jì)較多領(lǐng)域，電力、冶金、建材、機(jī)床、石化和化工、市政、煤炭是七個(gè)主要行業(yè)。

主要分類

編輯

1、根據(jù)電壓分類：高壓軟啟動(dòng)器、低壓軟啟動(dòng)器；

2、根據(jù)介質(zhì)分類：固態(tài)軟啟動(dòng)器、液阻軟啟動(dòng)器；

3、根據(jù)控制原理：電子式軟啟動(dòng)器、電磁式軟啟動(dòng)器；

4、根據(jù)運(yùn)行方式：在線型軟啟動(dòng)器、旁路型軟啟動(dòng)器；

5、根據(jù)負(fù)載：標(biāo)準(zhǔn)型軟啟動(dòng)器、重載型軟啟動(dòng)器。

相關(guān)原理

編輯

工作原理

軟啟動(dòng)器（軟啟動(dòng)器）是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為Soft Starter。軟啟動(dòng)器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動(dòng)機(jī)定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動(dòng)機(jī)逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上，實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，避免啟動(dòng)過流跳閘。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，啟動(dòng)過程結(jié)束，軟啟動(dòng)器自動(dòng)用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動(dòng)器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動(dòng)器同時(shí)還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動(dòng)過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。

啟動(dòng)方式

運(yùn)用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟起動(dòng)器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動(dòng)結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟起動(dòng)，在軟起動(dòng)過程中，電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟起動(dòng)一般有下面幾種起動(dòng)方式。

斜坡升壓軟起動(dòng)：這種起動(dòng)方式最簡單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角，使之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點(diǎn)是，由于不限流，在電機(jī)起動(dòng)過程中，有時(shí)要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對(duì)電網(wǎng)影響較大，實(shí)際很少應(yīng)用。

斜坡恒流軟起動(dòng)：這種起動(dòng)方式是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的初始階段起動(dòng)電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定（t1至t2階段），直至起動(dòng)完畢。起動(dòng)過程中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)間短。該起動(dòng)方式是應(yīng)用最多的起動(dòng)方式，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動(dòng)。

階躍起動(dòng)：開機(jī)，即以最短時(shí)間，使起動(dòng)電流迅速達(dá)到設(shè)定值，即為階躍起動(dòng)。

軟啟動(dòng)器（圖2）

通過調(diào)節(jié)起動(dòng)電流設(shè)定值，可以達(dá)到快速起動(dòng)效果。

脈沖沖擊起動(dòng)：在起動(dòng)開始階段，讓晶閘管在極短時(shí)間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，連入恒流起動(dòng)。該起動(dòng)方法，在一般負(fù)載中較少應(yīng)用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動(dòng)場合�；\型電機(jī)傳統(tǒng)的減壓起動(dòng)方式有Y-q起動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)、電抗器起動(dòng)等。這些起動(dòng)方式都屬于有級(jí)減壓起動(dòng)，存在明顯缺點(diǎn)，即起動(dòng)過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。

軟起動(dòng)與傳統(tǒng)減壓起動(dòng)方式的不同之處是：

1、無沖擊電流。軟起動(dòng)器在起動(dòng)電機(jī)時(shí)，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)起動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。

2、恒流起動(dòng)。軟起動(dòng)器可以引入電流閉環(huán)控制，使電機(jī)在起動(dòng)過程中保持恒流，確保電機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)。⑶根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級(jí)調(diào)整至最佳的起動(dòng)電流。適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動(dòng)場合。

電壓雙斜坡起動(dòng)：在起動(dòng)過程中，電機(jī)的輸出力矩隨電壓增加，

軟啟動(dòng)器（圖3）

在起動(dòng)時(shí)提供一個(gè)初始的起動(dòng)電壓Us，Us根據(jù)負(fù)載可調(diào)，將Us調(diào)到大于負(fù)載靜磨擦力矩，使負(fù)載能立即開始轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)輸出電壓從Us開始按一定的斜率上升（斜率可調(diào)），電機(jī)不斷加速。當(dāng)輸出電壓達(dá)到達(dá)速電壓Ur時(shí)，電機(jī)也基本達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。軟起動(dòng)器在起動(dòng)過程中自動(dòng)檢測達(dá)速電壓，當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，使輸出電壓達(dá)到額定電壓。

限流起動(dòng)：就是電機(jī)的起動(dòng)過程中限制其起動(dòng)電流不超過某一設(shè)定值（Im）的軟起動(dòng)方式。其輸出電壓從零開始迅速增長，直到輸出電流達(dá)到預(yù)先設(shè)定的電流限值Im，然后保持輸出電流I這種起動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流小，且可按需要調(diào)整。對(duì)電網(wǎng)影響小，其缺點(diǎn)是在起動(dòng)時(shí)難以知道起動(dòng)壓降，不能充分利用壓降空間。

節(jié)能原理

電動(dòng)機(jī)屬感性負(fù)載，電流滯后電壓，大多數(shù)用電器都屬此類。

軟啟動(dòng)器（圖5）

為了提高功率因數(shù)須用容性負(fù)載來補(bǔ)償，并電容或用同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償。降低電動(dòng)機(jī)的激磁電流也可提高功率因數(shù)（HPS2節(jié)能功能，在輕載時(shí)降低電壓，使激磁電流降低，使COS∮提高）。節(jié)能運(yùn)行模式：輕載時(shí)降低電壓減少了激磁電流，電機(jī)電流分為有功分量和無功分量（激磁分量）提高COS∮。

運(yùn)行模式

當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載輕時(shí)，軟啟動(dòng)器在選擇節(jié)能功能的狀態(tài)下，PF開關(guān)熱撥至Y位，在電流反饋的作用下，軟啟動(dòng)器自動(dòng)降低電動(dòng)機(jī)電壓。減少了電動(dòng)機(jī)電流的勵(lì)磁分量。從而提高了電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)（COS∮）。（國產(chǎn)軟啟動(dòng)器多無此功能）在接觸器旁路狀態(tài)下無法實(shí)現(xiàn)此功能。TPF開關(guān)提供了節(jié)能功能的兩種反應(yīng)時(shí)間；正常、慢速。節(jié)能運(yùn)行模式：自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行。（正常、慢速兩種反應(yīng)速度）空載節(jié)能40%，負(fù)載節(jié)能5%。

控制原理

軟啟動(dòng)器是通過控制可控硅的導(dǎo)通角來控制輸出電壓。因此，

軟啟動(dòng)器（圖10）

軟啟動(dòng)器從本質(zhì)上是一種能夠自動(dòng)控制的降壓啟動(dòng)器，由于能夠任意調(diào)節(jié)輸出電壓，作電流閉環(huán)控制，因而比傳統(tǒng)的降壓啟動(dòng)方式（如串電阻啟動(dòng)，自耦變壓器啟動(dòng)等）有更多優(yōu)點(diǎn)。例如滿載啟動(dòng)風(fēng)機(jī)水泵等變轉(zhuǎn)矩負(fù)載、實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟停止、應(yīng)用于水泵能完全消除水錘效應(yīng)等。

功能特點(diǎn)

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主要功能

1、過載保護(hù)功能：軟起動(dòng)器引進(jìn)了電流控制環(huán)，

軟啟動(dòng)器（圖11）

因而隨時(shí)跟蹤檢測電機(jī)電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時(shí)限控制模式，實(shí)現(xiàn)了過載保護(hù)功能，使電機(jī)過載時(shí)，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2、缺相保護(hù)功能：工作時(shí)，軟起動(dòng)器隨時(shí)檢測三相線電流的變化，一旦發(fā)生斷流，即可作出缺相保護(hù)反應(yīng)。

3、過熱保護(hù)功能：通過軟起動(dòng)器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動(dòng)關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

4、測量回路參數(shù)功能：電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，軟啟動(dòng)器內(nèi)的檢測器一直監(jiān)視著電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并將監(jiān)測到的參數(shù)送給CPU進(jìn)行處理，CPU將監(jiān)測參數(shù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、顯示。因此電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器還具有測量回路參數(shù)的功能。

5、其它功能：通過電子電路的組合，還可在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護(hù)。

主要應(yīng)用

交流鼠籠異步電動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，效率高而被人們廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的拖動(dòng)中。在民用建筑中的大多數(shù)機(jī)械設(shè)備如消防泵、噴淋泵、生活泵、冷凍機(jī)組等的動(dòng)力都是交流鼠籠異步電機(jī)。當(dāng)建筑物層數(shù)較高或規(guī)模較大時(shí)，這些機(jī)械設(shè)備的電機(jī)的額定功率通常都較大，如消防泵的額定功率通常都在55kW-150kW之間。這些設(shè)備在起動(dòng)過程中，將產(chǎn)生較大的起動(dòng)電流，造成較大的電壓降。因此恰當(dāng)?shù)剡x擇起動(dòng)方式具有減少供電容量和保證建筑物供電可靠性等重要意義。正因?yàn)槿绱�，軟啟�?dòng)器在民用建筑領(lǐng)域的應(yīng)用中將具有廣闊前景。

1、民用建筑中水泵等動(dòng)力設(shè)備的啟動(dòng)方式的比較

眾所周知，鼠籠式異步電機(jī)采用全壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流大，起動(dòng)時(shí)間長的。

軟啟動(dòng)器（圖18）

當(dāng)電機(jī)的功率較大時(shí)，起動(dòng)電流很大（起動(dòng)電流為額定電流的5—8倍）。很大的起動(dòng)電流將引起配電系統(tǒng)的電壓降，影響接在同一臺(tái)變壓器或同一條供電線路上的其它電氣設(shè)備的正常工作，甚至使柴油發(fā)電機(jī)組熄火停機(jī)。同時(shí)由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，將對(duì)負(fù)載產(chǎn)生沖擊，增加傳動(dòng)部件的磨損和額外維護(hù)。所以當(dāng)電機(jī)的容量較大（一般為超過電源容量的20%—30%時(shí)）均采用降壓起動(dòng)。

傳統(tǒng)上采用的降壓起動(dòng)的方法有Y/△換接起動(dòng)和自耦變壓器降壓起動(dòng)。雖然這兩種起動(dòng)方式均可降低起動(dòng)電流，但是在降壓起動(dòng)過程完成后的分檔投切和加全壓的瞬間，仍將產(chǎn)生數(shù)倍額定電流的尖峰電流（二次沖擊電流），此電流將對(duì)配電系統(tǒng)造成沖擊，同時(shí)產(chǎn)生的破壞性的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩會(huì)引起水泵電機(jī)的機(jī)械震動(dòng)，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、中間齒輪等非常有害，并使供電線路電耗增大。

軟啟動(dòng)器也是降壓起動(dòng)器的一種。它是利用性能先進(jìn)的微處理器，合理有序地控制大功率晶閘管組件導(dǎo)通，使之產(chǎn)生逐步增加的平滑的交流電壓加在交流電動(dòng)機(jī)上，使電動(dòng)機(jī)按預(yù)先設(shè)定的方式和參數(shù)進(jìn)行漸進(jìn)地加速，實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)。可見采用軟起動(dòng)器可以對(duì)大電機(jī)實(shí)現(xiàn)平滑、均勻穩(wěn)定的起動(dòng)，避免大電機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少機(jī)械震動(dòng)和噪音，減少供電線路的電耗。

2、軟起動(dòng)器在民用建筑動(dòng)力設(shè)備控制中的應(yīng)用

軟起動(dòng)器具有軟起動(dòng)，軟停止，泵控制，定時(shí)低速運(yùn)行等多種功能。因此，在民用建筑領(lǐng)域的動(dòng)力設(shè)備控制中具有傳統(tǒng)降壓起動(dòng)器不可比擬的優(yōu)越性。下面以某高層建筑中的消防泵為例，分析軟起動(dòng)器在消防泵的起動(dòng)及運(yùn)行控制方面的突出優(yōu)點(diǎn)。該高層建筑中消防泵的最大容量為110KW，一備一用。采用A-B公司的150-B240NBD軟起動(dòng)器。

1）軟起動(dòng)如前所述，在起動(dòng)時(shí)間ts內(nèi)，電機(jī)的端電壓從設(shè)定的初始值逐漸增長至滿壓，電機(jī)是平滑、無級(jí)地加速。同時(shí)起動(dòng)時(shí)間ts可調(diào)節(jié)（通常在0.5-60秒之間），這有利于與空氣開關(guān)之間的配合，防止空氣開關(guān)的瞬時(shí)脫扣器在電機(jī)起動(dòng)時(shí)誤跳閘。

2）泵控制功能水泵在起動(dòng)和停車時(shí)，水流沖擊管道，產(chǎn)生嚴(yán)重的“水錘效應(yīng)”。雖然水道專業(yè)已采取了一些消除水錘效應(yīng)的措施，但是如果采用帶泵控功能的軟起動(dòng)器，則完全可以消除水錘效應(yīng)，減少機(jī)械維護(hù)的工作量，節(jié)省系統(tǒng)維修費(fèi)用，并保證供水可靠。值得一提的是該功能為可選件，定貨圖上應(yīng)注明。

3）過載保護(hù)功能一般電機(jī)的過載保護(hù)是通過熱元件來實(shí)現(xiàn)的。熱元件在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的過程中很難避開電機(jī)的起動(dòng)電流而產(chǎn)生誤動(dòng)作。為避免誤動(dòng)，用戶常加大熱元件的動(dòng)作電流，使過載保護(hù)形同虛設(shè)。而軟起動(dòng)器內(nèi)置的過載保護(hù)功能是根據(jù)I2t算法用電子裝置來完成的。它可根據(jù)起動(dòng)負(fù)荷的輕重即起動(dòng)時(shí)間的長短不同來選擇不同的脫扣特性曲線以避免在起動(dòng)過程中誤跳。由于它的過載保護(hù)是可編程的，從而為用戶提供了更大的靈活性。并且選用帶內(nèi)置過載保護(hù)功能的軟起動(dòng)器可以省去熱繼電器，使控制柜內(nèi)布線更簡單，迅速。

4）參數(shù)測試功能可通過按鍵在顯示窗口選擇顯示電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)如三相電壓值、三相電流值、功率因數(shù)、運(yùn)行時(shí)間等，而不需增加任何儀表。此功能可使用戶很方便的查詢電機(jī)在運(yùn)行過程中的各種參數(shù)。

5）消防水泵定期自動(dòng)試機(jī)由于消防水泵屬消防應(yīng)急設(shè)施，平常時(shí)長期處于不使用狀態(tài)，容易出現(xiàn)泵卡死的現(xiàn)象。一旦火災(zāi)發(fā)生時(shí)如果無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，將影響消防撲救的順利進(jìn)行，造成嚴(yán)重后果�！睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16-92第24.6.6條規(guī)定“消防泵（包括噴灑泵）、排煙風(fēng)機(jī)及正壓送風(fēng)機(jī)等重要消防用電設(shè)備，宜采取定期自動(dòng)試機(jī)、自動(dòng)檢測措施。”該軟起動(dòng)器具有的定時(shí)低速運(yùn)行功能，可根據(jù)用戶設(shè)定的時(shí)間自行定時(shí)起動(dòng)、停止，對(duì)消防泵起到一個(gè)定期自動(dòng)試機(jī)、自動(dòng)檢測的作用，提高消防泵作為消防設(shè)施的可靠性，應(yīng)急性。而采用傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)方式將很難對(duì)消防水泵定期自動(dòng)試機(jī)。

3、民用建筑動(dòng)力設(shè)備控制中采用軟起動(dòng)器時(shí)應(yīng)注意的問題

1）有的軟起動(dòng)器具有多種內(nèi)置的保護(hù)功能，如失速及堵轉(zhuǎn)測試、相間平衡、欠載保護(hù)、欠壓保護(hù)、過壓保護(hù)等，對(duì)電機(jī)而言起到了進(jìn)一步的保護(hù)作用。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況通過編程來選擇保護(hù)功能或使某些保護(hù)功能失效�！兜蛪号潆娫O(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95第4.3.5條規(guī)定：“突然斷電比過負(fù)載造成的損失更大的線路，其過負(fù)載保護(hù)應(yīng)作用于信號(hào)而不應(yīng)作用于切斷電路。”在前面提到的消防泵控制系統(tǒng)中，由于消防泵是消防應(yīng)急負(fù)荷，它是在消防救火的緊要關(guān)頭工作的。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，最重要的問題是消防泵能地運(yùn)轉(zhuǎn)打水到消防管網(wǎng)中，而對(duì)消防泵電機(jī)的保護(hù)就不是重要問題。所以上面提到的某些保護(hù)功能可以通過編程使它失效，或者使保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)而不是作于使消防泵電機(jī)停機(jī)。前面提到的過載保護(hù)功能也只應(yīng)動(dòng)作于信號(hào)。

2）支路保護(hù)由于軟起動(dòng)器本身沒有短路保護(hù)，為保護(hù)其中的晶閘管，應(yīng)該采用快速熔斷器（自動(dòng)空氣開關(guān)的開斷時(shí)間較長，為0.1秒，不能有效地保護(hù)晶閘管）。設(shè)計(jì)時(shí)可依據(jù)廠家提供的產(chǎn)品樣本，根據(jù)軟起動(dòng)器的額定電流選擇相應(yīng)的快熔斷器。

3）當(dāng)軟起動(dòng)器使電機(jī)制動(dòng)停機(jī)時(shí)，只是晶閘管不導(dǎo)通，在電機(jī)與電源之間并沒有形成電氣隔離。如果此時(shí)檢修軟起動(dòng)器之后的線路、電機(jī)，那是不安全的。所以在電機(jī)一次控制回路中應(yīng)在軟起動(dòng)器之前增加斷路器。

4）由于信息及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代的樓宇特別是智能建筑中電子設(shè)備日益增多，它們對(duì)電網(wǎng)的質(zhì)量有較高的要求。而由于軟起動(dòng)器采用了可控硅等非線性器件，所以當(dāng)軟起動(dòng)器功率較大或者臺(tái)數(shù)較多時(shí)，產(chǎn)生的高次諧波將對(duì)電網(wǎng)造成不良的影響并對(duì)建筑物內(nèi)的電子設(shè)備產(chǎn)生干撓。此時(shí)可裝設(shè)旁通接觸器。在軟起動(dòng)器使電機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)至正常轉(zhuǎn)速后，接觸器KM閉合，把軟起動(dòng)器短接。

即在起動(dòng)完成之后，大功率晶閘管處于不導(dǎo)通狀態(tài)，減少高次諧波對(duì)電網(wǎng)及電子設(shè)備的干撓。

5）軟起動(dòng)器在通過電流時(shí)將會(huì)產(chǎn)生熱耗散，安裝時(shí)應(yīng)注意在其上、下方留出一定空間，以使空氣能流過其功率模塊。當(dāng)軟起動(dòng)器額定電流較大時(shí)，要采用風(fēng)機(jī)降溫。風(fēng)機(jī)的電源可取自電機(jī)控制系統(tǒng)的二次回路。

總之，軟起動(dòng)器是一種新型的、性能優(yōu)良的起動(dòng)裝置，是交流異步電機(jī)起動(dòng)器的首選產(chǎn)品。但是由于軟起動(dòng)器主要為進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格較高。

主要特點(diǎn)

1、在結(jié)構(gòu)上采用電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器作為控制輸出執(zhí)行元件，

軟啟動(dòng)器（圖17）

控制邏輯用 PLC 可編程控制器實(shí)現(xiàn)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單明了，采用數(shù)字監(jiān)控和數(shù)字設(shè)定，提高了控制系統(tǒng)的可靠性，也便于維護(hù)。同時(shí)具有外控功能，可根據(jù)使用情況進(jìn)行連接，方便控制。

2、電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器對(duì)電動(dòng)機(jī)提供平滑漸進(jìn)的啟動(dòng)過程，減少啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)或發(fā)電設(shè)備的沖擊，將啟動(dòng)電流控制在安全范圍內(nèi)，改善了原控制系統(tǒng)因啟動(dòng)電流較大沖擊廠用電源而影響其它設(shè)備正常運(yùn)行的狀況。

3、啟動(dòng)過程采用雙向可控硅，啟動(dòng)過程完成后，接觸器短接可控硅的控制方式，避免了用接觸器直接控制電動(dòng)機(jī)使觸點(diǎn)易拉弧、粘連、燒壞等故障的發(fā)生CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，同時(shí)也節(jié)約了能源。

4、軟啟動(dòng)、軟停車方式，降低設(shè)備的振動(dòng)和噪聲，減少機(jī)械應(yīng)力，延長發(fā)電設(shè)備及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)地使用壽命。

5、具有過流、過載、電源缺相等多種保護(hù)功能，同時(shí)可以檢測到負(fù)載所涉及（如空壓機(jī)）系統(tǒng)各種不良運(yùn)行情況，有利于保護(hù)設(shè)備的安全運(yùn)行。

6、控制盤上的顯示功能，便于在現(xiàn)場全面了解設(shè)備運(yùn)行情況。

7、數(shù)字化參數(shù)設(shè)定及顯示功能直觀、方便、省時(shí)。[2] 

性能特點(diǎn)

軟啟動(dòng)采用軟件控制方式來平滑啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，控制方式是以軟（件）控強(qiáng)（電）。其控制結(jié)果將電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)特性由“硬”平滑為“軟”平滑，故被稱為“軟啟動(dòng)”。軟啟動(dòng)又分為兩種：一種是采用變頻恒轉(zhuǎn)矩限流啟動(dòng)；另一種是采用晶閘管調(diào)壓啟動(dòng)，又稱智能軟啟動(dòng)。

兩類軟啟動(dòng)的對(duì)比：

1、技術(shù)性能。采用變頻調(diào)速啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)具有良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，

軟啟動(dòng)器（圖12）

即使是在低速情況下也能隨意調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，能以恒轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)電流可以限制在 的額定電流以下。采用智能軟啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)由于轉(zhuǎn)矩是按電壓比的二次方減小，因此啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩很小。軟啟動(dòng)器有電流反饋，也可采用恒流啟動(dòng)，即在啟動(dòng)過程中保持啟動(dòng)電流不變，直到電動(dòng)機(jī)接近同步轉(zhuǎn)速。從技術(shù)性能方面考慮，變頻調(diào)速啟動(dòng)適用于較大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的負(fù)載，一般是大于 的場合，如往復(fù)式空壓機(jī)、離心分離機(jī)、帶負(fù)載的輸送機(jī)、破碎機(jī)、螺旋式或如旋轉(zhuǎn)式空壓機(jī)、離心式風(fēng)機(jī)、離心泵、空載啟動(dòng)的輸送機(jī)及各種空載啟動(dòng)的設(shè)備。

2、經(jīng)濟(jì)性。采用變頻器調(diào)速啟動(dòng)比智能軟啟動(dòng)的投資費(fèi)用高兩倍甚至三倍。

綜合以上技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于工礦企業(yè)能實(shí)際推廣的啟動(dòng)方式當(dāng)數(shù)后者。

智能軟啟動(dòng)器：

智能軟啟動(dòng)主要由串接于電源與被控電動(dòng)機(jī)之間的三對(duì)反并聯(lián)晶閘管組成的調(diào)壓電路構(gòu)成，以微處理器為控制核心，整個(gè)啟動(dòng)過程在數(shù)字化程序軟件控制下自動(dòng)進(jìn)行。智能軟啟動(dòng)器利用三對(duì)晶閘管的電子開關(guān)特性，通過啟動(dòng)器中的微處理器，控制其觸發(fā)脈沖的遲早來改變觸發(fā)延遲角的大小，而晶閘管觸發(fā)延遲角的大小，又可改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，從而最終改變加到定子繞組的三相電壓的大小。異步電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓的特點(diǎn)是，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩近似與定子電壓的二次方成正比，電動(dòng)機(jī)的電流和定子電壓成正比，因此，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和初始電流的限制可以通過定子電壓的控制來實(shí)現(xiàn)。而電動(dòng)機(jī)定子電壓又是通過晶閘管的導(dǎo)通角來控制的，所以不同的初始相角可實(shí)現(xiàn)不同的端電壓，以滿足不同的負(fù)載啟動(dòng)特性。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中，晶閘管的導(dǎo)通角逐漸增大，晶閘管的輸出電壓也逐漸增加，電動(dòng)機(jī)從零開始加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，啟動(dòng)完成，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無級(jí)平滑啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流的最大值可根據(jù)負(fù)載情況設(shè)定。

產(chǎn)品區(qū)別

編輯

軟啟動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。

軟啟動(dòng)器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器是用于需要調(diào)速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率；軟啟動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電機(jī)起動(dòng)時(shí)，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動(dòng)器功能，但它的價(jià)格比軟啟動(dòng)器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。

軟啟動(dòng)器只是改變電源電壓，相當(dāng)于降壓起動(dòng)器。變頻器要比軟啟動(dòng)器復(fù)雜得多，價(jià)格也貴得多。變頻器也有軟啟動(dòng)功能，是通過改變電源頻率實(shí)現(xiàn)。

高壓啟動(dòng)器和低壓啟動(dòng)器的區(qū)別

軟啟動(dòng)器主回路采用晶閘管，通過逐步改變晶閘管的導(dǎo)通角來抬升電壓，完成啟動(dòng)過程，這是軟啟動(dòng)器的基本原理。在低壓軟啟動(dòng)器市場，產(chǎn)品繁多，但是高壓軟啟動(dòng)器產(chǎn)品還是比較少。高壓軟啟動(dòng)器與低壓軟啟動(dòng)器基本原理一樣，但是高壓軟啟動(dòng)器與低壓軟啟動(dòng)器相比，有些地方存在著其特殊性：

1、高壓軟啟動(dòng)器在高壓環(huán)境下工作，各種電氣元器件的絕緣性能一定要好，電子芯片的抗干擾能力要強(qiáng)。高壓軟起動(dòng)器組成電氣柜時(shí)，電氣元器件的布局以及與高壓軟啟動(dòng)器與其它電氣設(shè)備的連接也是非常重要的。

2、高壓軟啟動(dòng)器必須有一個(gè)高性能的控制核心，能對(duì)信號(hào)進(jìn)行及時(shí)和快速地處理。因此這個(gè)控制核心一般采用高性能的DSP芯片，而不是低壓軟啟動(dòng)器的普通單片機(jī)芯。低壓軟啟動(dòng)器主回路由三組反并聯(lián)的晶閘管組成。而在高壓軟啟動(dòng)器中，由于單只高壓晶閘管的耐壓能力不夠，所以必須由多個(gè)高壓晶閘管串聯(lián)進(jìn)行分壓。但是每個(gè)晶閘管的性能參數(shù)沒有完全一致。晶閘管參數(shù)的不一致，會(huì)導(dǎo)致晶閘管開通時(shí)間不一致，從而導(dǎo)致晶閘管的損壞。因此在晶閘管的選配上，必須保證每一相的晶閘管參數(shù)盡可能地一致，并且每一相晶閘管的RC濾波電路的元件參數(shù)盡可能一致。

3、高壓軟起動(dòng)器的工作環(huán)境容易受到各種電磁干擾，因此觸發(fā)信號(hào)的傳遞必須安全可靠。高壓軟起動(dòng)器中，傳遞觸發(fā)信號(hào)，一般采用光纖傳輸，能有效地避免各種電磁干擾。通過光纖傳遞信號(hào)，也有兩種方式：一種多光纖方式，一種單光纖方式。多光纖方式即每塊觸發(fā)板有一路光纖；單光纖方式即每一相只有一路光纖，信號(hào)傳遞到一塊主觸發(fā)板，再由主觸發(fā)板傳遞到同一相的其他觸發(fā)板。由于各路光纖光電傳輸過程中損耗不盡一致，因此從觸發(fā)一致性上看，單光纖的方式比多光纖可靠。

4、高壓軟啟動(dòng)器對(duì)信號(hào)的檢測比低壓軟啟動(dòng)器要求更高。高壓軟起動(dòng)器所在的環(huán)境存在著大量的電磁干擾，并且高壓軟啟動(dòng)器所用的真空接觸器和真空斷路器在其分?jǐn)嗪烷]合過程中會(huì)產(chǎn)生大量的電磁干擾。所以對(duì)檢測到的信號(hào)不僅要進(jìn)行硬件濾波，也要進(jìn)行軟件濾波，去掉干擾信號(hào)。

5、軟啟動(dòng)器在完成啟動(dòng)過程后，要切換到旁路運(yùn)行狀態(tài)，如何平滑地切換到運(yùn)行狀態(tài)，這也是軟啟動(dòng)器的一個(gè)難點(diǎn)，如何選準(zhǔn)旁路點(diǎn)非常重要。旁路點(diǎn)早了，電流沖擊非常大，即使在低壓條件下，也會(huì)造成三相電源中斷路器跳閘，甚至?xí)䲟p壞斷路器。高壓條件下危害更大。旁路點(diǎn)遲了，電機(jī)抖動(dòng)得厲害，影響負(fù)載正常工作。因此，旁路信號(hào)的硬件檢測電路必須非常精確，并且程序處理也要恰到好處。