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軟起動(dòng)概述
軟起動(dòng)是一種集電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)控制裝置。國(guó)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。軟起動(dòng)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；軟起動(dòng)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)功能，但它的價(jià)格比軟起動(dòng)貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。它是用來控制交流鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止的設(shè)備，屬于降壓?jiǎn)?dòng)方式。但與傳統(tǒng)的降壓?jiǎn)?dòng)方式所不同的是軟起動(dòng)裝置屬于無(wú)級(jí)降壓?jiǎn)?dòng)。軟起動(dòng)具有無(wú)沖擊電流、恒流起動(dòng)、可自由地?zé)o極調(diào)壓至最佳起動(dòng)電流及節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
軟起動(dòng)是目前最先進(jìn)、最流行的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器。它一般采用16位單片機(jī)進(jìn)行智能化控制，可無(wú)極調(diào)壓至最佳起動(dòng)電流，保證電動(dòng)機(jī)在負(fù)載要求的起動(dòng)特性下平滑起動(dòng)，在輕載時(shí)能節(jié)約電能。同時(shí)，對(duì)電網(wǎng)幾乎沒有什么沖擊。
軟起動(dòng)實(shí)際上是一個(gè)調(diào)壓器、只改變輸出電壓，并沒有改變頻率。這一點(diǎn)與變頻器不同。
軟起動(dòng)本身設(shè)有多種保護(hù)功能，如限制起動(dòng)次數(shù)和時(shí)間，過電流保護(hù)。電動(dòng)機(jī)過載、失壓、過壓保護(hù)，斷相，接地故障保護(hù)等。
下圖為軟起動(dòng)的原理圖。圖中V,W相方框內(nèi)的元件同U相。
軟起動(dòng)的工作原理
在軟起動(dòng)中三相交流電源與被控電動(dòng)機(jī)之間串有三相反并聯(lián)晶閘管及電子控制電路。晶閘管串聯(lián)式軟起動(dòng)實(shí)際上是一個(gè)晶閘管交流調(diào)壓器，采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)為核心，其主電路是采用三組反并聯(lián)可控硅串聯(lián)組，串于電動(dòng)機(jī)三相供電線路上，通過控制其觸發(fā)脈沖，改變可控硅的觸發(fā)角，以實(shí)現(xiàn)對(duì)交流三相電源進(jìn)行斬波，控制輸出電壓的幅值，改變電動(dòng)機(jī)輸入電壓的大小，從而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)過程。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)完成后，三相旁路接觸器自動(dòng)吸合，將電動(dòng)機(jī)投入電網(wǎng)工頻運(yùn)行。利用晶閘管的電子開關(guān)特性，通過軟起動(dòng)中的單片機(jī)控制其觸發(fā)脈沖、觸發(fā)角的大小來改變晶閘管的導(dǎo)通程度，從而改變加到定子繞組上的三相電壓。異步電動(dòng)機(jī)在定子調(diào)壓下的主要特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩近似與定子電壓的平方成正比。當(dāng)晶閘管的導(dǎo)通從0°開始上升時(shí)，電動(dòng)機(jī)開始啟動(dòng)。
隨著導(dǎo)通角的增大，晶閘管的輸出電壓也逐漸增高，電動(dòng)機(jī)便開始加速，直至晶閘管全導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)在額定電壓下工作。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間和起動(dòng)電流的最大值可根據(jù)負(fù)載情況設(shè)定。
軟起動(dòng)可設(shè)定的最大起動(dòng)電流為直接起動(dòng)電流的0.99倍；可設(shè)定的最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為直接起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的0.80倍；線電流過載倍數(shù)為電動(dòng)機(jī)額定電流的1-5倍，軟起動(dòng)器可實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)極起動(dòng)。
變頻器用于需要調(diào)速，恒壓的地方，頻率決定轉(zhuǎn)速。
軟起動(dòng)和變頻器最大的區(qū)別就是變頻器可以任意設(shè)定運(yùn)行頻率，而軟起動(dòng)只起到軟起軟停作用
變頻器同時(shí)改變輸出頻率與電壓，也就是改變了電機(jī)運(yùn)行曲線上的n0，使電機(jī)運(yùn)行曲線平行下移。因此變頻器可以使電機(jī)以較小的啟動(dòng)電流，同時(shí)使電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到其最大轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以啟動(dòng)重載負(fù)荷。
軟啟動(dòng)只改變輸出電壓，不改變頻率，也就是不改變電機(jī)運(yùn)行曲線上的n0，而是加大該曲線的陡度，使電機(jī)特性變軟。當(dāng)n0不變時(shí)，電機(jī)的各個(gè)轉(zhuǎn)矩（額定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）均正比于其端電壓的平方，因此用軟啟動(dòng)大大降低電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，所以軟啟動(dòng)并不適用于重載啟動(dòng)的電機(jī)。
軟起動(dòng)短期電機(jī)啟動(dòng)后就不用的器材。小功率的成本比較高。除非超過100kw.
軟起動(dòng)面板上通常設(shè)有可調(diào)控制參數(shù)：軟啟動(dòng)時(shí)間、啟動(dòng)初始電壓、啟動(dòng)電流限制、軟停時(shí)間、軟停級(jí)落電壓（泵停止功能） 、脈動(dòng)突跳啟動(dòng)（針對(duì)突變負(fù)載）功能，實(shí)際運(yùn)行可根據(jù)工程中設(shè)備電機(jī)具體情況結(jié)合軟起動(dòng)說明說設(shè)定或選用。
設(shè)計(jì)旁路接觸器 KM 是考慮以下幾個(gè)方面：不帶旁路可引入電流閉環(huán)控制在負(fù)載較輕或空載時(shí)自動(dòng)降底電機(jī)激磁電流，使無(wú)功電流下降，提高功率因素實(shí)現(xiàn)節(jié)能功能，空載時(shí)可節(jié)能近 40%（可以有效解決“大馬拉小車”狀態(tài)下電機(jī)本體的電能浪費(fèi)問題） ；但不是所有負(fù)載都應(yīng)不帶旁路，對(duì)于滿載狀態(tài)節(jié)能效果并不顯著，所以對(duì)于經(jīng)常滿載的應(yīng)用場(chǎng)合建議設(shè)計(jì)帶旁路；帶旁路設(shè)計(jì)時(shí)，晶閘管僅在啟停時(shí)使用，運(yùn)行時(shí)晶閘管停用，可使晶閘管壽命延長(zhǎng)；另外從散熱角度考慮，可以減小軟啟動(dòng)體積。
軟起動(dòng)還可以內(nèi)置一拖多專用程序控制器選件，裝于軟起動(dòng)器內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)時(shí)間控制、聯(lián)鎖、互鎖功能 ，可控制多臺(tái)電機(jī)的分別起動(dòng)送上電網(wǎng)運(yùn)行。電機(jī)可不分先后，任意起動(dòng)，自動(dòng)避免二臺(tái)以上電機(jī)同時(shí)起動(dòng)。一臺(tái)電機(jī)起動(dòng)后延時(shí)時(shí)間沒到，其他電機(jī)也不能起動(dòng)。
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