交流異步電動機(jī)軟起動技術(shù)終稿

1、交流異步電動機(jī)軟起動技術(shù)分析與淺究摘 要：文章針對交流異步電動機(jī)軟起動技術(shù)進(jìn)行簡要論述。關(guān)鍵詞：電動機(jī)：電力拖動；軟起動方式；經(jīng)濟(jì)性。一、交流異步電動機(jī)的起動方式交流異步電動機(jī)通常采用的啟動方式有兩種：一種是在額定電壓 下的直接起動方式，另一種是降壓起動方式。1.交流異步電動機(jī)的直接起動方式簡單、可靠且操作方便，所需 設(shè)備較少，經(jīng)濟(jì)性好，沒有諧波污染。但是交流異步電動機(jī)的直接起 動方式會對電網(wǎng)造成沖擊，對機(jī)械傳動部分、電動機(jī)自身和拖動的生 產(chǎn)機(jī)械造成危害。（1）對電網(wǎng)的沖擊：交流異步電動機(jī)的直接起動的電流（空載 起動電流可達(dá)額定電流的約47倍，帶載起動時可達(dá)約810倍或更 大），這會造成電網(wǎng)電

2、壓的下降，影響其他用電設(shè)備的正常運(yùn)行和居 民用電，還可能使欠壓保護(hù)裝置動作，造成設(shè)備的跳閘，影響生產(chǎn)和 生活的用電。同時因為過大的起動電流會使電機(jī)內(nèi)部繞組過熱，影響 或加速繞組的絕緣老化程度，降低電動機(jī)的使用壽命。（2）對機(jī)械傳動部分和電動機(jī)自身的危害：起動時的沖擊轉(zhuǎn)矩 會造成電動機(jī)轉(zhuǎn)子籠條、端環(huán)的斷裂和定子端部繞組絕緣的磨損，導(dǎo) 致絕緣失去作用而發(fā)生電擊穿燒毀繞組，轉(zhuǎn)子籠條、端環(huán)的斷裂又會 造成傳動部分的轉(zhuǎn)軸扭曲和聯(lián)軸節(jié)、傳動齒輪的損傷以及傳動帶和傳 動鏈條的斷裂等等。（3）對生產(chǎn)機(jī)械造成的危害：電動機(jī)的起動過程中由于機(jī)械部 分例如閥門、管道內(nèi)部等的壓力突變會造成泵系統(tǒng)相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)和 器件

3、的損壞，縮短其使用壽命，影響其傳動精度，甚至影響整個系統(tǒng) 的控制而導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。.交流異步電動機(jī)降壓起動方式可以減小起動電流，但會使電動 機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩下降，對于重載起動，帶有大峰值負(fù)載的生產(chǎn)機(jī)械就不 能用這種方式起動了。交流異步電動機(jī)降壓起動所需設(shè)備較多且體積 大，可靠性不如直接起動，經(jīng)濟(jì)性差些，沒有諧波污染。傳統(tǒng)的降壓 起動有星形/三角形降壓起動、自耦變壓器降壓起動、轉(zhuǎn)子繞組串接 頻敏變阻器或水電阻三個類型。（1）星形/三角形轉(zhuǎn)換器降壓起動:適用于正常運(yùn)行時定子繞組采用 接法（線電壓380V）的電動機(jī)。定子有六個接頭引出,接到轉(zhuǎn)換開 關(guān)上，起動時采用星形（線電壓220丫）接法，起動完

4、畢后再切換成4 接法。起動電壓為線電壓220V，而運(yùn)行電壓為線電壓380V。這種起 動的優(yōu)點(diǎn)是起動設(shè)備相對簡單，既可以利用星形/三角形轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)， 又可以用繼電器自行實現(xiàn)，起動過程中消耗的能量相對較少；缺點(diǎn)是 對電網(wǎng)有二次電流沖擊，設(shè)備故障率相對較高，并需要經(jīng)常維護(hù)，不 宜用于頻繁起動的設(shè)備上。(2)自耦變壓器降壓起動：三相自耦變壓器(又稱補(bǔ)償器)的高壓 側(cè)接電網(wǎng)，低壓側(cè)接電動機(jī)，一般有多個分接頭，可選擇與不同起動 轉(zhuǎn)矩的負(fù)載相對應(yīng)的電壓比，在電動機(jī)起動至正常運(yùn)行后再將其切 除。其優(yōu)點(diǎn)是起動電壓可以選擇，如0.65、0.8或0.9UN，可以適應(yīng) 不同負(fù)載的起動要求；缺點(diǎn)是體積較大且重量大，價格

5、較高。(3)串接頻敏變阻器或水電阻實現(xiàn)起動：對于繞線式異步電動機(jī)， 在其轉(zhuǎn)子繞組上串接頻敏變阻器或水電阻來實現(xiàn)起動，待起動完成后 再將其頻敏變阻器或水電阻切除。但頻敏變阻器成本高，而水電阻損 耗大。.電子式軟起動器軟起動器是一種集電機(jī)軟起動、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，就可實現(xiàn)不同的功能。軟起動器和變頻器 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

6、改變電壓而且同時改變頻率；軟起動器實際上是個調(diào)壓器，用于電機(jī)起動時，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。目前的軟起動器一般有以下幾種起動方式：（1）限流式軟起動：限流起動就是在電動機(jī)的起動過程中限制其 起動電流不超過某一設(shè)定值的軟起動方式；主要用在輕載起動的負(fù)載 的降壓起動，其輸出電壓從零開始迅速增長，直到其輸出電流達(dá)到預(yù) 先設(shè)定的電流限定值然后在保持輸出電流左右。這種起動方式的優(yōu)點(diǎn) 是起動電流小，可按需要調(diào)整起動電流的限定值，對電網(wǎng)電壓影響小。 其缺點(diǎn)是在起動時難以知道電動機(jī)的起動壓降，故不能充分利用其壓 降空間來降低電壓，因此而損失起動轉(zhuǎn)矩，起動時啟動時間相對較長 的延時。（2）轉(zhuǎn)矩控制軟起動：

7、這種方式主要用于電動機(jī)的重載起動。它 是按電動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩線性上升的規(guī)律來控制輸出電壓。它的優(yōu)點(diǎn)是起 動平滑、柔性好，對拖動系統(tǒng)平穩(wěn)地進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)有利，同時可減少 對電網(wǎng)的沖擊，是適合的重載起動的最優(yōu)方式。它的缺點(diǎn)是起動時啟 動時間相對較長的延時（3）轉(zhuǎn)矩加突跳控制軟起動：與轉(zhuǎn)矩控制軟起動一樣也是適合用 于重載起動的場合。所不同的是在起動的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩來克服拖動 系統(tǒng)的靜轉(zhuǎn)矩，然后使轉(zhuǎn)矩平滑上升，可明顯縮短起動時間；但是轉(zhuǎn) 矩突跳會產(chǎn)生尖脈沖，對電網(wǎng)造成沖擊,干擾其它負(fù)荷的運(yùn)行，使用 時應(yīng)特別注意。(4)電壓控制軟起動：適用于輕載起動的場合，在保證起動壓降的前提下可使電動機(jī)獲得最大的起動轉(zhuǎn)矩，

8、可以一定限度地縮短起動 時間，電壓控制軟起動是輕載軟起動的最優(yōu)方式。二、軟起動器的適用場合.軟起動器的適用場合(1)生產(chǎn)設(shè)備精密，不允許起動沖擊，否則會造成生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品不 良后果的場合。(2)電動機(jī)功率較大，若直接起動，要求主變壓器容量加大的場合。(3)對電網(wǎng)電壓波動要求嚴(yán)格，對壓降要求10% UN的供電系統(tǒng)。(4)對起動轉(zhuǎn)矩要求不高，可進(jìn)行空載或輕載起動的拖動系統(tǒng)和設(shè) 備。.嚴(yán)格地講，在起動轉(zhuǎn)矩小于額定轉(zhuǎn)矩的50%的拖動系統(tǒng)才適合 使用軟起動器解決起動沖擊問題；對于需重載或滿載起動的設(shè)備，若 采用軟起動器起動，不但達(dá)不到減小起動電流的目的,反而會要求增 加軟起動器的晶閘管的容量，這樣會增加

9、成本；若操作不當(dāng),還有可 能燒毀其晶閘管；此時只能采用變頻軟起動。因為軟起動器調(diào)壓不調(diào) 頻,轉(zhuǎn)差功率始終存在,難免過大的起動電流;而變頻器采用調(diào)頻調(diào)壓 方式,可實現(xiàn)無過流的軟起動,且可提供1.22倍左右額定轉(zhuǎn)矩的起 動轉(zhuǎn)矩,特別適用于重載起動的設(shè)備。但是市場上同等容量的變頻器 的價格要比軟起動器的價格高得多了。.異步電動機(jī)的調(diào)壓調(diào)速：異步電動機(jī)的調(diào)壓調(diào)速屬低效調(diào)速方 式,因為在調(diào)速過程中始終存在轉(zhuǎn)差損耗,因此其調(diào)壓與調(diào)速有很大 的限制；并不是任何一臺普通的籠型電機(jī)加上一套晶閘管調(diào)壓裝置， 就可以實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速的。.要想實現(xiàn)調(diào)壓與調(diào)速，首先必須改變電動機(jī)的外特性,新的外 特性必須使電動機(jī)有一個寬廣而穩(wěn)定的調(diào)速范圍；一般要采用高轉(zhuǎn)差 率的電動機(jī)、交流力矩電機(jī)或在繞線式電機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組中串接電阻的