软启动技术在电机控制中的应用

倪洋

摘 要：以往在电机控制过程中，常用的电动机的启动方式有两种：全压直接启动和降压启动，随着科学技术的创新，软启动技术凭借其优异的性能在如今的电机控制中日益广泛的被应用，正逐渐取代传统的启动方式。本文就软启动技术在电机控制中的应用进行浅析。

关键词：软启动技术；电机控制；直接启动；降压启动

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.156

0 前言

电气传动需要交流异步电动机，在以往的电机控制过程中，对于交流异步电动机的常见启动方式有两种：全压直接启动方式和降压启动方式，但是这两种方式存在一定局限性，在某些特殊情况下，难以起到应有的作用，电气工作者们开始找寻更加高效合理的电机启动方式。而随着变频技术和软启动技术的不断进步，交流异步电动机的启动找到新方法，软启动技术被运用到电机启动中，正逐步取代全压直接启动和降压启动的传统方式，受到电气工作者的普遍认可。

1 传统弊端启动方式存在的弊端

1.1 全压直接启动方式

在交流异步电动机的控制中，全压直接启动方式是最简单的启动方式，这种启动方式只需要利用接触器直接把电动机接进电网，就可以启动交流异步电动机。这种启动方式的优势在于，启动需求条件少，启动快速，但与此同时，这种传统的启动方式也存在诸多弊端。由于是全压直接启动，所以起动电流过大，在空载状态下，起动电流就已远远高于额定电流，而在带负载情况下，这个数值将会更高，会对电网造成不良影响，迫使电网电压变低，干扰其它电气设备的常规运行，情况严重时，还会引起保护元件动作，也就是跳闸现象。此外，启动时电流数值过高，会使电动机温度升高，影响电机安全性能，进而降低电动机使用年限。传统的全压直接启动方式不仅在安全性能方面存在巨大隐患，对于电机的启动在变压器容量、额定电压电压降、功率等诸多方面，还有许多的限制条件，必然会被更先进启动方式取代[1]。

1.2 降压启动方式

相比于全压直接启动方式，降压启动方式可以降低启动电流，但电机的启动转矩也会因此变低，而且这种启动方式无法应用中在设备负载过大的情况下。常见的降压方法有：星形/三角形启动器，自耦变压器的降压启动、磁控软启动器和三角形启动等。在如果电动机常规运行状态下，运用的是三角形定子绕组，可以采用星形三角形启动器方法，这种方法也不需要过多的设备条件，而且在控制过程中能量消耗偏低，而这种方式的弊端在于，出现故障的可能性偏高，必须时常加以维修检查，设备不能频繁启动。如果起动电流和转矩的数值偏高，也会阻碍电机的作用。而自耦变压启动虽可满足不同负载要求，但是自耦变压器的体积、重量过大，启动过程中会损耗过多材料，性能不稳定导致故障频繁，而且维修成本过高[2]。

2 软启动技术在电机控制中的应用

2.1 软启动技术

伴随电子技术的进步和自动化技术的不断革新，在电机控制领域，开发出了丰富多样的新型电气启动设备，优化了异步电动机的控制过程。运用先进技术的软启动器在主回路大多选择的是晶闸管调压电路，也就是有六个晶闸管，每两个晶闸管都是并联在一起，然后一起通过串接的方式连接在电机上，电机使用的三相供电。这种软启动的流程是：启动器中的自动化控制系统负责接收指令，随后会自动开始计算过程，如果计算结果达到触发要求，晶闸管就会发出信号，再遵照启动器的规定模式对电压进行调节，实现了控制电机的启动。结束启动后，接触器就会动作，晶闸管跳闸，使电动机可以直接参与到电网工作，极大降低了电能损失[3]。

2.2 电机控制中的软启动方式

软启动方式的实质就是按已设定好的流程实行降压启动。常见的软启动器的启动模式有：在负载较轻的情况下，可采用限流启动方式，限流启动方式就是把电机的起动电流控制在一定数值以下，设定输出电压从零开始，然后不断上升，当输出电流的数值到达预定数值时，输出电流维持不变，然后电压加大到额定数值，可以快速提升电机运转速度到额定数值。这种方式可灵活调整启动电流，而且对电网电压无不良影响，但不足在于难以掌握压降数值，启动过程较复杂；电压控制启动同样可运用于较轻负载的情况，这种方式在维持启动压降在稳定范围内的同时，还可以尽大提升电机的起动转矩，大幅降低启动时间，是负载较轻的情况下，最高效合理的启动方式[4]。电压斜坡启动方式可用于负载过重的电机启动，但是启动较慢，影响电机安全；同样用于重载启动的还有转矩控制启动，这种方式启动平稳，可以稳定的拖动电机系统，对电网影响较小，是最合理有效的重载启动，不过这种启动方式也有不足仍待改善，就是是起动过程过慢，耗时过长。

2.3 电机控制中软启动技术应用的注意事项

软启动器的在电机控制中的应用还需要注意一下几点，软启动器在启动过程中要避免冲击，因此对生产设备的精密性有着极高的要求。如果电机的功率过高，则变压器必须加大容量。软启动器可根据启动转矩进行灵活调整，但是对电网电压有很多限制因素。如果设备满载，则不适宜用软启动器，否则不仅无法有效的降低电流，反而会加大设备成本，如果在操作过程中出现失误，甚至可能会造成晶闸管损坏。这种情况下可以使用价格偏高的变频软启动，变频软启动调压方式无过流，在用于负载较重的设备启动时，有着更好的效果。在电动机的控制过程中应用软启动，可以有效降低机械应力，降低对传动元件冲击，提升设备的利用效率，进一步提高生产效率。

3 结语

虽然在交流异步电机的启动中，全压直接启动方式和降压启动方式仍在大范围应用，但性能更加优异的软启动技术正受到更多的认可，在大多数情况下电机控制工作中，软启动技术相比传统方式成本更低、效率更高，更大限度的開发电机潜能，增高生产工作的效率和质量。

参考文献：

[1]王思奇.软启动技术在电机控制中的应用[J].佳木斯职业学院学报，2016，03（05）：482-483.

[2]刘伟.基于软启动技术的应用研究[J].科技展望，2016，34（08）：100.

[3]沈杰，尤戈，高挺峰.几种常见的软启动技术及其特性比较解析[J].化工管理，2016，32（04）：236.

[4]李沛霞.电子软启动器启动原理及应用[J].科技视界，2015，19（06）：224+292.