軟啓動

軟啓動器（soft starter）是一種集電機軟起動、軟停車、多種保護功能於一體的新穎電機控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構成是串接於電源與被控電機之間的三相反並聯晶閘管及其電子控制電路。運用不同的方法，控制三相反並聯晶閘管的導通角，使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實現不同的功能。軟起動器和變頻器是兩種完全不同用途的產品。變頻器是用於需要調速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率；軟起動器實際上是個調壓器，用於電機起動時，輸出只改變電壓並沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動器功能，但它的價格比軟起動器貴得多，結構也複雜得多。電動機軟起動器是運用串接於電源與被控電機之間的軟啓動器，控制其內部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數關係逐漸上升，直至啓動結束，賦予電機全電壓，即為軟啓動，在軟起動過程中，電機起動轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加。

軟起動一般有下面幾種起動方式：

（1）斜坡升壓軟起動；

（2）斜坡恆流軟起動；

（3）階躍起動；

（4）脈衝衝擊起動；

軟啓器採用三相反並聯晶閘管作為調壓器，將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啓動器啓動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現平滑啓動，降低啓動電流，避免啓動過流跳閘。待電機達到額定轉速時，啓動過程結束，軟啓動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管，為電動機正常運轉提供額 定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啓動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網避免了諧波污染。軟啓動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啓動過程相反，電壓逐漸降低，轉速逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉矩衝擊。

軟啓動器在起動電機時，通過逐漸增大晶閘管導通角，使電機起動電流從零線性上升至設定值。對電機無衝擊，提高了供電可靠性，平穩起動，減少對負載機械的衝擊轉矩，延長機器使用壽命。

即平滑減速，逐漸停機，它可以克服瞬間斷電停機的弊病，減輕對重載機械的衝擊，避免高程供水系統的水錘效應，減少設備損壞。

根據負載情況及電網繼電保護特性選擇，可自由地無級調整至最佳的起動電流。

當前我國經濟已經進入了一個新的發展階段，大型企業和大型裝備越來越多，大型電機（5000kW～60000kW）的應用越來越多，大型電機的起動方法也越來越受到人們的重視。

社會發展是有階段性的。在不同階段，人們的生產手段、生產工具和生活用品都有很大的不同。上世紀80～90年代，我國的經濟實力尚較薄弱，當時的小水泥和小鋼鐵發展很快，1000kW～4000kW電機的應用增長很快，與當時的經濟基礎相適應的液態起動裝置出現，它經濟實用，解決了電機起動中的一些問題。對當時的經濟發展起到了一定的作用。到世紀之交時期，我國經濟實力已有較大的發展，生產手段和生產工具亦有了較大發展，電機容量也有了很大增長，人們開始不滿足液態起動裝置的低性能，於是晶閘管串聯式（固態）軟起動裝置的應用開始增加，繼而又出現了開關變壓器式軟起動裝置和磁飽和電抗器式（磁控）起動裝置，變頻裝置用於電機軟起動的情況也越來越多，當前這四種產品是大型電機起動市場的主流產品，液態起動裝置則應用在小型（5000kW以下）電機上較多。另外，兩種老式起動方法（自耦變壓器和變壓器-電動機組）也常常出現在20000kW以下電機的起動上。

大型電機驅動的設備一般都是企業的核心設備，直接影響企業的生產狀況，因此人們應該對其起動給予特別的關注，合理的選擇起動裝置將給企業帶來很大的經濟效益。但是電機起動技術畢竟不是一個企業的核心技術，許多企業的電氣工作者很少有時間來研究各種起動方法之間的差別，往往會造成不恰當的選擇，有時甚至不得不做出第二次選擇，給企業造成不應有的損失。因此，如實地説明各種起動方法的性能及其差別是非常重要的。

電動機直接全壓起動的危害性及軟起動好處

⒈ 引起電網電壓波動，影響同電網其它設備的運行

交流電動機在全壓直接起動時，起動電流會達到額定電流的4~7倍，當電機的容量相對較大時，該起動電流會引起電網電壓的急劇下降，影響同電網其它設備的正常運行。

軟起動時，起動電流一般為額定電流的2~3倍，電網電壓波動率一般在10%以內，對其它設備的影響非常小。

⒉ 對電網的影響

對電網的影響主要表現在兩個方面：

①超大型電機直接起動的大電流對電網的衝擊幾乎類似於三相短路對電網的衝擊，常常會引發功率振盪，使電網失去穩定。

②起動電流中含有大量的高次諧波，會與電網電路參數引起高頻諧振，造成繼電保護誤動作、自動控制失靈等故障。

軟起動時起動電流大幅度降低，以上影響可完全免除。

⒊ 傷害電機絕緣，降低電機壽命

①大電流產生的焦耳熱反覆作用於導線外絕緣，使絕緣加速老化、壽命降低。

②大電流產生的機械力使導線相互摩擦，降低絕緣壽命。

③高壓開關合閘時觸頭的抖動現象會在電機定子繞組上產生操作過電壓，有時會達到外加電壓的5倍以上，這樣高的過電壓會對電機絕緣造成極大傷害。

軟起動時，最大電流降低一半左右，瞬間發熱量僅為直起的1/4左右，絕緣壽命會大大延長；軟起時電機端電壓可以從零起調，可完全免除過電壓傷害。

⒋電動力對電機的傷害

大電流在電機定子線圈和轉子鼠籠條上產生很大的衝擊力，會造成夾緊鬆動、線圈變形、鼠籠條斷裂等故障。

軟起動時，由於最大電流小，則衝擊力大大減輕。

⒌ 對機械設備的傷害

全壓直接起動時的起動轉矩大約為額定轉矩的2倍，這麼大的力矩突然加在靜止的機械設備上，會加速齒輪磨損甚至打齒、加速皮帶磨損甚至拉斷皮帶、加速風葉疲勞甚至折斷風葉等等。

軟起動的轉矩不會超過額定轉矩，上述弊端可以完全克服。

當採用減壓起動時，上述危害只有一定程度的降低；當採用軟起動時，上述危害幾乎完全消失；獨立變壓器供電方式直接起動只能在電網電壓波動方面有所緩解，而其它方面的危害都照樣存在。

超大型電動機的價值都很高，在生產中也都起着核心作用。它的一點故障便會造成很大的經濟損失，對它採用完善的保護是非常必要的。比如説對一台電機我們不能指望它的各處絕緣都是完全一致的，可能在某一點就有個薄弱環節，出廠試驗時它能通過，但在長時間的衝擊下這個薄弱環節會逐漸首先顯露出來，使其壽命縮短。如果我們採取軟起動，則可以大大延長電機的使用壽命，這兩種方案哪一個合算呢？這是顯而易見的。

節能運行模式：輕載時降低電壓減少了激磁電流，電機電流分為有功分量和無功分量（激磁分量）提高COS∮。

節能運行模式：當電動機負載輕時，軟啓動器在選擇節能功能的狀態下，PF開關熱撥至Y位，在電流反饋的作用下，軟啓動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數（COS∮）。（國產軟啓動器多無此功能）在接觸器旁路狀態下無法實現此功能。TPF開關提供了節能功能的兩種反應時間；正常、慢速。節能運行模式：自動節能運行。（正常、慢速兩種反應速度）空載節能40%，負載節能5%。

平時注意檢查軟起動的環境條件，防止在超過其允許的環境條件下運行。注意檢查軟起動器周圍是否有妨礙其通風散熱的物體，確保軟起動器四周有足夠的空間（大於150mm）。

定期檢查配電線端子是否鬆動，櫃內元器件有否過熱、變色、焦臭味等異常現象。

定期清掃灰塵，以免影響散熱，防止晶閘管因温升過高而損壞，同時也可避免因積塵引起的漏電和短路事故。

清掃灰塵可用乾燥的毛刷進行，也可用於皮老虎吹和吸塵器吸。對於大塊污垢，可用絕緣棒去除。若有條件，可用0.6MPa左右的壓縮空氣吹除。

平時注意觀察風機的運行情況，一旦發現風機轉速慢或異常，應及時修理（如清除油垢、積塵，加潤滑油，更換損壞或變質的電容器）。對損壞的風機要及時更換。如果在沒有風機的情況下使用軟起動器，將會損壞晶閘管。

如果軟起動使用環境較潮濕或易結露，應經常用紅外燈泡或電吹風烘乾，驅除潮氣，以避免漏電或短路事故的發生。 ^[2]