軟啟動技術在電機控制中的應用

倪洋

摘 要：以往在電機控制過程中，常用的電動機的啟動方式有兩種：全壓直接啟動和降壓啟動，隨著科學技術的創新，軟啟動技術憑借其優異的性能在如今的電機控制中日益廣泛的被應用，正逐漸取代傳統的啟動方式。本文就軟啟動技術在電機控制中的應用進行淺析。

關鍵詞：軟啟動技術；電機控制；直接啟動；降壓啟動

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

0 前言

電氣傳動需要交流異步電動機，在以往的電機控制過程中，對于交流異步電動機的常見啟動方式有兩種：全壓直接啟動方式和降壓啟動方式，但是這兩種方式存在一定局限性，在某些特殊情況下，難以起到應有的作用，電氣工作者們開始找尋更加高效合理的電機啟動方式。而隨著變頻技術和軟啟動技術的不斷進步，交流異步電動機的啟動找到新方法，軟啟動技術被運用到電機啟動中，正逐步取代全壓直接啟動和降壓啟動的傳統方式，受到電氣工作者的普遍認可。

1 傳統弊端啟動方式存在的弊端

1.1 全壓直接啟動方式

在交流異步電動機的控制中，全壓直接啟動方式是最簡單的啟動方式，這種啟動方式只需要利用接觸器直接把電動機接進電網，就可以啟動交流異步電動機。這種啟動方式的優勢在于，啟動需求條件少，啟動快速，但與此同時，這種傳統的啟動方式也存在諸多弊端。由于是全壓直接啟動，所以起動電流過大，在空載狀態下，起動電流就已遠遠高于額定電流，而在帶負載情況下，這個數值將會更高，會對電網造成不良影響，迫使電網電壓變低，干擾其它電氣設備的常規運行，情況嚴重時，還會引起保護元件動作，也就是跳閘現象。此外，啟動時電流數值過高，會使電動機溫度升高，影響電機安全性能，進而降低電動機使用年限。傳統的全壓直接啟動方式不僅在安全性能方面存在巨大隱患，對于電機的啟動在變壓器容量、額定電壓電壓降、功率等諸多方面，還有許多的限制條件，必然會被更先進啟動方式取代[1]。

1.2 降壓啟動方式

相比于全壓直接啟動方式，降壓啟動方式可以降低啟動電流，但電機的啟動轉矩也會因此變低，而且這種啟動方式無法應用中在設備負載過大的情況下。常見的降壓方法有：星形/三角形啟動器，自耦變壓器的降壓啟動、磁控軟啟動器和三角形啟動等。在如果電動機常規運行狀態下，運用的是三角形定子繞組，可以采用星形三角形啟動器方法，這種方法也不需要過多的設備條件，而且在控制過程中能量消耗偏低，而這種方式的弊端在于，出現故障的可能性偏高，必須時常加以維修檢查，設備不能頻繁啟動。如果起動電流和轉矩的數值偏高，也會阻礙電機的作用。而自耦變壓啟動雖可滿足不同負載要求，但是自耦變壓器的體積、重量過大，啟動過程中會損耗過多材料，性能不穩定導致故障頻繁，而且維修成本過高[2]。

2 軟啟動技術在電機控制中的應用

2.1 軟啟動技術

伴隨電子技術的進步和自動化技術的不斷革新，在電機控制領域，開發出了豐富多樣的新型電氣啟動設備，優化了異步電動機的控制過程。運用先進技術的軟啟動器在主回路大多選擇的是晶閘管調壓電路，也就是有六個晶閘管，每兩個晶閘管都是并聯在一起，然后一起通過串接的方式連接在電機上，電機使用的三相供電。這種軟啟動的流程是：啟動器中的自動化控制系統負責接收指令，隨后會自動開始計算過程，如果計算結果達到觸發要求，晶閘管就會發出信號，再遵照啟動器的規定模式對電壓進行調節，實現了控制電機的啟動。結束啟動后，接觸器就會動作，晶閘管跳閘，使電動機可以直接參與到電網工作，極大降低了電能損失[3]。

2.2 電機控制中的軟啟動方式

軟啟動方式的實質就是按已設定好的流程實行降壓啟動。常見的軟啟動器的啟動模式有：在負載較輕的情況下，可采用限流啟動方式，限流啟動方式就是把電機的起動電流控制在一定數值以下，設定輸出電壓從零開始，然后不斷上升，當輸出電流的數值到達預定數值時，輸出電流維持不變，然后電壓加大到額定數值，可以快速提升電機運轉速度到額定數值。這種方式可靈活調整啟動電流，而且對電網電壓無不良影響，但不足在于難以掌握壓降數值，啟動過程較復雜；電壓控制啟動同樣可運用于較輕負載的情況，這種方式在維持啟動壓降在穩定范圍內的同時，還可以盡大提升電機的起動轉矩，大幅降低啟動時間，是負載較輕的情況下，最高效合理的啟動方式[4]。電壓斜坡啟動方式可用于負載過重的電機啟動，但是啟動較慢，影響電機安全；同樣用于重載啟動的還有轉矩控制啟動，這種方式啟動平穩，可以穩定的拖動電機系統，對電網影響較小，是最合理有效的重載啟動，不過這種啟動方式也有不足仍待改善，就是是起動過程過慢，耗時過長。

2.3 電機控制中軟啟動技術應用的注意事項

軟啟動器的在電機控制中的應用還需要注意一下幾點，軟啟動器在啟動過程中要避免沖擊，因此對生產設備的精密性有著極高的要求。如果電機的功率過高，則變壓器必須加大容量。軟啟動器可根據啟動轉矩進行靈活調整，但是對電網電壓有很多限制因素。如果設備滿載，則不適宜用軟啟動器，否則不僅無法有效的降低電流，反而會加大設備成本，如果在操作過程中出現失誤，甚至可能會造成晶閘管損壞。這種情況下可以使用價格偏高的變頻軟啟動，變頻軟啟動調壓方式無過流，在用于負載較重的設備啟動時，有著更好的效果。在電動機的控制過程中應用軟啟動，可以有效降低機械應力，降低對傳動元件沖擊，提升設備的利用效率，進一步提高生產效率。

3 結語

雖然在交流異步電機的啟動中，全壓直接啟動方式和降壓啟動方式仍在大范圍應用，但性能更加優異的軟啟動技術正受到更多的認可，在大多數情況下電機控制工作中，軟啟動技術相比傳統方式成本更低、效率更高，更大限度的開發電機潛能，增高生產工作的效率和質量。

參考文獻：

[1]王思奇.軟啟動技術在電機控制中的應用[J].佳木斯職業學院學報，2016，03（05）：482-483.

[2]劉偉.基于軟啟動技術的應用研究[J].科技展望，2016，34（08）：100.

[3]沈杰，尤戈，高挺峰.幾種常見的軟啟動技術及其特性比較解析[J].化工管理，2016，32（04）：236.

[4]李沛霞.電子軟啟動器啟動原理及應用[J].科技視界，2015，19（06）：224+292.