变频器和软启动器的区别

变频器和软启动器的区别

变频器

定义：把电压、频率固定不变的交流电变换成电压、频率可变的交流电的变换器称为变频器。

变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。

作用：降低电机启动时造成的冲击载荷，控制电机速度，把启动时间拉长，把电流变平缓，达到软启动的目的，同时还能提高电网及电动机的效率。实际上，变频器主要用在节能方面，通过调节，改变输出电压、电流、频率。一般调速算的电机使用变频器.

软启动器

定义及作用：它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路。串接于电源与电动机定子之间，利用晶闸管的移相控制原理控制其部的晶闸管触发导通角实现交流调压，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。直至达到满足启动转矩的要求而结束启动过程，此时旁路接触器接通（避免电机在运行中对电网形成谐波污染，延长晶闸管寿命），电机进入稳态运行状态，停车时先切断旁路接触器，然后由软启动器晶闸管导通角由大逐渐减小，使三相供电电压逐渐减小，电机转速由大逐渐减小到零，停车过程完成。起动时无冲击电流，通过逐渐增大晶闸管导通角，使起动电流从零线性上升至设定值。软启动器在启动电机之后退出系统，失去保护功能

软起动器具有哪些保护功能？

（1）过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。

（2）缺相保护功能：工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。

（3）过热保护功能：通过软起动器部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。

（4）其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。

区别：

（1）软启动器用于需降压启动和软停车的场合，电机的额定转速不变。变频器用于需要调速，恒压的地方，频率决定额定转速。软启动和变频器最大的区别就是变频器可以任意设定运行频率，而启动器只起到软起软停作用。

（2）变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流，同时使电机启动转矩达到其最大转

矩，即变频器可以启动重载负荷。

软启动只改变输出电压，不改变频率，也就是不改变电机运行曲线上的n0，而是加大该曲线的陡度，使电机特性变软。当n0不变时，电机的各个转矩（额定转矩、最大转矩、堵转转矩）均正比于其端电压的平方，因此用软启动大大降低电机的启动转矩，所以软启动并不适用于重载启动的电机。

（3）变频器可以实现恒转距启动,就是说在低速下可以有和高速相同的转距,而软启动是无法实现的。

（4）软启动的作用仅仅是区别于硬启动的一种启动方式，相当于降压启动器。变频可以实现软启动，但是不限于启动，可以工作在非工频状态。

（5）变频器里面的功率器件是IGBT，以适合电动机的频率长时间运行；而软启目前多数用的是可控硅元件，通过设置界面设置启动时间和初始电压等参数，一旦启运完成（到工频）后立即跳开软启动回路，旁路接触器吸合，接入工频运行。

软启动器节能原理：

电动机属感性负载，电流滞后电压，大多数用电器都属此类。为了提高功率因数须用容性负载来补偿，并电容或用同步电动机补偿。降低电动机的激磁电流也可提高功率因数（HPS2节能功能，在轻载时降低电压，使激磁电流降低，使COS∮提高）。节能运行模式：轻载时降低电压减少了激磁电流，电机电流分为有功分量和无功分量（激磁分量）提高COS∮。

节能运行模式：当电动机负载轻时，软启动器在选择节能功能的状态下，PF开关热拨至Y 位，在电流反馈的作用下，软启动器自动降低电动机电压。减少了电动机电流的励磁分量。从而提高了电动机的功率因数（COS∮）。（国产软启动器多无此功能）在接触器旁路状态下无法实现此功能。TPF开关提供了节能功能的两种反应时间；正常、慢速。节能运行模式：自动节能运行。（正常、慢速两种反应速度）空载节能40%，负载节能5%。

变频器的直接作用：通过改变电动机的电压和频率，使电机的速度可以无极调节。

软启动节能：由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于(4-7)倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。功率因数补偿节能：无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由

公式P=S╳COSФ，Q=S╳SINФ，其中S－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，

使用变频调速装置后，由于变频器部滤波电容的作用，COSФ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。

变频器分类

按电路结构分

（1）交—交变频器

把频率固定的交流电源直接变换成频率连续可调的交流电源。其主要优点是没有中间环节，故变换效率高。但其连续可调的频率围窄，一般为额定频率的l／2以下，故它主要用于容量较大的低速拖动系统中。

（２）交—直—交变频器

先把频率固定的交流电整流成直流电，再把直流电逆变成频率连续可调的三相交流电。在这类装置中，用不可控整流，则输入功率因数不变；用PWM逆变，则输出谐波可以减小。（体积小，重量轻，在采用矢量控制时系统性能好。缺点：不能回馈制动）

变频器按其供电电压可分为低压变频器（220V和380V），中压变频器（660V和1140V）和高压变频器（3kv,6kv,6.6kv,10kv）

什么是高压变频器？

输出3KV~13.8KV电压的变频器称为高压变频器.国外称为中压变频器, 国称为高压, 主要是与低压变频器相对而言的.

为什么采用高压变频器？

一.降低成本

1.风机，水泵，压缩机的节能

2.减少机械设备的维护费用

3.延长机械设备的使用寿命

二.改善过程控制

1.提高产量

2.增强适用性

3.适于各种环境

4.适用于重载启动恒转矩负载情况，比如皮带机

三.在质量较差的电网系统启动大型电机

1.消除电压波动

2.减少冲击电流

3.比降压启动器更大的启动力矩

常用高压变频器分类

1、按输出电压方式

高高型：直接输出高压，变频器输出没有升压变压器

高低高型：中间使用低压变频器，后面升压变压器

2、按中间环节类型

电压源：中间直流环节为电容

电流源：中间直流环节为电感

3、按逆变器电路结构型式

三电平(中心点钳位)

GTO/SGCT电流源型逆变器

功率单元电压串联结构（ROBICON）

按直流电源的性质可分为电流型变频器和电压型变频器

电压型与电流型有什么不同？

变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。