电动机软启动的应用

电动机软启动的应用

摘要：大功率电动机的直接启动，会冲击电网和机械设备，对电机自身和电网产生不利的影响，本文阐述了软启动器的工作原理和特点，以及在海上平台的应用。

关键词：软启动器注水泵启动系统改造

三相交流异步电机的启动方式多种多样。传统的起动方法如定子串电阻电抗、星-三角降压启动、自耦变压器降压等都属于有级启动的范畴．无法真正克服电机启动电流过大的问题。过大的启动电流不但会引起电机过热，影响其寿命，还会对周围的设备和电网造成冲击影响，而软启动器能限制启动电流，平滑启动过程，很好地实现了电机的无级启动。

旅大32-2平台共有四台注水泵，其中800KW两台，500KW两台。启动注水泵的瞬间发电机的电压和频率有所下降，虽然在发电机调速器和调压器的作用下，电压和频率值能够及时的恢复到额定值，但是对电网和其他电器设备产生了不利的影响。为了尽量避免电动机在起动过程中对电网以及对其它设备正常运行的影响，我们准备对这四台注水泵的启动系统进行改造，取消直接启动的方式，利用软启动器对注水泵进行降压平滑启动。

1.电动机几种启动性能比较

启动性能比较

2.软启动器的工作原理

软启动器作为软启动控制系统的核心设备，采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电机定子之间，通过控制电机端电压，达到调速和控制电机的目的。

使用软启动器启动电机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电机逐渐加速，直至晶闸管全部导通，电机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，从而避免启动时过流跳闸。待电机达到额定转速时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已经完成任务的晶闸管，为电机正常运转提供额定电压，从而降低晶闸管的热损耗，提高软启动器的使用寿命及工作效率。

根据控制方式的不同，软启动器分别对电压和电流进行检测并反馈给计算机进行闭环控制。如果采用转矩或电流控制方式，则采用电流检测单元对负载电流进行反馈并计算，通过控制晶闸管导通角来控制电动机的电压。

软启动器同时还提供软停车功能（软停车与软启动过程相反），此时电压逐渐降低，电机转速逐渐下降到零，从而避免了自由停车引起的转矩冲击。

软启动器的组成框图

3.软起动器的特点：

1.降低电机起动电流，降低配电容量，减少对电网的影响。

2.降低启动机械应力，降低起动时的力矩冲击，对电动机提供了

平滑的渐进的启动过程，降低了设备的振动和噪声，延长电动

机及相关机械设备的寿命。

3.启动参数可根据负载调整，达到最佳启动效果。

4.启动转矩电流、电压、时间等多种启动模式，可按负载不同灵

活设定，取得最佳的电流冲击和最佳的转矩控制特性及保护功

能，易于改善工艺、保护设备。

5.提供完善的电机保护，如：缺相，过流，过载等。

6.大电流无触点无级调压，调压范围宽、过载能力强，接触器触

点为无流合、断，延长接触器使用寿命。

7.提供外控及状态端子，便于异地控制或自动控制。

8.数码显示，键盘操作，方便用户监视数据，调整参数。

4.软启动器一般有以下几种启动方式：

（1）限流启动

限制电动机的启动电流，它主要是用在轻载启动的负载降低启动压降，但在启动时难以知道启动压降，不能充分利用压降空间，损失启动力矩，对电动机不利。

（2）斜坡电压启动

启动电压由小到大呈斜坡线性上升，它是将传统的降压启动从有级变成了无级，主要用在重载启动。它的缺点是初始转矩小，转矩特性抛物线型上升对拖动系统不利，且启动时间长有损于电机。

（3）转矩控制启动

它是使电动机的启动转矩由小到大线性上升，它的优点是启动平滑，

柔性好，对拖动系统有很好的保护，它的主要目的是保护拖动系统，延长拖动系统的使用寿命。同时降低电机启动时对电网的冲击，是最优的重载启动方式。

（4）转矩加突跳控制

与转矩控制启动基本相同，也是用在重载启动，不同的是在启动的瞬间用突跳转矩克服电机静转矩，然后转矩平滑上升，缩短启动时间。但是，突跳会给电网发送尖脉冲，干扰其他负荷，应用时要特别注意。

（5）电压控制启动

在保证启动压降下发挥电动机的最大启动转矩，尽可能的缩短了启动时间，是最优的轻载软启动方式。

在上述五种启动方式中，比较适用的启动方式是电压控制启动和转矩控制启动及转矩加突跳控制启动。

各种启动方式的过程曲线如图所示：

5.软启动的运行模式

（1）跨越运行模式方式

晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，电压斜坡分量可以完全忽略，这种方式常用于短时重复工作的电动机。

（2）接触器旁路工作模式

在电动机达到满速运行时，用旁路接触器取代已完成启动任务的软启动器，这样可以降低晶闸管的热损耗，提高系统的效率。在这种工作模式下，便有可能用一台软启动器启动多台电动机。

（3）节能运行模式

当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少了电极电流的励磁分量，从而提高了电动机的功率因数。

（4）调压调速模式

由于软启动器使用晶闸管调压原理来实现降压，它也可以做调压调速运行。由于电动机转子内阻很小，要得到大范围的调速，就需要在电动机转子中串入适当的电阻。

6.软启动器有四种停机方式：

（1）接切断电源，电机自由停车

（2）停机

（3）泵停机或非线性软制动

（4）动力制动

7.软启动器保护功能

（1）缺相保护

（2）相序错误保护

（3）过流保护

（4）欠流保护

（5）堵转保护

8.注水泵软启动系统改造

（1）PSP平台主配电间中压配电盘只有1个备用开关柜，并且主配电间也没有合适的位置来安装中压开关柜，所以无法采用1台软启动柜来启动多台注水泵的方式，而只能采用一带一的启动方式来启动注水泵。将软启动器串在注水泵交流接触器与注水泵电机之间，这样注水泵的控制回路就不需要做改动，改造相对简单。