软启动技术-知识点

电动机软启动应用技术
全压直接启动的缺点是启动电流大，从三相异步电动机固有机械特性可知，如果在额定电压下，直接启动三相异步电动机，电动机刚投入电网时，转子沿未开始转动，启动电流就是短路电流，由于最初启动瞬间主磁通，ΦM约减小到额定值的一半，限制短路电流的短路阻抗的数值一般很小，功率因数又很低，造成了启动电流相当大，而启动转矩并不大的结果。

启动转矩T s≥1.1Tl的条件下，电动机才能正常启动。

Ts=Kt*Tn=（0.9-1.3）Tn，某些异步电动机如绕线式三相异步电动机，Kt往往小于1，直接启动的启动转矩就不能够克服静阻力矩了。

直接启动有三个方面的影响，
1.变压器与电动机容量之比。

要减小启动电流来控制压降。

2.启动转矩。

要增大启动转矩。

3.负载机械工艺要求转矩冲击。

控制启动加速曲线。

增大启动转矩的方法有
1.增加极对数。

2.减小电源的频率。

3.适当加大转子电阻，但不能过度，否则启动转矩可能减小。

软启动分为
1.变频调速软启动。

2.降压启动。

（星三角；晶闸管；定子串电阻，电抗；转子串电阻，电抗；磁控式，自耦变压器等）
降压软启动可分为以下六类。

1.晶闸管软启动。

（包括了开关变压器软启动。

）
2.定子串电阻。

3.转子串电阻。

（无刷自控式启动器。

是转子串电阻抗一种变形。

）
4.星三角。

5.定子串电抗。

（磁控是一种可调的电抗）
6.自耦变压器。

从控制调节的连续性来分
1.有级，如星三角，自耦变压器启动，和定子串电阻。

2.无级的。

如定子串液阻，SCR为控制器件的晶闸管软启动，以磁饱和电抗器（SR）的磁控。

几种启动方式的特点。

1.星三角启动时，电机的端电压为1/√3，即57.7%的端电压。

而电机的启动转矩却只有1/3，33.3%的端电压。

2.延边三角启动。

大体同上。

一般电机端电压会设计的高于星三角启动时的端电压，这样启动转矩也会大于
星三角。

3.自耦降压启动。

电机的端电压和电机的启动转矩是一样的。

自耦变压器的变比为K的话，那么它的启动时
的电机端电压为1/K2，而电机的启动转矩也是1/K2。

因此它在启动中，转矩的损失是最小的，可以手动较
大的负载启动。

4.定子串固态电阻启动。

只在低压电机中有应用，在高压电机中，用的都是液态软启动。

5.定子串液态电阻启动。

它的本质是离子导电。

液阻的热容量大，极板的间距和电导率便于控制。

可以做到
启动平滑，无级，无冲击。

它不产生高次谐波是它最大的优点，还有就是它的成本是最低的。

它有以下的缺点：体积大；温升高，10-30度；启动的重复性差；控制功能低下，启动时间，停止时间，初始电压，限压范围等主要控制参数不能方便调节，要一套伺服机构，由于它和移动速度较慢，属于大已经是系统，响应比较慢；保护功能不全，无自检，过载保护，电流不平衡，断相等保护；维护难；安全性差；对环境温度要求较高；
6.热变电阻。

7.定子串电抗器。

由于它本身会降低一定的功率因素，因此只能是在空载或是很轻负载下作为启动。

8.磁控电抗式软启动。

它有三对交流绕组，（每相一对，）和一个共用的直流励磁绕组，因为交流绕组会在直
流励磁绕组上感应出电动势，后者会影响励磁回路的运行，每相用一对交流绕组就是要抵消这种影响。

它的启动转矩比晶闸管的小。

9.转子回路串固定电阻启动。

10.转子串频敏电阻启动，频敏变阻器中铁损耗的大小和频率的平方成正比，频率越低，损耗越小，电阻也越
小。

11.无刷自控式启动器，实际也是转子串液阻，只是液阻箱直接装在转子轴上，利用电机转子旋转时，产生的
离心力来自动调节极板间的距离，因此，其启动特性就同热变。

12.变频启动。

它启动转矩大，功率因数高。

因为电机的功率因数与工作频率有关，在电机低速时，工频电源
下的功率因数远低于低频电源下的功率因数。

它能够输出较高的功率因数，和较高的转矩。

有良好的动静态性能。

它不适于频繁启停的场合。

故障率高，高频电磁污染大，对电机电缆的绝缘损害大。

工作环境要求较严。

13.晶闸管软启动。

启动时，使晶闸管的导通角从0度开始，逐渐增大。

它的体积小，寿命长，十年；安全可
靠；启动重复性好。

但是它的高次谐波含量高。

对于绕线式电机无所作为。

14.
对于电机软启动的综合评价有以下数据
1.启动转矩。

2.过载能力。

3.启动电流。

4.启动过程中电网的最大压降。

5.启动停的平滑性，稳定性。

6.启动停止时的高次谐波含量。

7.价格。

8.允许启动频率。

9.体积，重量。

10.控制的响应速度。

11.环境的适应性。

12.重复启动时的一致性。

13.启动方式多样性。

14.对负载的适应。

15.启停参数方便可调性。

16.装置本身及电机的保护。

17.启停噪声。

18.启停的功耗。

19.启动装置辅助电源功率。

20.是否容易实现自动控制。

21.通信功能，便于实现分布式控制。

22.可靠性。

23.安装和维护的方便性。

现在晶闸管做到了4600A，8500V，直径150MM。

中国做到的是3000A，6000V相当成熟。

现在研制出了转矩闭环等控制方式。

一些特殊的场合也有转速闭环。

电磁转矩与下列参数成正比。

1.相数，也就是极对数。

M1
2.电流的平方。

3.转子等效电阻。

R2
电磁转矩与转差率成反比。

m1*I22 *(R2/S)*(1-S) m1*I22 *(R2/S)*(1-S) m1*I22 *(R2/S) Te=PΩ/w= —————————=Pe/ w1= ——————————= —————————（2n∏/60）（2n1∏/60）(1-S) （2n1∏/60）
PΩ——机械功率。

Pe——电磁功率
W——机械旋转角速度。

W1——同步机械旋转角速度。

M1——相数。

N——旋转速度。

N1——同步转速。

转子的功率因数和下面的参数有关。

1.与转差率成反比、
2.与转子等效电抗成反比。

3.与转子等效电阻成正比。

转子电流与下面的参数有关。

1.与电源电压成正比。

2.与定子，转子等效电阻成反比。

3.与转差率成正比。

4.与定子，转子等效电抗之和的平方成反比。

电机的特性的机械特性可分为两段。

一段为S=1-Se，这一段曲线类似双曲线，实际上就是电机的启动过程区域。

这是一个不稳定工作区。

另一段是S=Se-S0，这是电机的正常工作段。

最大转矩与额定转矩之比，为过载能力。

1.最大转矩与电网电压的平方成正比。

2.近似与漏电抗成反比。

3.最大转矩的位置由转子电阻值决定。

4.最大转矩的值与转子电阻值无关。