王增强三相异步电动机软启动
三相异步电机的软启动及回路设计
三相异步电机的软启动及回路设计1. 引言1.1 三相异步电机的软启动及回路设计三相异步电机的软启动及回路设计在现代工业生产中起着至关重要的作用。
随着电机的使用频度不断增加，软启动技术逐渐成为电机启动的主流方式。
软启动是指在启动电机时，通过逐渐增加电机的电压和频率，使电机平稳启动，避免了传统直接启动时电机受到的冲击和振动，延长了电机的使用寿命。
软启动技术有多种方式，包括电压变频软启动、电流限制软启动、降压软启动等。
相比于直接启动，软启动具有启动平稳、保护电机和降低能耗的优势。
设计软启动系统时，需要考虑电机的额定功率、额定电压、负载特性等因素，以确保启动效果最佳。
回路设计在三相异步电机的软启动中也扮演着重要角色。
良好的回路设计可以有效减小电机启动时的电压波动和谐波干扰，提高系统的稳定性和可靠性。
回路设计的具体步骤包括确定电机的负载特性、选择合适的软启动方式、配置合适的保护装置等。
三相异步电机的软启动及回路设计在现代工业中具有重要意义，能够提高电机的使用效率和稳定性，延长电机的寿命，为工业生产的发展做出积极贡献。
2. 正文2.1 软启动的原理与作用软启动是一种电机启动的方法，通过逐步增加电机的电压和电流，来减小电机启动时的冲击和压力。
其原理和作用主要有以下几点：软启动可以减少电机启动时的电流冲击。
在传统的直接启动方式下，电机启动时需要瞬间吸收很大的电流，会对电网和设备造成较大的冲击，甚至会引起电网跳闸。
而软启动则可以通过逐步增加电压和电流的方式，使电机启动过程更加平稳，减少电网的冲击。
软启动可以延长电机的寿命。
电机在启动时受到的冲击和压力会对电机的绝缘、轴承等部件造成损坏，进而影响电机的寿命。
通过软启动可以减小这些冲击，保护电机的各个部件，延长电机的使用寿命。
软启动还可以提高电机的效率。
在传统的直接启动方式下，由于启动时的冲击会导致电机运行不稳定，效率较低。
而软启动能够使电机启动过程更加平稳，提高电机的运行效率。
SIEMENS 3RW34 电子式软起动器 用户说明书
用户指导手册
1
危险电压 危害生命和重伤身体 或损坏财产
危险
在进行维修工作之前，必须彻底而全部地断开软起动器并将其 接地。在安装、投运或维修软起动器之前，必须阅读和理解这 本使用手册。只允许具有职业资格的人员进行维修工作。在维 修软起动器时使用不允许的零部件或者让无职业资格的人员去 检修软起动器就有可能导致人员死亡、重伤、损坏软起动器或 财产损失。必须遵守本手册中所述的安全守则以及有关的标准。
4.3 安装时的安全措施 ................................................ 13
4.4 布线总则 .............................................................. 14
4.5 电网连接和电动机连接 ......................................... 19
表格的目录
表格
页
1 在 TU = 40°C 时的电动机额定功率 (kW) ................. 10
2 在 TU = 50°C 时的电动机额定功率 (Hp) .................. 11
3 在 TU = 60°C 时的电动机额定功率 (kW) ................. 12
6 电动机在降压时的典型转速 / 转矩 - 特性曲线 ............ 8
7 在软起动与自然制动直至停止运转时，以时
间为函数的电压与转速－特性曲线 ........................... 9
8 在软起动与软制动时的电压和转速特性曲线 ............. 9
9 电感性用电设备的去干扰 ......................................... 16
三相异步电机的软启动及回路设计
三相异步电机的软启动及回路设计三相异步电机是工业生产中常见的一种电动机，它具有启动电流大、启动冲击大的特点，为了避免对电网和设备造成损害，通常需要采取软启动措施。
本文将介绍三相异步电机的软启动原理和回路设计。
一、软启动原理三相异步电机的软启动是通过控制电机的起始电压和起始电流来实现的。
在电机启动过程中，首先通过控制器向电机提供较低的电压，逐步增加电压，使电机缓慢启动，不会造成电网和设备的冲击和损坏。
软启动的原理主要包括以下几个方面：1. 电压控制：采用变压器或者电压控制器逐步提供电压，使电机从零启动到额定电压，减小了电机的启动冲击。
2. 电流控制：通过控制器对电机的电流进行监测和控制，避免电机启动时的大电流冲击。
3. 时间控制：设定启动时间，保证电机在一定时间内完成启动过程，实现缓慢启动。
软启动可以有效降低电网和设备的损坏风险，延长电机的使用寿命，提高设备的可靠性和稳定性。
二、软启动回路设计在实际应用中，通常需要设计软启动回路来实现对三相异步电机的软启动。
软启动回路的设计需要考虑电机的额定功率、起动过程中的电流波形和起动时间等因素，下面将介绍一种典型的软启动回路设计方案。
3. 控制器：采用专门的软启动控制器，通过对电压和电流的控制，实现对电机启动过程的精确控制。
5. 过载保护：在软启动回路中添加过载保护装置，当电机出现过载或者短路时，立即切断电源，保护电机和设备。
6. 自动复位：设置自动复位功能，当电机启动失败或者出现故障时，自动复位并重新启动，保证设备的正常运行。
通过合理设计软启动回路，可以实现对三相异步电机的软启动，提高设备的可靠性和安全性，减小对电网和设备的冲击。
在实际应用中，还可以根据具体的需求和环境，定制软启动回路设计方案，满足不同场合的使用要求。
三相异步电机的软启动及回路设计是工业生产中重要的一环，合理的软启动措施可以降低设备的损坏风险，延长设备的使用寿命，提高生产效率和设备稳定性。
软启动电流过大的解决方法
软启动电流过大的解决方法全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：软启动电流过大是电气工程中常见的问题之一，特别是在启动大型电机或者设备时。
这种现象可能会导致电路过载、设备损坏甚至导致安全事故。
解决软启动电流过大的问题至关重要。
一、出现问题的原因在探讨解决方法之前，首先需要了解软启动电流过大的原因。
软启动电流过大通常是由于设备启动时瞬间需要大量的电流来启动电机，而传统的直接启动方式会导致电流突增，造成电路过载。
电源电压不稳定或者设备本身设计不当也可能导致软启动电流过大的问题。
二、解决方法1. 使用软启动器软启动器是解决软启动电流过大问题的有效方法之一。
软启动器通过逐步增加电机的电压和频率来控制电机启动过程，从而减小启动时的电流冲击。
软启动器能够减少电路过载风险，延长电机寿命。
电容器起动是一种简单且经济的解决方法。
通过在电机电路中添加适量的电容器来降低启动时的电流冲击。
电容器起动不仅可以减小电流过大的问题，还可以提高设备起动的平稳性。
3. 调整启动参数4. 检查设备设计若软启动电流过大的问题频繁发生，可能是设备设计存在问题。
此时需要仔细检查设备的设计是否符合标准要求，包括电路设计、电机选择等。
如果发现问题，及时修正设备设计可以避免软启动电流过大的问题。
5. 加强设备维护定期对设备进行维护和检查也是减小软启动电流过大风险的重要措施。
定期检查电路连接是否松动、设备是否正常运行，及时更换老化的部件，可以提高设备的稳定性和可靠性，降低软启动电流过大的风险。
软启动电流过大是一个常见而严重的问题，解决起来需要综合考虑设备参数、设计以及维护等方面。
通过采取适当的解决措施，可以有效减小软启动电流过大的风险，确保设备运行稳定、安全。
希望以上方法对您解决软启动电流过大问题有所帮助。
第二篇示例：软启动电流过大是电气工程中常见的问题，特别是在大型设备或电机启动时。
过大的启动电流不仅会造成线路和设备的损坏，还会影响整个电力系统的稳定性和安全性。
三相异步电机的启动及软启动
三相异步电机的软启动08机械（0816401057）章志鹏苏州大学应用技术学院摘要三相异步电机因具有结构简单，知道方便，运行可靠，价格低廉等优点，而广泛应用在工业，农业，交通运输业，国防工业及其他各行业中。
但是它也有明显的缺点，那就是起动转矩小，起动电流过大。
这种情况对电机本身及周围电网都有非常不利的影响。
为了减小异步电机启动过程对电网的冲击，改善异步电机的起动特性，本文对三相异步电机的软启动进行讨论。
本文首先阐述三相异步电机的各种起动方式及其主电路和控制电路图，并对其分析。
得出各自优缺点。
找出能在满足电动机起动转矩要求及降低电流的前提下是电机能够平稳可靠启动。
关键词：异步电动机；软启动AbstractThree-phase asynchronous motor because of its simple structure, know convenient, reliable operation, price is low wait for an advantage, is widely used in industry, agriculture, transportation, national defense industry and other industries. But it also has the obvious shortcomings, that is starting torque small, starting current is too big. This kind of situation of motor itself around and have a power grid unfavorable influences. In order to reduce asynchronous motor for the impact of the power grid startup process, improve the asynchronous motor start characteristics, this paper the three-phase asynchronous motor soft start are discussed.This paper expounds the three-phase asynchronous motor start-up mode and its various main circuit and control circuit, and its analysis. Draw their respective advantages and disadvantages. Find out in motor can meet the requirements starting torque and reduce the current is the premise of motor can smooth and reliable start.Keywords: asynchronous motor; Soft start第一章绪论第1.1节研究背景与现状三相异步电机发展至今得到了广泛的应用，其性能和功率也不断的提高，电压也从低压发展到高压。
电机软启动器的分类、接线方法及常见故障
电机软启动器的分类、接线方法及常见故障电机软启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置。
电机软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。
这种电路如三相全控桥式整流电路。
使用电机软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，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。
待电机达到额定转数时，启动过程结束，电机软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。
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，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。
接下来小编来为大家介绍更多关于电机软启动器的知识，包括：电机软启动器的分类、接线方法、常见故障。
一起来看看吧！电机软启动器的分类一、在线运行软启动器：在上个世纪，软启动器产品主要是国外的品牌，在中国市场上销售，如：A-B；ABB、施奈德、西门子等，但他们都是在线运行方式。
在应用过程当中，人们发现在线运行有以下缺点：1、可控硅长期在线运行功耗太大造成能源浪费。
2、可控硅的散热量太大需要机械风冷，给成套带来很大困难。
3、可控硅长期在线运行给电网带来高次谐波污染。
4、可控硅作为主开关元件长期工作其可靠性远低于机械开关。
5、造价昂贵用户难以接受。
6、由于可控硅选型较大和考虑散热所以体积较大。
它的优点：1、是对电动机的启动与保护及其控制集于一体，强大的智能控制器全部发挥作用。
2、是由于采用了机械风冷能够适用频繁启动场所。
3、是电路简单便于维护和检修。
二、旁路运行软启动器：到了上世纪末和本世纪开始，考虑在线运行的缺点和技术难度性，国内厂家就直接开发了旁路型软启动器，即电动机起动完成后旁路到接触器上运行。
TGS3系列智能化电动机软启动器操作说明(第五版)
1
警示事项
TGS3 系列
z 感谢您选用浙江天正电气股份有限公司的软起动器产品，我们将以优异的产品 性能回报您的厚爱！
z 在本软起动产品的安装、使用、维护过程中必须注意以下事项：
安装前请务必详细阅读本操作说明。
必须由专业技术人员安装本软起动器。
必须让电动机的规格与本软起动器相匹配。
严禁在软起动器输出端（U、V、W）接电容器。
安装后裸露的接线端子必须用绝缘胶带包好。
软起动器或相关的其他设备应可靠的接地。
设备维修时必须切断输入电源。
不得私自拆卸、改装本产品。
2
1、TGS3 系列软起动器概况
S3 系列
TGS3 系列软起动器是融合了最新的电机控制理论和电机保护技术及现代计算机技术 的新型设备，是早期用于电动机起动的星/三角转换、自耦降压、磁控降压等起动设备的理 想替代产品；其性能是目前市场上多数没有采用多重闭环控制技术的软起动器产品所无法 比拟的。
7.2.1 限电流起动模式....................................................................................................24 7.2.2 电压斜坡起动模式...............................................................................................24 7.2.3 突跳起动模式.......................................................................................................25 7.2.4 电流斜坡起动模式...............................................................................................26 7.2.5 双闭环起动模式...................................................................................................26 7.3 TGS3 系列软启动器停机模式及应用 ............................................................................26 7.3.1 软停模式............................................................................................................26 7.3.2 自由停机模式......................................................................................................27 7.4 应用举例...........................................................................................................................27 附录一、外围配件规格参数列表 ......................................................................................... 28 附录二、提示页.....................................................................................................................30
谈选煤厂用鼠笼型异步电动机的软启动装置
・ １ ４ ５ ・
谈选煤厂 用 鼠笼型异步 电动机 的软 启动装置
王 雪松
（ 龙 煤 七 台 河分 公 司新 兴 选 煤 厂 ， 黑龙 江 七 台 河 １ ５ ４ ６ ０ ０ ）
摘 要： 本文主要 阐述 了选煤厂用三相 鼠笼型异 步电动机 的传统启动方法存在 的问题 、 软启动设备的优点、 软启动设备 的工作 原理 、 日常保 养维护和 常见故 障处理等技术 问题 。 关键词 ： 鼠笼型异步 电动机 ； 软启动装置 ； 启动 方法 鼠笼型异步 电动机是一种 常用 ２ ０ 的动力装备 ， 广泛应用 于选 煤厂 、 焦 化厂 、 煤 矿等工 矿企 业 ， 其 中， 电动 机 的软启动装置是 重要 的电气 自动 化 控制装置 ，它 的应用可 以提高 产 业 效率和经济效益。 ￣ 、 Ｄ Ｅ （ １三相 鼠笼型 异步 电动机 的传 ＼ 统启动方法存在 的问题 三 相鼠笼型异步 电动机在启动 或 停车 过程 中经 常出现 一些 问题 。 比如 ，全压启动时 的冲击转矩对拖 ５ 动 系统的冲击和启 动电流对 电网的 ｝ 一 ｔ ２ ＞“ ｌ 冲击 。运行时 电动机端 电压超过其 额定 电压 ， 则铁损 上升 ， 低压额定 电 Ⅱ． Ｔ 压 电动机铜损上升 。 在停机时 ， 若拖 动 系统突然失去转矩 ，靠系统 的摩 图 １升速斜率 曲线和电流限制图 图 ２ 减速斜坡停车有关值 曲线图 擦 转矩 克服 系统 的惯 性滑行 停 车 ， 三是在功率增 加时 ， 降低电压 ， 以压低瞬时上升的电流 ； 四是 电压斜 也 给拖动 系统带来诸多 问题 ， 如水泵 的水 锤现象等 。传统 的电动机 坡启动用于小 功率 电动机 。图 １ 为升速斜率 曲线 和电流限制图。 降压启动方法是用星 三角启动器 和 自 耦 降压启动器 ，它们只起 降 （ ２ ） 电流极 限启动 ： 人为电动机额定电流 ， 流极 限允许 降低； 启动 低 电动机启动 电流对电 网的冲击 作用 ， 确保 电动机可 靠启动 ， 但不 转矩 、 电流 、 电压降皆可通过 电位器进行调整。 操作 电流要通过几 电 能解决 以上其他 问题 。 位器设定 。电流极 限启动一般用于惯性大的机器 。 ２ 软启动设备的优点 （ ３ ） “ 增强 ” 启动脉 冲启动 ： 在Ｂ Ｓ Ｔ开关在 位置 Ｉ （ 开） 时， “ 增 强” 软启动设备能使 电动机在任何工况下都能平滑启动 ， 保护拖动 有效。 这样 ， 在 ５ 个周波 内， 完成全压启动 ， 获得最大转矩 ， 确保在遇 系统 ， 减 少启 动电流对 电网的冲击作用 ， 确保 电动机可靠启动 ； 平滑 增强 ” 功能结束后 ， 按斜坡 或电流极限 ， 按 照设定 减速停 车 ， 消除拖动 系统 的反惯性 冲击； 完整 的系统保 护功能 ， 可延 到静摩擦 时能够 “ 值继续启 一个继 电器在启动结束时通电闭合 ， 能使启动器再启动若 长 系统 的使用寿命 ， 降低 系统造价 ， 提高系统 的可靠性 ； 兼容 了所有 启动设备 的各种功能 。 软启动设 备是传统启 动装置理想 的更新换代 干电动机。 ３ ． ３软启动器 的停车方式 产 品。 （ Ｉ ） 减 速斜 坡停 车： 将 开关 Ｓ Ｔ Ｐ放在 位置 Ｃ上 （ 可控 的停 车 ） ， ３ 软启 动设 备 的 工作 原 理 Ｃ Ｔ Ｌ开关 放在 Ｄ位置 上 （ 减速 曲线方式 停车 ） 。随着调整 电位器 软启动 器是一种集 电机 软启动 、 软停车 、 轻载节 能和多种保 护 ２ — ６ ０ Ｓ ） ， 按斜 率逐渐减 速 ， 选择 的斜率 时间和控制停 止时间 ｔ ２随 功 能于一体 的新颖 鼠笼型异步 电动机控制装置。 软启动控制器是利 （ 之变化。输 出电压逐渐从全 电压降到 固定阈值 。停车时间为惯量和 用 电气 自动控制技术 ， 把 强电和弱 电结合起 来的控制技术 ， 其 主要 结构是 一组 串接 于电源与被控 电机之间 的三相反并 联 晶闸管及 其 阻力转矩 的函数 。图 ２为减速斜坡停 车有关值 曲线图。 （ ２ ） 自由停车： 自由停车是切 断电动机 的电源 ， “ 自由” 停止。 停止 电子控 制 电路 ， 利用 晶闸管 移相控制原理 ， 控制 三相反并联 晶闸管 时间为惯量和 阻力转矩的函数。 的导通 角 ， 使 被控 电机 的输 入电压按不 同的要求而变化 ， 从 而实现 （ ３ ） 直流注入制动停 车： 直流注入制动停车 ， 可用两 种方 式制 动 ， 不 同的启动功能 。使 电机全电压运行 ， 这就是 软启 动控制器的工作 将电动机停机 。一是把减速电位器反 时针旋转 到底 ； 在给出停车信 原理 。可见 ， 软启 动器是一个调压器 ， 输 出只改变 电压 ， 并 没有改变 号后 ， 把直流 ｄ ｃ注入 电机 ， 电动机刚一停止 ， 注入停止 。 这时注入 的 频率 。这点与变频器不同。 最大 时间为 ５ ｓ 。二是减速电位器放到任何位置时 ， 在给 出停车信号 ３ ． １软启 动器 的组成 后 ， 直流输入 时间随选择 的时间确定 ， 它 和电位器 的位置成正 比例 ， （ １ ） 控制模块 。此模块在 同一系列 内所有功率额定值之 间可互 最大 时间为 ３ ０ Ｓ 。 换， 其功能如下 ： 一是触发可控硅整流器 ； 二是用微处理 机计 算操作 ４ 日常保养维护和常见故障处理 状况 ； 三是记 录和储存 电动 机和启动器热状 态 ； 四是 监测 电源 和电 （ １ ） 运行保 养维 护： 检查各开关 、 旋钮位置是否正确 ， 各整定值是 气绝缘 ； 五是 通过 内部联锁 继电器发 出监测 和报 警输 出信号 ； 六 是 运行 中要巡视 检查 ， 应参照配电柜要求 的程序进行。 但 用 ３个 Ｌ Ｅ Ｄ提供状态显示 ； 七是用 ４个选择开关 实现选择 功能 ； 八 否符合要求 。 要注意面板各开关 、 旋钮设置位置是 否正确 ， 并按要求 随时调整 。 监 是用 ４个电位器实现整定 。 （ ２ ） 电源组件 。 一是软启动单元组 成示 意 视各显示状态是否正常。（ ２ ） 常见故障及处理 ： 软启动器 内有保护装 图； 二是背对 背安装 的 ３对 可控硅整流器和保 护 电路 ； 三是测量 用 要按 电动机的工作 电流和实 际电流 、 微 处理机控制 的系统对 电 电流互感器和控制电路电源 ； 四是 ７ ２ Ａ及 以上 的风扇及安全 电路 。 置， 机 电浪和启动单元 的温升进 行连续监 控。如 Ｌ Ｅ Ｄ显示 ：一是 故障 ３ ． ２软启 动器 的启 动方式 （ 红色 ） ： 稳定光表 明内部故障 ； 快速 闪烁说 明相故 障； 慢速闪烁说 明 下面以诺迪 亚为例加 以说 明。 热故障。二是报警（ 黄色 ） ： 稳定光说 明冷却 ； 慢速闪烁说 明过负荷。 （ Ｉ ） 电压斜坡启动 ： 在 固定 电压 阈值 （ ０ ． ３ Ｕ） 和 ｕ之间 ， 选择 的斜 三是驱动 （ 绿色 ） ： 稳定光表明运转 ； 快速 闪烁表 明启动 ， 减 速 ； 慢速 坡 时间可随着调整 Ａ Ｃ Ｃ电位 器而变化。其作用 ： 一是 逐渐加速 ， 选 择 斜坡 的时间 ， 随着调节电位器而变 化 ； 二是把转矩 降到最 低限度 ； 闪烁表明准备。要按 面板上 的故障显示和报警显示情况进行处 理。
电光软启动说明书QJR-() 1140(660、380)
安全注意事项：警告！只有专业技术人员允许安装调试QJR。
警告！必须保证电动机与QJR适配，安装时，必须仔细阅读使用说明书，按要求操作。
警告！不允许软起动器输出端接电容器，否则会损坏起动器。
警告！参数修改时，说明书中标明“禁止改动”的参数，不得修改。
警告！软起动器外壳必须牢固接地。
警告！打开起动器前门维修时，必须断开进线电源或前级开关。
警告！用户应根据实际负载进行电压电流的选择。
警告！硬起动仅适用于试车检修时使用。
警告！本体需拿出检修时，先从前门内侧取下车架，检修完毕后应放回原处，防止丢失。
警告！严禁带电开盖。
警告！不得随意更改本安电器参数及元件规格。
使用前详细阅读使用说明书！！！一、用途1.1 QJR系列矿用隔爆型真空交流软起动器（以下简称软起动器）适用于含有爆炸性气体（甲烷）和煤尘的矿井中。
主要用于额定电压至1140V/660V，频率为50Hz的鼠笼型三相异步电动机的软起动，限流起动、双斜坡起动、全压起动、节能运行、软停止等功能。
是21世纪国家推荐使用的电子智能型新产品并与国际惯例接轨的高科技项目。
起动器具有过载，过流、缺相、漏电闭锁、过电压、欠电压、温度保护等多种保护。
起动器对各项参数实施巡环检测进行最佳数据运算，输出触发脉冲调整可控硅输出电压，降压限流实现对电动机软起动，并在运行中始终处于最佳运行监控状态。
为避免能量损耗采用接触器吸合旁路晶闸管组件。
特别是煤矿井下传统三角起动，电抗器起动、自藕减压起动、双速起动最理想的更新换代产品，从而避免了对特殊电机的需求，降低了成本。
执行标准：MT/T943-2005和企标Q/DG126-20081.2 软起动器应在下列条件下可靠运行工作：1.2.1 进线电源：交流1140(660)V、50Hz。
1.2.2 适合电机：鼠笼式三相异步电动机。
1.2.3 起动频度：每小时不超过10次。
1.2.4 使用温度：―5℃~+40℃，周围空气相对湿度不大于95%（+25℃）。
软启动器工作原理及应用详解
导读软启动是指电机的电压由零慢慢提升到额定电压，这样电机在启动过程中的启动电流，就由过去过载冲击电流不可控制变成为可控制。
并且可根据需要调节启动电流的大小。
电机启动的全过程都不存在冲击转矩，而是平滑的启动运行。
本期专题将对软启动器的工作原理和应用进行全面解析。
软启动的必然性在工程中最常用的就是三相异步电机，由于其电机启动特性，这些电动机直接连接供电系统启动（硬启动），将会产生高达电机额定电流5～7倍的浪涌（冲击）电流，使得供电系统和串联的开关设备过载。
另一方面，直接启动也会产生较高的峰值转矩。
这种冲击不但会对驱动电动机产生冲击，而且也会使机械装置受损，还会影响接在同一电网上的其他电气设备正常工作。
鼠笼型异步电动机电子软启动器的诞生解决了这个问题。
它既能改变电动机的启动特性保护拖动系统，更能保证电动机可靠启动，又能降低启动冲击。
因此，随着电力电子技术的快速发展，智能型软启动器将会得到更广泛的应用。
软启动器的工作原理软启器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。
这种电路如三相全控桥式整流电路。
使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，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。
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完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。
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，电压逐渐降低，转速逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。
▲软启动器的典型控制图▲软启动器接线图直接启动的危害性（1）引起电网电压波动交流电动机在全压直接起动时，起动电流会达到额定电流的4~7倍，当电机的容量相对较大时，该起动电流会引起电网电压的急剧下降，影响同电网其它设备的正常运行。
软启动器原理和介绍
软启动器专题1 、什么是软启动器软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。
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闸管交流调压器。
改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。
在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程（且可具有限流功能），直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作。
运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，可以使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。
软启动的外形：2、为什么要使用软启动器现在传动工程中最长用的就是三相异步电动机。
在许多场合，由于其启动特性，这些电机不可以直接连接电源系统。
如果直接在线启动，将会产生电动机额定电流6倍的浪涌电流，该电流可以使供电系统和串联开关设备过载。
如果直接启动，也会产生较高的峰值转矩，这种冲击不但对驱动电机有冲击，而且也会使机械装置受载。
例如，辅助动力传动部件。
为了降低启动电流，应使用启动辅助装置，如启动用电抗器或自耦变压器。
但是该方法只可以逐步降低电压，而软启动器通过平滑的升高端子电压，可以实现无冲击启动。
可以最佳的保护电源系统以及电动机。
同时软启动器可以实现软停车，它的过程和启动过程相反，晶闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间过渡到全关闭的过程。
停车的时间根据实际需要可在0 ~ 120s调整。
电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。
但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。
例如：高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。
为减少和防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软起动器能满足这一要求。
在泵站中，应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修费用和维修工作量。
3、软启动器工作原理和主接线图软启动器的工作原理：控制其内部晶闸管的导通角，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。
大功率设备软启动的方式及优缺点比较
摘要：本文简要介绍了大功率设备软启动的几种常见方式，固态软启动、液态软启动、采用液力耦合器的软启动技术及其优缺点比较。
着重介绍了三相晶闸管电子软启动技术的工作原理，结构特点。
并通过应用实例说明了软启动的可行性和必要性。
关键词：大功率设备软启动电动机晶闸管0 引言大功率设备的应用十分广泛。
在生产过程中，电动机要经常启动、停止，其启动性能的优劣对生产影响很大，这是因为大功率电动机，其强大的启动电流会造成较大的线路电压降落，引起电网电压降低，不仅影响其他用电设备的正常工作，而且对动力变压器也会产生较大的冲击，所以，选择合理的启动方式受到相关技术人员的高度重视[1]。
1 软启动简述1.1 软启动与一般降压启动的区别在启动电动机时，可以通过降低加到电动机定子绕组的电压来减小电动机的启动电流。
软启动是在规定的启动时间内，用调压装置将启动电压，连续平稳地上升，直至达到额定电压。
可用n=f(M)来表示异步电动机的机械特性。
软启动是从初始电压开始，电压平衡连续的增大。
从图1中的0.5U所标注的曲线连续的平滑的向右平行移动，一直平稳到与额定电压Ue所指的曲线重合时为止，那么电动机的转矩就会平滑地增大，一直到转矩为最大值Mm时为止，启动结束。
这样，在启动过程中电动机的转矩是平滑的而不是跳跃的，启动过程是平稳的，所以叫软启动[2]。
若采用一般降压启动，假设启动电压U=0.5Ue，则电动机启动时的转矩为0.25M，即启动时的转矩仅有电动机最大转矩的1/4。
如果在此时将电压增加到电动机的额定电压Ue，那么电动机的转矩就会瞬间由1/4跳到M，这种的启动过程是不平滑、不平稳的，因此又称为硬启动，在要求稳启动的场合不应采用这种启动方式。
1.2 固态（晶闸管电子）软启动的原理在大容量电动机启动时，三相晶闸管软启动已经得到广泛的应用，其启动过程平稳，谐波的含量，转矩的冲击以及冲击的电流都相对较小，且价格适中，技术较为成熟。
晶闸管调压软启动器采用反并联接线的晶闸管、连接在电动机的三相绕组上，在电动机启动过程中，通过调节晶闸管的导通角大小，使电动机的启动电流可随着设定的规律变化而改变。
三相感应电动机起动动态过程仿真软件的开发
电机转速及电磁转 矩等数据。
１２ 仿真 时长 的确 定 ．
一
２ 起 动动态 过程的仿真
选 择 ｌ 由我 公 司生 产 的 样 机 进 行 分 析 ， 台 输 入 的参 数 同 １ ． １ ｔ ０ ， 动 机 的定 子三 相 绕 组 同时 投 入 电 ＝时 电
１５ 绘制 曲线 ．
仿真程序运行结束之后在ＭＡ Ｌ 的工作 Ｔ ＡＢ
空 间 （ ｒ ｓ ａ ｅ 中会存 放 所 有 的仿 真数 据 。 ｗｏｋ ｐ ｃ ） 本 文 将 所 有 状 态 变 量 在 每 一 个 积 分 步 长 内积 得 的 结果 按 时 间顺 序 存放 在相 应 的数 组 中， 样 就可 这
摘
要 ： 用Ｍ ＡＴＬ 语 言 的 计 算 和 计 算 结果 可 视 利 ＡＢ
真程 序流 程 图如 图 １ 。
化 功能 ， 着手 电动机 起动动 态过 程的仿真软 件的开发 。 通 过 对一 台投 入使 用中的 电机进 行 起动 动态 过 程 的仿
真， 进行 了分析和研 究。
关键词 ： 感应电动机 软件开发 动态 仿真
旋转 阻力系数Ｒ ｍ ＝ ．２ ５ ｏ ａ ００ ２ Ｎｍ・ ｒ ｄ 定子绕 ｓ ａ、 ／ 组每 相 串联 匝数 ∞ － ８ 、 １ ｌ ０ 定子 绕 组 系数Ｋ０１ － ９＝
０９ ６ 转 子槽 数 Ｚ＝ ７ 电机 极 对 数 ｐ ２ 额 定 电 ．３ 、 ２４、 ＝、 压 Ｕ ＝ ０ ０ 频 －ｆ ５Ｈｚ Ｎ ６ ０ Ｖ、 ５ ＝ ０ 。 ￣ 输 出的 数 据 包 括 ： 同的 时 间 ｆ ， 、 子 不 时 定 转 的三 相 电流 ｆ 、Ｂ ｆ、 ｉ、 转 子导 条 电流 、 Ａ ｆ、ｃ ｉ、ｂ ｆ；
浅析高压异步电动机固态软启动方案
信息技术与机电化工
图6-开关变压器的脉冲控制曲线
图7-晶闸管固态软启设备的脉冲控制曲线 脉冲控制又称为“突跳”控制，主要用于静阻力矩较大，需 要大起始转矩的场合（如皮带机、破碎机等）。由图6可知，开关 变压器的脉冲启动控制过程中，大的脉冲电压电流后会出现电压 电流恒定的一段，此时电机的转矩也会恒定，而负载的阻力矩在 不断增加，电机加速转矩不断减小，电机就会出现“疲软”现 象，有可能长时间低速段恒速运行导致电机发热，严重时会因转 子回路油膜的气化而出现“冒烟”现象。而晶闸管固态软启的脉 冲控制模式在脉冲电压过后，加在电机上的端电压一直在控制曲线
图4-开关变压器的限流控制曲线
图2-晶闸管固态软启设备的电压斜坡控制曲线 210
图5-晶闸管固态软启设备的限流控制曲线 限流控制主要用于电网短路容量小或需要控制启动电流倍 数的工况下。从图4、图5的限流控制曲线图可看出，晶闸管固态 软启设备的控制比开关变压器要平稳得多。 （三）脉冲控制：
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（四）软停车控制： 水泵类负载采用软停车后，电机会均匀地减速至0，从而避 免“水锤效应”的发生。开关变压器无法实现软停车控制。 从上述几种常见的控制曲线可知，晶闸管固态软启的控制性 能要比开关变压器优越，这也是晶闸管固态软启设备在市面上的 占有率越来越大的主要原因。 四、应用案例 国内某造纸项目上有多台2700kW的高压电机需带载拖动， 为平稳实现该电机的启动，减少启动时对电网的冲击，采用国内 某知名品牌固态软启动装置一拖一方案，自运行以来零故障，深 受业主好评。该装置是其公司自主研发的新一代全数字智能化 软启动装置，集成以下技术： （1）高低压信号传输采用光纤隔离，抗电磁干扰强； （2）触发电源采用高达50kV耐压标准的专有的能量隔离传 送技术； （3）应用双CPU技术； （4）独有的自适应控制技术。 结束语 高压固态软启采用微电子技术改变晶闸管的导通角来控制 电动机电压的平稳升降和无触电通断，实现电动机的平稳起停， 具有调节快速性好，响应速度快，控制精度高等优势，有效替代 自耦降压启动、水电阻启动、星三角启动、磁控降压启动以及开 关变压器等传统启动设备。 参考文献： [1]黄俊雄.高压磁控软起动装置在大型异步电机上的应用与 实际分析[J].工程建设（重庆），2019，（7）：86-89 [2]王欢，孙向瑞.高压异步电机轻载节能装置的研究[J].电气 传动，2010，（9） [3]杜镇辉.软起动技术在高压大功率异步电动机启动上的应 用及性能分析[J].科学与信息化，2018，（7）：46-47 [4]吕润宇.大容量电动机软启动设计[D].华东理工大学，2012 作者简介： 罗亦彪（1986-），男，湖南株洲人，硕士，工程师，主要从 事工厂供配电设计工作。
为什么要使用软启动器
为什么要使用软启动器1 、什么是软启动器软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。
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闸管交流调压器。
改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。
在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程（且可具有限流功能），直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作。
运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，可以使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。
软启动的外形：2、为什么要使用软启动器现在传动工程中最长用的就是三相异步电动机。
在许多场合，由于其启动特性，这些电机不可以直接连接电源系统。
如果直接在线启动，将会产生电动机额定电流6倍的浪涌电流，该电流可以使供电系统和串联开关设备过载。
如果直接启动，也会产生较高的峰值转矩，这种冲击不但对驱动电机有冲击，而且也会使机械装置受载。
例如，辅助动力传动部件。
为了降低启动电流，应使用启动辅助装置，如启动用电抗器或自耦变压器。
但是该方法只可以逐步降低电压，而软启动器通过平滑的升高端子电压，可以实现无冲击启动。
可以最佳的保护电源系统以及电动机。
同时软启动器可以实现软停车，它的过程和启动过程相反，晶闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间过渡到全关闭的过程。
停车的时间根据实际需要可在0 ~ 120s调整。
电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。
但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。
例如：高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。
为减少和防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软起动器能满足这一要求。
在泵站中，应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修费用和维修工作量。
3、软启动器工作原理和主接线图软启动器的工作原理：控制其内部晶闸管的导通角，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。
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附件2理工学院本科毕业设计（论文）三相异步电动机软启动器的设计Design of sotf-starter in three-phase asynchronous motor学院（系）：电子系专业：电气工程及其自动化学生姓名：王增强学号： 097408064指导教师（职称）：张凤蕊（教授）评阅教师：完成日期：理工学院Nanyang Institute of Technology三相异步电动机软启动器的设计电气工程及其自动化王增强［摘要］该系统是基于C8051单片机的交流异步电动机的软启动器控制系统，电机启动方式采用电压斜坡软启动，由单片机控制晶闸管触发脉冲。
其次介绍了软启动器硬件电路的设计，包括主电路、控制电路、电流检测电路、相序检测电路、晶闸管触发及其驱动电路等，同时介绍了控制系统软件设计，包括主程序、电压斜坡启动程序、相序检测程序等，为了保护电机系统还设计了过压、欠压、过流等多种保护。
［关键词］软启动器；异步电动机；单片机;晶闸管Design of sotf-starter in three-phase asynchronous motorElectrical engineering and automation Major WANG zeng－qiang Abstract: sotf-starter has a wide range of application in motor control system because its advangtage of start brake and energy-saving in motor system.Fistly this paper introduced the structure and the operation principle of a motor sotf-starter. This paper designed a sotf-starter control system in three-phase AC asynchronous motor,which is based on 8051 single chip,the crystal thyratron trigger pluse is controled by single chip.the solpe voltage starting of starting mode is used to start the motor.secondly,the hardware design and analysis of the introduced,including the main circuit,control circuit,detect current circuit,the electric current examination circuit, phase sequence detection circuit,the spring and driving of crystal thyratron. And diseussed the software design of control system,including main program, the solpe voltage program, sequence detection program.To protcet the system,it provide over-voltage,over-current,under-voltage protection measures.Key words: sotf-starter; asynchronous motor; single chip ;crystal thyratron目录1 前言1.1 三相异步电动机软启动器的国内外研究现状电力电子软起动的出现是随着晶闸管的出现而发展起来的，最早采用晶闸管三相交流调压电路对电动机的软起动应用是在1970 年由英国人发明的，由于采用这种方法可以获得很好的起动性能，所以曾引起人们广泛的注意。
近二十多年来，国外对晶闸管三相交流调压电路进行了广泛的研究，在工业应用领域得到应用，在某些领域应用显示出独特的技术优势。
90 年代以后，国外一些著名厂商推出了软起动系列产品，技术已趋于成熟。
如美国的AB 公司生产的315～2000KW的交流调压式电力电子软起动器，英国的CT 公司，法国的TE 公司，德国AEG 公司及欧洲ABB公司等均推出了软起动产品；德国的西门子公司推出一系列产品：SIRIUS 3RW30/31 适用于55KW以下电机，SIKOSTART 3RW22 适用于710KW 以下电机，SIKOSTART 2RW34 适用于1050KW以下电机。
从软起动出现在世界（1970 年），就伴随着研究软起动器能否实现节约能源的问题。
英国人曾在八十年代初就对不同控制原理的软起动产品做过对比试验，并得出在40％～50％的额定负载下，软起动器有明显的节能效果的结论，从而使得这种控制器在轻载情况下大大被采用。
目前，国外对晶闸管三相交流调压电路的研究已从对控制电压控制电机电流的开环、闭环方式，发展到通过建立比较准确实用的数学模型，找到适于三相交流调压电路电机负载的控制方法，从而使三相交流调压电路电机负载性能更优。
如将原变频调速中的矢量控制和磁场定向控制引入，创立软起动技术的转矩控制。
国内在软起动器方面也有研究。
我国软起动技术起步于80 年代初期，以后也推出了各种品牌的软起动器，但在技术上和可靠性上与国外同类产品尚有一定的差距。
已推出JKR、NJR1、STR、JKB型软起动器和JQ、JQZ型固态节能软起动器等产品。
JQ型用于轻负载起动，JQZ型用于重负载起动，最大控制功率达800kW，并已在上海、广东、新疆、湖南等省市一些工程中应用10 年。
我国一些高等院校对于软起动器技术也有一定研究，如浙江大学对此技术的节能控制策略的研究已进入实用化阶段。
（1）基于单片机的变频调速软启动器软启动器采用了单片机技术做到平稳逐步升高电压，同时考虑到由于电动机启动电压的下降而使电动机转矩减小（电动机的转矩与外接电压的平方成反比）。
根据只国U/F 不变则转告力矩不变的原理，该系统除了设定工频（50HZ ）软启动外，还采用了变频技术进行启动，即在降低电压的同时降低频率，以保证电机启动时有一个较大的力矩，这种软启动器主要采用了16位单片机作为核心部件，外部扩展EEPROM ，用来在存放关键数据、工作信息及命令等。
并行I/O 接口8255A 的PA 口及PB 口的PB2-PB0用于键盘扫描，以便实现人机对话、对数设定及口令输入。
PB 口除了读出键盘扫描值外，主要用于显示（6位LED 数码管）各种参数及信息。
PC 口扩展LED 信息灯，用于工作状态及故障指示。
调整输入接口用于控制及启动交频，高速接入接口用于对电机的电流进行检测。
扩展的GAL 主要进行译码以便系统进行分时操作。
（2）基于MSP430F149单片机的软启动器该系统的工作原理图如图1所示，该系统以MSP430F149单片机为核心部件，三相电压经分压后，分别送入比较器的3个输入端，分压网络的中点接入比较器的3个参考端。
比较器输出脉冲的升降沿与输入三相电压的过零点同步，这个脉冲经光电隔离整形后，送到单片机中断输入端；同时，三相电流经电流互感器耦合到整流、放大电路，并送到单片机的A/D 输入端。
单片机首先检测三相电压的相序是否正确，如果不正确将报警，且不启动电机；若正确，将按设定的方式（如斜坡电压启动、恒流启动或点动）触发晶闸管，同时检测三相电流，如发现异常，将停止启动并报警。
过零检测旁路接触器光电隔离MSP430F149显示键盘触发电路光电隔离U V W图1 基于MSP430F149软启动器的工作原理图1.2 设计内容和要求本课题要求以8051单片机为控制核心，设计一个三相异步电动机软启动器控制系统，其设计的具体内容和技术要求如下：（1）三相交流调压电路采用晶闸管调压，由单片机控制晶闸管的触发脉冲；（2）软启动器的启动方式采用斜坡软启动；（3）设计同步电路以保证每个晶闸管的触发脉冲与其阳极电压保持严格的相位关系；（4）利用键盘实现各类启动参数的设定、电动机的启动和停止等命令的输入；（5）显示电路要能够显示电路中的线电压、线电流、电机转速等运行参数；（6）电机启动过程中能对电机进行过压、欠压、过流、缺相、掉相等多种保护；（7）设计晶闸管驱动电路,以保证晶闸管可靠导通。
1.3 系统设计可行性分析就目前电子软启动器的研究技术而言，国内外软起动器产品的控制原理技术及主要回路设计已经日趋成熟了，差距也在不断拉近，查阅国内外有相关资料为自己设计异步电动机软启动器提供宝贵的资料。
软启动器主要包括两个方面：主回路和控制回路。
主回路是晶闸管电路，控制电路主要是以微处理器为核心器件的控制系统，其中包括事件电路部分和软件部分，硬件部分主要包括晶闸管触发及驱动电路、电源相序检测、电源电压检测电路、电机电流检测电路、电机转速检测电路、键盘电路、显示电路及电机的保护电路；软件部分有主程序和与上述电路所对应的子程序。
PROTUES软件可提供本设计仿真所需的C8051核心原件及其他原件的仿真模型，通过KEIL在线编程及PROTUES 及KEIL的完美结合能够使设计的电路得以仿真。
2 软启动器原理2.1 软启动器及其工作原理软启动器是一种用来控制三相交流电动机的专用产品，它实现了交流电动机的软启动、软停车、轻载节能和多种保护，其功能完善，性能优越，能够满足工业电机控制的需要，是传统Y/△启动和自耦变压器启动控制方式的理想换代产品。
软启动器采用三相反并联晶闸管（SCR）作为调压器，将其接入电源和电机定子之间，这种电路如三相全控整流电路。
软启动器启动电机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机的转速逐渐加速，直到晶闸管全部导通，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，避免了启动时过流跳闸，待电动机达到额定转速时，启动过程结束。
软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命及提高其工作效率。
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，电压逐渐降低，转速逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。
2.2 软启动器启动方式软启动器一般有下面几种启动方式：（1）斜坡升压软启动输出电压由小到大斜坡线性上升，将传统的有级降压起动变为无级降压起动，主要用于重载起动。
它的缺点是起动转矩小，转矩特性呈抛物线形上升，对起动不利;起动时间长，对电机不利。