交流异步电动机软起动技术(终稿)

1、交流异步电动机软起动技术 分析与浅究摘 要：文章针对交流异步电动机软起动技术进行简要论述。关键词：电动机：电力拖动；软起动方式；经济性。一、交流异步电动机的起动方式交流异步电动机通常采用的启动方式有两种：一种是在额定电压下的直接起动方式，另一种是降压起动方式。 1.交流异步电动机的直接起动方式简单、可靠且操作方便，所需设备较少，经济性好，没有谐波污染。但是交流异步电动机的直接起动方式会对电网造成冲击，对机械传动部分、电动机自身和拖动的生产机械造成危害。（1）对电网的冲击：交流异步电动机的直接起动的电流（空载起动电流可达额定电流的约47倍,带载起动时可达约810倍或更大），这会造成电网

2、电压的下降，影响其他用电设备的正常运行和居民用电，还可能使欠压保护装置动作，造成设备的跳闸，影响生产和生活的用电。同时因为过大的起动电流会使电机内部绕组过热，影响或加速绕组的绝缘老化程度，降低电动机的使用寿命。 （2）对机械传动部分和电动机自身的危害：起动时的冲击转矩会造成电动机转子笼条、端环的断裂和定子端部绕组绝缘的磨损，导致绝缘失去作用而发生电击穿烧毁绕组，转子笼条、端环的断裂又会造成传动部分的转轴扭曲和联轴节、传动齿轮的损伤以及传动带和传动链条的断裂等等。 （3）对生产机械造成的危害：电动机的起动过程中由于机械部分例如阀门、管道内部等的压力突变会造成泵系统相关部分的结

3、构和器件的损坏，缩短其使用寿命，影响其传动精度,甚至影响整个系统的控制而导致系统无法正常工作。 2.交流异步电动机降压起动方式可以减小起动电流，但会使电动机的起动转矩下降，对于重载起动，带有大峰值负载的生产机械就不能用这种方式起动了。交流异步电动机降压起动所需设备较多且体积大，可靠性不如直接起动，经济性差些，没有谐波污染。传统的降压起动有星形/三角形降压起动、自耦变压器降压起动、转子绕组串接频敏变阻器或水电阻三个类型。 (1)星形/三角形转换器降压起动：适用于正常运行时定子绕组采用接法（线电压380V）的电动机。定子有六个接头引出,接到转换开关上,起动时采用星形（线电压22

4、0V）接法，起动完毕后再切换成接法。起动电压为线电压220V，而运行电压为线电压380V。这种起动的优点是起动设备相对简单，既可以利用星形/三角形转换器实现，又可以用继电器自行实现，起动过程中消耗的能量相对较少；缺点是对电网有二次电流冲击，设备故障率相对较高，并需要经常维护，不宜用于频繁起动的设备上。 (2)自耦变压器降压起动：三相自耦变压器（又称补偿器）的高压侧接电网，低压侧接电动机，一般有多个分接头，可选择与不同起动转矩的负载相对应的电压比，在电动机起动至正常运行后再将其切除。其优点是起动电压可以选择，如0.65、0.8或0.9UN，可以适应不同负载的起动要求；缺点是体积较大且重

5、量大，价格较高。 (3) 串接频敏变阻器或水电阻实现起动：对于绕线式异步电动机，在其转子绕组上串接频敏变阻器或水电阻来实现起动，待起动完成后再将其频敏变阻器或水电阻切除。但频敏变阻器成本高，而水电阻损耗大。 3.电子式软起动器 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及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，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。软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器

6、是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。目前的软起动器一般有以下几种起动方式：（1）限流式软起动：限流起动就是在电动机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值的软起动方式；主要用在轻载起动的负载的降压起动，其输出电压从零开始迅速增长,直到其输出电流达到预先设定的电流限定值然后在保持输出电流左右。这种起动方式的优点是起动电流小，可按需要调整起动电流的限定值，对电网电压影响小。其缺点是在起动时难以知道电动机的起动压降，故不能充分利用其压降空间来降低电压，因此而损失起动转矩，起动时启动时间相对较长的延时。&#

7、160;（2）转矩控制软起动：这种方式主要用于电动机的重载起动。它是按电动机起动转矩线性上升的规律来控制输出电压。它的优点是起动平滑、柔性好，对拖动系统平稳地进入运行状态有利，同时可减少对电网的冲击，是适合的重载起动的最优方式。它的缺点是起动时启动时间相对较长的延时（3）转矩加突跳控制软起动：与转矩控制软起动一样也是适合用于重载起动的场合。所不同的是在起动的瞬间用突跳转矩来克服拖动系统的静转矩，然后使转矩平滑上升，可明显缩短起动时间；但是转矩突跳会产生尖脉冲，对电网造成冲击,干扰其它负荷的运行，使用时应特别注意。 （4）电压控制软起动：适用于轻载起动的场合，在保证起动压降的前提下可使

8、电动机获得最大的起动转矩，可以一定限度地缩短起动时间，电压控制软起动是轻载软起动的最优方式。 二、软起动器的适用场合 1. 软起动器的适用场合(1)生产设备精密,不允许起动冲击,否则会造成生产设备和产品不良后果的场合。 (2)电动机功率较大,若直接起动,要求主变压器容量加大的场合。(3)对电网电压波动要求严格,对压降要求10% UN的供电系统。(4)对起动转矩要求不高,可进行空载或轻载起动的拖动系统和设备。 2.严格地讲，在起动转矩小于额定转矩的50%的拖动系统才适合使用软起动器解决起动冲击问题；对于需重载或满载起动的设备，若采用软起动器起动，不但达不到

9、减小起动电流的目的,反而会要求增加软起动器的晶闸管的容量，这样会增加成本；若操作不当,还有可能烧毁其晶闸管；此时只能采用变频软起动。因为软起动器调压不调频,转差功率始终存在,难免过大的起动电流;而变频器采用调频调压方式,可实现无过流的软起动,且可提供1.22倍左右额定转矩的起动转矩,特别适用于重载起动的设备。但是市场上同等容量的变频器的价格要比软起动器的价格高得多了。  3.异步电动机的调压调速：异步电动机的调压调速属低效调速方式,因为在调速过程中始终存在转差损耗,因此其调压与调速有很大的限制；并不是任何一台普通的笼型电机加上一套晶闸管调压装置,就可以实现调压调速的。 4.要想实现调压与调速，首先必须改变电动机的外特性,新的外特性必须使电动机有一个宽广而稳定的调速范围；一般要采用高转差率的电动机、交流力矩电机或在绕线式电机的转子绕组中串接电阻