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引言
随着计算机技术及电力电子技术的快速发展，交流电机软启动器已广泛应用于工业领域中。传统的电机起动存在较大的电流冲击或突跳转矩易造成电机、电气、电网及机械设备的损害，为减少设备损害，提高系统稳定性，可选择软启动器作为电机的启停控制方式，可有效提高设备使用寿命，经济效益明显。
关键词：软启动器；电机；电路
1概述
随着工业经济的快速发展，电动机已广泛应用于各个行业，发挥的作用越来越大，为更好的发挥其性能和使用寿命，针对人们对转动设备的启动和运行以及到停止全程的平稳性、机械稳定性、工艺上的精密性要求更高，同时对设备的节能和控制要求现代化水平越来越高。因此，近年来对电动机的启动和调速进行了深入研究并开发了电子软启动器和变频器，实现了对电机启动到停止的全过程的电压、电流、相位和频率的控制和调整。使启动过程中的电机得到有效控制，特别是，变频调速和串级调速实现了对电机运行速度根据负荷要求进行调整，实现了人们对电机软启动的各项要求。大大提高了其使用的安全性，减少了故障率，提高了效率。交流电动机软启动器是一种集电动机软启动、软停止、节能运行及各种保护功能于一体的新颖启动控制器。
2 软启动器原理及电路构成
2.1 软启动器原理
电机软启动器是在当前电子技术发展的基础上设计而产生的，是一种具有先進水平的新型起动设备，可有效限制交流异步电动机起动时的起动电流，可广泛应用于风机、水泵、输送类及压缩机等负载，是传统的星/三角转换、自耦降压、磁控降压等降压设备的理想换代产品。其工作原理：电机软启动器（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，串接于电源与被控电机之间，通过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，实现平滑启动，避免启动过流跳闸，直至起动结束，电机运行于全电压和接近或达到全速运行后，经一定延时控制，使旁路接触器闭合，软起动器的输出停止，改由接触器为电机供电，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，避免了电网谐波污染。同时，软启动器也具有软停车功能，与启动正好相反，电压逐渐下降，转数逐渐下降到零，避免转矩冲击。
2.2软起动器电路构成
软起动器的主电路，一般也由六只正反向并联的单向晶闸管组成，在三相调压电路上并联有旁路接触器的三组主触点。旁路接触器一般均由用户外置，由控制线路控制其通断，部分中、小功率软起动器机型，也有装置内部自置旁路接触器的，外围控制线路也相对简化。
控制板是以单片机（或称CPU）为核心的由模拟及数字集成电路构成的控制电路，包括CPU的基本电路、同步信号电路、输入电压、输出电流检测电路、脉冲触发电路，控制端子（模拟、数字输入/输出控制信号）电路、和控制电源、操作显示面板电路等单元电路，往往排列于1～3块线路板上。其中控制电源电路，同步信号采样电路和脉冲触发电路，输入电压、输出电流检测的前级电路会安排于同一块线路板上，这块线路板又称为触发板；而其它电路和输入电压、输出电流检测的后级电路则安排于另一块线路板上，这块线路板又称为CPU主板。
2.3 软起动器的参数设置
软起动器上电后，需对其有关参数进行设定，软起动器主要设置参数如下：
（1）起始电压：设定范围30-80%，一般轻负荷设为30%，重负荷设为50%，特重负荷设为80%，具体设置根据现场设备实际情况及所带负载息息相关。
（2）负载调节率：设定范围50-100%，出厂值为100%，在用户选用的软起动额定参数不与实际电机匹配时，为了使保护功能和显示参数的正确，应该重新设定负载调节率。
方法一：负载调节率（KT）=
方法二：负载调节率（KT）=
如当电机功率为160KW，软启动的功率为200KW，其负载调节率就是80%（160/200）。
（3） 起动时升压时间：上升时间设定范围0-100S，具体设置根据现场实际情况及个人经验设置。
（4）限制倍数：设定范围150%-500%，出厂值250%，重载和限流模式有效。
限流倍数=
例如：电机的额定电流为320A，软启动的额定电流为400A，以电机2.5倍的额定电流启动，其限流倍数就等于320X2.5/400，为200%。
（5） 停止时降压时间：0～60s，0为自由停车。软起动器在得到停止信号后，按照设定的降压时间，输出端由设定的级落电压（100%～30%的电源电压）降至初始电压，然后即刻降到零电压。
3 软启动器功能特点
传统电机起动方式属于有级减压起动，存在明显的缺陷，有二次冲击电流，对电网冲击较大，严重影响相关设备运行。软启动器的功能特点：
（1）过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，达到使电机恒流，平滑，减小对电网冲击，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，起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。。
（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，即可做出缺相保护反应。
（3）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电（4）机起动电流从零线性上升至设定值，几乎不引起二次冲击电流。测量回路参数功能：电动机工作时，软启动器内的检测器一直监视着电动机运行状态，并将监测到的参数送给CPU进行处理，CPU将监测参数进行分析、存储、显示。因此电动机软起动器还具有测量回路参数的功能。
（5）软启动器参数便于调整，控制结构简单，可靠性高，可根据现场负载情况及电网要求可自由地无级调整至最佳的起动电流，与固定电抗器比起动快，起动过程平稳。工业领域中一般是连续性生产，软启动器可避免或减少设备事故生及停机时间。
参考文献
[1]李林鸿.交流异步电动机模糊自适应软起动控制的研究[D].辽宁工程技术大学，2011.
[2]贾志斌.机械电子式软起动装置控制系统的研究[D].太原理工大学，2003.
[3]焦志刚.交流异步电动机软起动器的研究[D].苏州大学，2006.
[4]高越农.阎文金.几种高压软起动装置[J].自动化博览，2005（02）.
（作者单位：兖矿新疆煤化工有限公司）
随着计算机技术及电力电子技术的快速发展，交流电机软启动器已广泛应用于工业领域中。传统的电机起动存在较大的电流冲击或突跳转矩易造成电机、电气、电网及机械设备的损害，为减少设备损害，提高系统稳定性，可选择软启动器作为电机的启停控制方式，可有效提高设备使用寿命，经济效益明显。
关键词：软启动器；电机；电路
1概述
随着工业经济的快速发展，电动机已广泛应用于各个行业，发挥的作用越来越大，为更好的发挥其性能和使用寿命，针对人们对转动设备的启动和运行以及到停止全程的平稳性、机械稳定性、工艺上的精密性要求更高，同时对设备的节能和控制要求现代化水平越来越高。因此，近年来对电动机的启动和调速进行了深入研究并开发了电子软启动器和变频器，实现了对电机启动到停止的全过程的电压、电流、相位和频率的控制和调整。使启动过程中的电机得到有效控制，特别是，变频调速和串级调速实现了对电机运行速度根据负荷要求进行调整，实现了人们对电机软启动的各项要求。大大提高了其使用的安全性，减少了故障率，提高了效率。交流电动机软启动器是一种集电动机软启动、软停止、节能运行及各种保护功能于一体的新颖启动控制器。
2 软启动器原理及电路构成
2.1 软启动器原理
电机软启动器是在当前电子技术发展的基础上设计而产生的，是一种具有先進水平的新型起动设备，可有效限制交流异步电动机起动时的起动电流，可广泛应用于风机、水泵、输送类及压缩机等负载，是传统的星/三角转换、自耦降压、磁控降压等降压设备的理想换代产品。其工作原理：电机软启动器（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，串接于电源与被控电机之间，通过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，实现平滑启动，避免启动过流跳闸，直至起动结束，电机运行于全电压和接近或达到全速运行后，经一定延时控制，使旁路接触器闭合，软起动器的输出停止，改由接触器为电机供电，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，避免了电网谐波污染。同时，软启动器也具有软停车功能，与启动正好相反，电压逐渐下降，转数逐渐下降到零，避免转矩冲击。
2.2软起动器电路构成
软起动器的主电路，一般也由六只正反向并联的单向晶闸管组成，在三相调压电路上并联有旁路接触器的三组主触点。旁路接触器一般均由用户外置，由控制线路控制其通断，部分中、小功率软起动器机型，也有装置内部自置旁路接触器的，外围控制线路也相对简化。
控制板是以单片机（或称CPU）为核心的由模拟及数字集成电路构成的控制电路，包括CPU的基本电路、同步信号电路、输入电压、输出电流检测电路、脉冲触发电路，控制端子（模拟、数字输入/输出控制信号）电路、和控制电源、操作显示面板电路等单元电路，往往排列于1～3块线路板上。其中控制电源电路，同步信号采样电路和脉冲触发电路，输入电压、输出电流检测的前级电路会安排于同一块线路板上，这块线路板又称为触发板；而其它电路和输入电压、输出电流检测的后级电路则安排于另一块线路板上，这块线路板又称为CPU主板。
2.3 软起动器的参数设置
软起动器上电后，需对其有关参数进行设定，软起动器主要设置参数如下：
（1）起始电压：设定范围30-80%，一般轻负荷设为30%，重负荷设为50%，特重负荷设为80%，具体设置根据现场设备实际情况及所带负载息息相关。
（2）负载调节率：设定范围50-100%，出厂值为100%，在用户选用的软起动额定参数不与实际电机匹配时，为了使保护功能和显示参数的正确，应该重新设定负载调节率。
方法一：负载调节率（KT）=
方法二：负载调节率（KT）=
如当电机功率为160KW，软启动的功率为200KW，其负载调节率就是80%（160/200）。
（3） 起动时升压时间：上升时间设定范围0-100S，具体设置根据现场实际情况及个人经验设置。
（4）限制倍数：设定范围150%-500%，出厂值250%，重载和限流模式有效。
限流倍数=
例如：电机的额定电流为320A，软启动的额定电流为400A，以电机2.5倍的额定电流启动，其限流倍数就等于320X2.5/400，为200%。
（5） 停止时降压时间：0～60s，0为自由停车。软起动器在得到停止信号后，按照设定的降压时间，输出端由设定的级落电压（100%～30%的电源电压）降至初始电压，然后即刻降到零电压。
3 软启动器功能特点
传统电机起动方式属于有级减压起动，存在明显的缺陷，有二次冲击电流，对电网冲击较大，严重影响相关设备运行。软启动器的功能特点：
（1）过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，达到使电机恒流，平滑，减小对电网冲击，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，起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。。
（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，即可做出缺相保护反应。
（3）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电（4）机起动电流从零线性上升至设定值，几乎不引起二次冲击电流。测量回路参数功能：电动机工作时，软启动器内的检测器一直监视着电动机运行状态，并将监测到的参数送给CPU进行处理，CPU将监测参数进行分析、存储、显示。因此电动机软起动器还具有测量回路参数的功能。
（5）软启动器参数便于调整，控制结构简单，可靠性高，可根据现场负载情况及电网要求可自由地无级调整至最佳的起动电流，与固定电抗器比起动快，起动过程平稳。工业领域中一般是连续性生产，软启动器可避免或减少设备事故生及停机时间。
参考文献
[1]李林鸿.交流异步电动机模糊自适应软起动控制的研究[D].辽宁工程技术大学，2011.
[2]贾志斌.机械电子式软起动装置控制系统的研究[D].太原理工大学，2003.
[3]焦志刚.交流异步电动机软起动器的研究[D].苏州大学，2006.
[4]高越农.阎文金.几种高压软起动装置[J].自动化博览，2005（02）.
（作者单位：兖矿新疆煤化工有限公司）