異步電動(dòng)機軟啟動(dòng)分析

　　電動(dòng)機作為重要的動(dòng)力裝置，已被廣泛用于工業(yè)、農業(yè)、 交通 運輸、國防軍事設施以及日常生活中。直流電動(dòng)機其調速在過(guò)去一直占統治地位，但由于本身結構原因，例如換向器的機械強度不高，電刷易于磨損等，遠遠不能適應現代 生產(chǎn)向高速大容量化 發(fā)展 的要求。而交流電動(dòng)機，特別是三相鼠籠式異步電動(dòng)機，由于其結構簡(jiǎn)單、制造方便、價(jià)格低廉，而且堅固耐用，慣量小，運行可靠等優(yōu)勢，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了極廣泛的應用，也正在發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。
　　一、軟啟動(dòng)的現狀
　　交流電動(dòng)機和直流電動(dòng)機相比存在許多優(yōu)點(diǎn)，但當異步電機在起動(dòng)過(guò)程中又有許多弊病。所謂起動(dòng)過(guò)程是在交流傳動(dòng)系統中，當異步電動(dòng)機投入電網(wǎng)時(shí)，其轉速由零開(kāi)始上升，轉速升到穩定轉速的全過(guò)程。如不采用任何起動(dòng)裝置的情況下，直接加額定電壓到定子繞組起動(dòng)電動(dòng)機時(shí)，電機的起動(dòng)電流可達額定電流的4～8倍，其轉速也在很短時(shí)間內由零上升到額定轉速。同時(shí)三相感應電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)的轉矩沖擊較大，一般可達額定轉矩的兩倍以上。起動(dòng)時(shí)過(guò)高的電流一方面會(huì )造成嚴重的電網(wǎng)沖擊，給電網(wǎng)造成過(guò)大的電壓降落，降低電網(wǎng)電能質(zhì)量并影響 其他設備的正常運行。而過(guò)大的轉矩沖擊又將造成機械應力沖擊，影響電動(dòng)機本身及其拖動(dòng)設備的使用壽命。因此，通?？偸橇η笤谳^小的起動(dòng)起動(dòng)電流下得到足夠大的起動(dòng)轉矩，為此就要選擇合適的起動(dòng)方法 。在選擇起動(dòng)方法時(shí)可以根據具體情況具體要求來(lái)選擇。
　　對三相鼠籠式異步電動(dòng)機的起動(dòng)電流的限制，通常有定子串接電抗器起動(dòng)、Y-△起動(dòng)、自藕變壓器將壓起動(dòng)、延邊三角形起動(dòng)。而對繞線(xiàn)式交流電動(dòng)機，常采用轉子串接頻敏變阻器起動(dòng)、轉子串電阻分級起動(dòng)。但這些傳統的起動(dòng)方法都存在一些問(wèn)題 。
　　1．定子串接電阻起動(dòng):由于外串了電阻，在電阻上有較大的有功損耗，特別對中型、大型異步電動(dòng)機更不 經(jīng)濟 ，因此在降低了起動(dòng)電流的同時(shí)、卻付出了較大的代價(jià)— 起動(dòng)轉矩降低得更多，一般只能用于空載和輕載。
　　2．Y--△起動(dòng):丫一△起動(dòng)方法雖然簡(jiǎn)單，只需一個(gè)Y一△轉換開(kāi)關(guān)。但是Y--△起動(dòng)的電動(dòng)機定子繞組六個(gè)出線(xiàn)端都要引出來(lái)，對于高電壓的電動(dòng)機有一定的困難，一般只用于△接法380v電動(dòng)機。
　　3．自禍變壓器將壓起動(dòng):自禍變壓器將壓起動(dòng)，比起定子串接電抗器起動(dòng)，當限定的起動(dòng)電流相同時(shí)，起動(dòng)轉矩損失的較少;比起卜△起動(dòng)，有幾種抽頭供選用比較靈活，并且鞏/峨較大時(shí)，可以拖動(dòng)較大些的負載起動(dòng)。但是自禍變壓器體積大，價(jià)格高，也不能拖動(dòng)重負載起動(dòng)。
　　4．延邊三角形起動(dòng):采用延邊三角形起動(dòng)鼠籠式異步電動(dòng)機，除了簡(jiǎn)單的繞組接線(xiàn)切換裝置之外，不需要其他專(zhuān)用起動(dòng)設備。但是，電動(dòng)機的定子繞組不但為△接，有抽頭，而且需要專(zhuān)門(mén)設計，制成后抽頭又不能隨意變動(dòng)。
    隨著(zhù)電力技術(shù) (尤其是集成電路、微處理器以及新一代電力電子 器件)的不斷發(fā)展，異步電動(dòng)機起動(dòng)過(guò)程中的起動(dòng)電流過(guò)高，起動(dòng)轉矩過(guò)小等問(wèn)題得到了很好的解決。
    從20世紀70年代開(kāi)始推廣利用晶閘管交流調壓技術(shù)制作的軟起動(dòng)器，以及
采用微控制器代替模擬控制電路，發(fā)展成為現代的電子軟起動(dòng)器。

二、軟啟動(dòng)的特點(diǎn)
　　 電子 軟起動(dòng)器相對于傳統的起動(dòng)方式，其突出的優(yōu)點(diǎn)體現在:
   1．電力半導體開(kāi)關(guān)是無(wú)電弧開(kāi)關(guān)和電流連續的調節，所以電子軟起動(dòng)器是無(wú)級調節的，能夠連續穩定調節電機的起動(dòng)，而傳統起動(dòng)的調節是分檔的，即屬于有級調節范圍。

   2．沖擊轉矩和沖擊電流小。軟起動(dòng)器在起動(dòng)電機時(shí)，是通過(guò)逐漸增大晶閘管的導通角，使電機起動(dòng)電流限制在設定值以?xún)?，因而沖擊電流小，也可控制轉矩平滑上升，保護傳動(dòng)機械、設備和人員。

   3．軟起動(dòng)器可以引入電流閉環(huán)控制，使電機在起動(dòng)過(guò)程中保持恒流，確保電機平穩起動(dòng)。

   4．根據負載情況及電網(wǎng)繼電保護特性選擇，可自由地無(wú)級調整至最佳的起動(dòng)電流，節省電能。

   5．由于采用微機控制，可在起動(dòng)前對主回路進(jìn)行故障診斷，且數字化的控制具有較穩定的靜態(tài)特性，不易受溫度、電源電壓及時(shí)間變化等因素的影響 ，因此提高了系統的可靠性，有助于系統維護.
    同時(shí)，軟起動(dòng)器還能實(shí)現直接 計算 機通訊控制，為自動(dòng)化控制打下良好的基礎。
　　三、軟起動(dòng)的 發(fā)展 方向
     1．短期展望:軟起動(dòng)將仍然以各種形式的降壓（限流）軟起動(dòng)為它的主要形式。從理論 上說(shuō)，性能價(jià)格比高的產(chǎn)品將占有更大的市場(chǎng)份額.但是，在各種 應用 場(chǎng)合，人們對于各種性能的側重面不同，使各類(lèi)起動(dòng)產(chǎn)品 (包括傳統的星三角起動(dòng))都可能會(huì )贏(yíng)得自己的市場(chǎng)。
　　2．長(cháng)期展望:變頻軟起動(dòng)將成為軟起動(dòng)的主流。各種形式的降壓軟起動(dòng)將與星三角起動(dòng)等技術(shù)一起歸并為傳統的起動(dòng)技術(shù)。隨著(zhù)變頻器價(jià)格的逐漸下降，可靠性的進(jìn)一步提高，未來(lái)成為主流產(chǎn)品的軟起動(dòng)裝置將是帶有軟切換功能的廉價(jià)的變頻器。