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湖南畅富科技有限公司
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SIEMENS 湖南环辰泰瑞电气设备有限公司
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1、引言
异步电动机是工农业生产中较为广泛的电力拖动设备，其使用过程存在三个问题。首先是启动问题：特别是几十、几百千瓦以上的*容量电动机，额定电流就有几百安培，启动电流达近千安培，甚至几千安培，电动机启动时冲击电流流过供电变压器、供电线路，会造成供电母线很大的电压降落。严重时启动的电动机本身不仅转不起来，在同一条供电母线的其他设备也受影响，电灯变暗、数控设备失常、带重载电动机甚至会停车、变电所的欠电压保护会跳闸造成停电事故。其次是节能问题：异步电动机在运行期间有很大的节能空间，特别在轻载时功率因数低、效率低，电机发热严重。*三是电动机运行安全问题：断相、短路、严重过载等故障会给运行中的电动机带来较大的危害。
智能化软启动器是集电机软启动、软停车、轻载节能和综合保护于一体的新颖电机控制设备。近些年来，随着电力电子技术、计算机控制技术的飞跃发展，国内外都十分重视各种智能化软启动器的研究和开发，且发展很快，目前市场有多种型号的软启动器可供用户选择，不同的产品所具功能不尽相同，控制方法不尽相同。结合自己几年来从事智能化启动器产品的研究工作和对市场同类产品的认识，本文旨在从软启动控制方式、节能方法对智能化软启动器作一技术综述。
2、软启动控制方式
电动机软启动控制旨在限制启动电流，减小冲击电流对电网的影响。对照过去的启动方法：定子串电阻启动、定子串饱和电抗器启动、Y-Δ变换启动和现在的软启动方法：液阻软启动、磁控软启动、晶闸管软启动，限流的实质没有太大的改变。只是从有级控制过渡到无级控制、从硬件调节到软件调节、从机械自动化过渡到智能自动化。
2.1、液阻软启动
液阻软启动，相当于过去的定子串电阻启动。液阻是一种由电解液形成的电阻，它的阻值正比于相对的二块较板间的距离，反比于电解液的电导率。在启动过程通过控制较板距离或调节电导率都可实现电动机的软启动控制。由于液阻热容量大、阻值可无级调节，通过选择计算机预置的某种软启动算法控制一套伺服机构来调整较板距离，无级调节串入定子绕组的等效电阻，达到限流软启动的目的。所以液阻软启动较传统的定子串电阻启动，具有启动方式多样化（预置多种软启动算法）、控制智能化、调节无级化等优点。特别适用于高压大容量电动机的软启动。但液阻软启动同样存在一些缺点：软启动重复性差（受温升和热容量限制）、启动能耗大、体积大、维护性差。
2.2、磁控软启动
磁控软启动，相当于过去的定子串饱和电抗器启动。磁控磁饱和电抗器有三相交流绕组和一个直流励磁绕组。三相交流绕组串接在电动机三相定子绕组上，限流作用的强弱变化通过控制支流励磁电流改变铁心的磁饱和度实现的，所以叫磁控软启动。与传统的定子串电抗器启动相比，磁控软启动对限流作用的调节是静止的、无接触的、非机械式的，应用电力电子技术和计算机技术实现磁控软启动，*做到启动方式多样化、控制方法智能化。磁控软启动存在的缺点有：启动能耗大、运行噪声大、设备体积大。磁控软启动器适用于大容量高压电机软启动场合。
2.3、晶闸管软启动
从降压限流的角度看，晶闸管软启动相当于过去的Y-Δ变换启动方式。启动过程启动器没有功率损耗（忽略晶闸管开关损耗）。通过计算机控制串接于电源与电动机定子绕组间的晶闸管导通角，使电动机按预设的函数关系U= ，在预定的时间内完成软启动。由于U= 关系简单，很*实现斜波电压启动和脉冲电流加斜波电压启动。系统如果有电流负反馈及电压负反馈，还可以按电流控制启动、电压控制启动、转矩控制启动、转矩加突跳控制启动编程。在上述启动方式中，较适用较先进的启动方式应是转矩控制启动、电压控制启动、和转矩加突跳控制启动。目前的软启动器多为限电流和斜波电压启动。如“ABB”软启动器；“雷诺尔”软启动器为电压控制、转矩控制及转矩加突跳控制启动；“AB”、“施耐德”、“西门子”等公司生产的软启动器为限流启动和转矩加突变控制启动。
2.4、三类软启动器性能比较
本文从软启动时间、启动谐波影响、启动重复性、可控方式多样性、启动装置在启动过程中的噪声、是否节能、体积、适用范围等几个方面对三类软启动器作一比较，性能综合比较见表1所示：
表1 三类软启动器性能比较
类别 启动时间 谐波 启动可重复性 噪声 体积 可控方式多样性 节能效果 使用范围
晶闸管软启动器 可调、快 存在 好 无 小 好 好 小、中型电动机和大型电动机（价格不占优势）
磁控软启动器 可调、较快 存在 较好 有 大 较好 差 中、大型电动机
液阻软启动器 慢 没有 差 无 大 差 差 中、大型电动机
由此可见，晶闸管软启动器综合性能较优，代表着软启动器发展的方向。特别是在电动机节能运行控制方面起着举足轻重的角色。
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1，星三角起动（采用接触器）：属于有级减压起动，是三角形运行的三相异步电机为了降低起动电流，采用星形接线起动，起动后改为三角形运行，在起动和切换过程时会产生冲击电流。并且起动电流不可调。
2，软起动（采用软起动器）：是靠单片机控制晶闸管的导通角，实现电压从零平滑上升，起动电流、电压、时间在一定范围内可调，从而达到平滑起动，减小对电网冲击的特点。
（遥想当年曾经有一段时期痴迷于画晶闸管调速波形图，画得不亦乐乎，基本是满分+范图的节奏，现在真是对不住老师的辛勤教导，几乎忘得一干二净了表情。）
软起动器的特点：
（1）软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。无冲击电流。
（2）软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。恒流起动。
（3）软起动器可以根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至较佳的起动电流。
所以，在很多特殊场所内的设备，尤其是需要考虑电网冲击的建筑内，设备控制方式均采用了软起动。多年前，曾经就遇到过一个案例，某一设备产品的经销商，可能由于初涉行业，在与客户方确认时未关注设备的安装使用场所，选择了低配的设备起动控制方式，而客户方恰恰是一家综合性的医院，在综合医院建筑设计电气规范内，有明确的关于用电设备用电负荷要求，由于起动方式的不同，设备运行产生了冲击电流，进而影响到了整个工程的验收进度。后来，我们协助到现场进行改造，在设备的控制箱外单独配置了软起动箱，更换安装为软起动控制方式，从而顺利解决了设备起动控制问题表情。
3，变频起动（采用变频器）：
变频器实际和软起动器是两种完全不同用途的产品。
变频器是用于需要调速的地方，其输出不但能改变电压，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。所以变频器具备所有软起动器的功能。但是，它的价格就要比软起动器贵得多，结构也复杂得多。
所以，当客户需要优于星三角起动配置的方案时，我们首先推荐的就是软起动配置。
选型方面，就由西门子3RT系列接触器，华丽丽的升级为西门子3RW系列软起动器！
什么？你说如果客户还有其他要求呢？那么再次拉轰高端的升级方案，就留到下回分解吧。
有请今天的主角登场（鼓掌表情表情）：西门子3RW系列软起动器
1，看看“3RW们”在仓库内的货架上整装待发，这里不得不吐槽下，“他们”全部来自远方，每一个的标签印刷着“Made in Germany”, 所以宝宝心里苦啊，不得不提前通知采购备货，什么时候像3RT系列接触器一样国产化就好了。
附件 1仓库货架上的软启动.jpg
2，3RW系列软起动器的正面、侧面。由于拍摄水平、时间、地点不同，大家将就下吧，还有些比较模糊的照片我自己也看不清楚了，就没有上传。
附件 2软启动器正面.jpg
附件 3软启动器正面.jpg
附件 4软启动器正面.jpg
附件 5控制箱 软启动器照片.jpg
附件 6软启动侧面.jpg
3，相关的西门子3RW系列软起动器资料，供大家参考：
