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摘要：作为重要的动力装置，电动机被广泛应用在工业、农业、交通领域。直流电动机的调速在过去一直占据重要的地位，但由于其自身结构限制，无法适应迅速发展的时代需求，尤其是换向器的机械强度不足，电刷容易被磨损等。在这一基础上，交流电动机应运而生。相对传统的电动机，其结构简单，便于操作，价位较低，更加的坚固耐用，惯量较小，运行可靠，在工业生产中应用广泛，在现代工业中发挥着越来越重要的作用。
关键词：电动机；软启动；技术发展
一、软启动技术原理
软启动是指运用串接于电源与被控电机之间的软启动器，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，直至启动结束，赋予电机全电压的启动方法。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功能于一体的新颖电机控制装置。
二、电动机软启动的三种方式
1、液阻软启动器
顾名思义是利用电解液离子导电的性质，启动装置的三相电源分别在三个相互绝缘的箱体，箱体内有电解液和一静(固定的)一动两块导电极板。把电动机的转子回路串入两块极板，通过改变两极板之间的距离或电解液的浓度，进而改变转子电阻阻值，就可以调节电机的启动。
按照不同的被启动电机串接方式也不同。绕线式电机是转子接入液阻启动器。鼠笼式电机是定子接入液阻启动器。工作过程一般为，当发出电机启动信号，液阻箱中的动极板匀速向静极板运动，随着距离靠近，液阻也变小，当电机达到设定的额定转速，启动装置会切除液阻连接，转入旁路运转。液阻软启动适用于交流380V~100000V，频率50Hz。对于电网不稳定的地区尤其适用。使用和维护该设备时应该注意以下几点。
（1）要定期巡查液阻箱内的液阻位置，缺少时要及时添加。当电解液浓度不够时，及时添加电解粉。
（2）当气温降低时，要做好电解液防结冰问题。
2、磁控软启动器
就是利用铁磁材料的交流有效磁导率随直流磁场的变化而变化的性质，电机的定子回路串入磁饱和电抗器，通过闭环控制调节绕组中的直流大小，可以改变电抗器铁芯的磁导率，进而改变初级绕组的阻抗，这样可以平滑的启动电机。
晶闸管软启动一般有几种启动方式。
（1）简单的启动，只是简单改变晶闸管的导通角，由于结构简单没有保护电路，所以很容易造成晶闸管损坏。
（2）电机启动时在开始时电流逐渐增大，当电流达到预设值后保持恒定。直到电机启动完毕。
（3）电机启动后，在很短的时间内电流就达到预设值。
（4）晶闸管软启动的保养维护要注意定期巡查设备元件是否有松动，过热现象。如果现场粉尘大，应定期经常吹扫，以防止晶闸管过热。
三、电机软启动器的分类
1、在线运行软启动器：
在上个世纪，软启动器产品都是在线运行方式。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）使电路简单便于维护和检修。
2、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。它的优点是回避了可控硅在线运行的缺点，尤其不需要机械风冷。但是，它同时带来缺点：（1）电路复杂化，系统可靠性降低，（2）强大的智能控制器不能充分利用，有的不能对电动机保护。（3）增加成套装置的体积和成本。（4）增加维护与检修的难度。综合比较后市场上还是多数采用了旁路运行方式，即便是选用了在线运行方式的软启动器，设计人员还是加装一套旁路运行接触器，使软启动器旁路运行。回避了可控硅在线运行的缺陷。
3、内置可控硅旁路型在线运行软启动器：
内置可控硅旁路型在线运行软启动器（简称内置旁路型软启动器），是在在线运行软启动器内部设置了一套机械触头与可控硅并联，在电机软启动过程和软停车过程中由可控硅运行，机械触头断开，当电动机正常运行时可控硅关闭，机械触头闭合。这套动作过程是通过内部控制器自动完成的，对外部接线来讲是一个装置，所以称做在线运行。它又可称作旁路型的软启动器将外边的接触器移到了软启动器里边集成为一体并能保证体积不增加。它的优点：（1）电路简单。（2）自然风冷。（3）可控硅只管启动和停车，回避可控硅在线运行所带来的功耗与散热。（4）体积小（和旁路型的一般大小）。（5）强大智能控制器得以全面发挥，能对电动机起到起停与保护及其控制。（6）节省成套空间。（7）由于可控硅和机械触头组合一体的设计，通过智能控制器实现了机械触头无电弧，使的机械触头的电寿命等于机械寿命，解决了接触器长期以来难以解决的问题，与旁路型相比大大提高了系统可靠性。（8）节能，此节能是指软启动器本身，与可控硅在线型相比可忽略不计。与旁路型相比减少60%，其原因是由于内置旁路型的机械触头采用了无电弧控制，其银点的硬度大大降低，触点的接触电阻大大降低，使得机械触头的闭合压力大大降低，机械触头的吸合磁力机构减小一半，降低一半能耗，机械触头的触点能耗也降低了一半，综合起来机械触头与磁力机构的能耗与旁路接触相比降低一半，再加上节省热继电器的能耗所以与之旁路型相比综合起来能节省60%。
四、大型电动机软启动技术发展
全球性“节能减排”工业改造计划正在大规模推行,中国作为世界大国也高度重视节能减排，低能耗、低污染的低碳经济将是中国未来发展的必经之路。如今，中国正在坚定不移地推动低碳经济，相关节能减排政策已密集出台。这些举措其实都是国内变频器企业千载难逢的机遇，变频器行业将迎来新一轮高速增长期。我们的变频器不仅要满足国内市场的需求，还要出口的世界各地，在全球的节能减排革命中发挥作用。软启动器是为了填补星-三角启动器和变频器在功能实用性和价格之间的鸿沟而研发的产品，因此说它是过渡产品。随着变频器成本的逐渐下降，软启动器的市场空间将越来越小。至于未来软启动器是否会完全消失，这还需要市场的进一步验证。就目前情况而言，软启动器依然有自己的生存空间，在电机运行负载功率在80%以上时，选用软启动器依然是最好、最实用、最省钱的。在未来几年，软启动器的市场依然会稳定增长，但是增速远远低于变频器市场的增速，并随着市场竞争的加剧，一批规模小竞争力弱的企业被淘汰，软启动器市场集中度将进一步增加。目前，软启动器产品的应用涉及到我国国民经济较多领域，电力、冶金、建材、机床、石化和化工、市政、煤炭是七个主要行业。湖北源创电气有限公司是一家专业从事无功补偿,软启动器,变频调速器,>,开关柜,进相器,余热发电装置,进相器机于一体的高新技术企业。
结语
我们相信异步电动机软启动必将随着科学的进步而迅速发展，推动整个电力系统的发展与完善，实现长远的发展目标。三相异步电动机的软启动方式很多。随着技术进步的加速，各种新的软启动控制方式也脱颖而出，比较各种软启动方式的优缺点，可从中选择出适合特定应用场合的最佳软启动方案。软启动器作为新一代的工业控制装置，以其优越的启动性能而广泛应用于冶金、化工、电力、煤炭、水利、轻工等各个行业。
参考文献
[1]王宏华 高压大功率异步电动机软启动技术综述〔J〕机械制造与自动化，2014（10）.
[2]徐甫荣 交流异步电动机软启动技术〔J〕 电气时代，2003（8）.
[3]陈小梅 异步电动机的软启动技术〔J〕 科技资讯，2008（2）.
论文作者:杨鹏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/28
标签：软启动论文; 旁路论文; 在线论文; 可控硅论文; 电机论文; 电动机论文; 机械论文; 《电力设备》2018年第29期论文;