【摘 要】本文介紹一種針對水泵電機的軟起停方式，它以傳統晶閘管軟起動的主電路結構為基礎，通過轉矩閉環控制來調節觸發角度，按照水泵系統的特性曲線來控制電機的電磁轉矩，使控制電機起停的電磁轉矩與泵系統特性曲線相匹配，使水泵能夠平穩起停，避免“水錘”現象的發生。

　　2 “水錘”的概念

　　3 解決水錘效應的方法

　　泵系統的流量Q和轉速N有基本關系式：

　　泵系統的轉速N與液流壓力P有如下關系：

　　電機的轉矩T與轉速N有如下關系：

　　由上述三式可得：

　　4.1 起動方式的比較

　　下圖為三種起動方式轉矩與速度的曲線圖。

圖4.1 三種起動方式的的轉矩/轉速曲線

　　從圖4.1中可以比較全壓起動，電壓斜坡軟起動以及泵控制軟起動的轉矩/轉速曲線，可知使用了泵控制功能后，電機轉矩一直和泵負載的轉矩相差一個近似恒定且數值不大的一個值，使起動過程產生的加速轉矩大大地降低，使輸出轉矩得到了完善的控制。

　　通過上面的比較，可以知道泵控制功能的軟起動器在解決轉矩沖擊，消除水錘上的優越性，下面對它的控制原理進行進一步的分析。

　　本文研究的泵控軟起動是以傳統晶閘管軟起動的主電路結構為基礎，并通過轉矩閉環控制來實現的，它的控制策略是通過對轉矩給定值和反饋值進行運算，來調整可控硅的觸發角，從而調整電壓值。具體來說，首先由反饋的電壓和電流值運算出電磁轉矩，再把它與給定值進行比較，得出差值，運算出需要調整的電壓值，在把它轉換為需要調整的觸發角變化值，以此來控制電機轉矩。

　　由電機運動方程，可知：

　　其中 為電機電磁轉矩， 為負載轉矩， 為轉動慣量。將電磁轉矩近似為時間t的一次函數，故可設　 為初始轉矩， 為電磁轉矩的上升斜率;

　　根據異步電機轉子的轉速公式：

?

　　得到轉差率s的計算公式：　　　其中 為電機極對數，a , b, c為常數， f為電源頻率;

　　假定起動過程中負載轉矩幾乎是不變的，且在可控硅的移相角 變化到 這一小段時間內，由于電機轉速的變化相對應其電磁量的變化來說要緩慢的多，因此只要足夠小，就可以假定電機在時刻處于穩定狀態，此時，電磁轉矩與負載轉矩 相等。

　　將 和s代入三相異步電動機機械特性方程 　　( ， 分別為定子的電阻和漏抗。 , 分別為轉子的電阻和漏抗)得到電壓U的表達式：

　　即相電壓與時間t的函數。再通過可控硅調壓后電壓有效值的計算公式

　　即得到可控硅的觸發角與時間的關系式。這就是在轉矩預定規律下得到的 角變化規律。