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摘 要：軟啟動是集電子技術(shù)、微處理技術(shù)及模糊控制技術(shù)于一體的具有先進科技水平，運行安全可靠的電機控制裝置（國內(nèi)稱為soft starter），它具有很多傳統(tǒng)電機啟動裝置無法比擬的優(yōu)點，是較理想的換代產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)啟動；軟啟動裝置；電機；特性；原理；應(yīng)用
The Application and Property of Soft-start Device
Tan Bin
１ 傳統(tǒng)啟動裝置與軟啟動裝置的特點：
電動機傳統(tǒng)啟動方式有自耦減壓、Y/△減壓、延邊△減壓及串電抗器減壓（磁控式），其共同特點是控制線路簡單，啟動轉(zhuǎn)矩不可調(diào)并有二次沖擊電流，對負載有沖擊轉(zhuǎn)矩。如電網(wǎng)電壓下降可能會造成堵轉(zhuǎn)。上述方式在停機時均為瞬間動作，如無機械緩沖裝置會對相關(guān)設(shè)備造成損壞。
軟啟動裝置(RSD)有下特點：
1)降低電機啟動電流和配電容量，避免增容投資。
2)降低啟動機械應(yīng)力，延長電機及相關(guān)設(shè)備的壽命。
3)啟動參數(shù)可視負載調(diào)整，以達到最佳啟動效果。
4)多種啟動模式及保護功能，易于改善工藝、保護設(shè)備。
5)備有外控端子，可方便實現(xiàn)異地控制或自動控制。
6)全數(shù)字開放式操作顯示鍵盤，操作靈活簡便。
7)高度集成的Intel微處理器控制系統(tǒng)，性能可靠。
8)大電流無觸點交流開關(guān)無級調(diào)壓，調(diào)壓范圍寬、過載能力強。
9)產(chǎn)品可用作頻繁或不頻繁啟動。
有關(guān)研究資料報道，絕大部分故障都是在啟動過程中出現(xiàn)的，RSD的出現(xiàn)，避免了以上傳統(tǒng)啟動的缺點，兩者性能比較參見表1。
注：表中STR數(shù)字式軟啟動器的啟動電流特性曲線，是選擇限流軟啟動方式下的電流特性曲線；電壓斜坡啟動方式下的電流特性曲線與限流軟啟動方式下的電流特性曲線有一定的差異。
２ RSD的工作原理
在三相電源與電機間串入三相聯(lián)晶閘管，利用晶閘管移相控制原理，啟動時電機端電壓隨晶閘
管的導通角從零逐漸上升，電機轉(zhuǎn)速逐漸增大，直至達到滿足啟動轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束啟動過程，此時旁路接觸器接通（避免電機在運行中對電網(wǎng)形成諧波污染，延長晶閘管壽命），電機進入穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)，停車時先切斷旁路接觸器，然后由軟啟動器內(nèi)晶閘管導通角由大逐漸減小，使三相供電電壓逐漸減小，電機轉(zhuǎn)速由大逐漸減小到零，停車過程完成。見圖1。
３ RSD的起停方式
３．１ 電壓斜坡軟啟動
啟動電機時，軟啟動器的電壓快速升至U1，然后在設(shè)定時間t內(nèi)逐漸上升，電機隨著電壓上升不斷加速，達到額定電壓和額定轉(zhuǎn)速時，啟動過程完成如圖2。
３．２ 限流啟動
啟動電機時，軟啟動器的輸出電壓迅速增加，直到輸出電流達到限定值，保持輸出電流不大于該值，電壓逐步升高，使電動機加速，當達到額定電壓、額定轉(zhuǎn)速時，輸出電流迅速下降至額定電流，啟動過程完成，如圖3。該方式用于某些需快速啟動的負載電機。
３．３ 斜坡限流啟動
啟動電機時，輸出電壓在設(shè)定時間內(nèi)平穩(wěn)上升，同時輸出電流以一定的速率增加，當啟動電流增至限定值Im時，保持電流恒定，直至啟動完成如圖4。
該方式適用于泵類及風機類負載電機。
３．４ 軟停車
在該方式下停止電機時，電機的輸出電壓由額定電壓在設(shè)定的軟停時間內(nèi)逐步降低至零，停車過程完成（如圖5）。該方式常用于水泵負載，它成功地解決了傳統(tǒng)停車過程中的“水錘”現(xiàn)象（即瞬間停機引起流體原來狀態(tài)的劇烈變化，造成流體對管道的沖擊）。
４ RSD的典型應(yīng)用
例1：某廠排水站有3臺250 kW 380 V電機，當電機直接停車時，由于管內(nèi)水的反壓排水出口閥們處“拍門”撞擊聲很響，并發(fā)出2次撞擊聲，利用RSD軟起停車功能，“拍門”撞擊聲明顯減小，過去曾出現(xiàn)直接停車即“水錘現(xiàn)象”損壞事故，維護不僅工作量大，還需潛水員下水作業(yè)，維護一次費用達2萬元，用了西安西普公司STR/250-3型（價格約2.5萬元/臺）后，從此未出現(xiàn)任何故障。有關(guān)電氣原理圖詳見圖6。
例2：某廠有兩臺渣漿泵輸出固液混合物料，一用一備。由于泵的葉輪和殼體均采用高耐磨而且葉輪是采用與轉(zhuǎn)向相同的螺絲緊固，因此在試車(點動)過程中因電機反轉(zhuǎn)而使葉輪從軸上退出并擊壞泵體。
采用STRA系列RSD裝置后，使點動電壓連續(xù)可調(diào)，因而可選擇一個較低點動電壓值使試車時點動而對設(shè)備無任何影響，在設(shè)備檢修時也可以利用點動功能來盤車。也可使兩臺泵輪流工作，使兩泵運行利用率均等，延長泵電機的使用壽命，有關(guān)電路圖詳見圖7。
以上僅舉2例說明RSD的應(yīng)用及產(chǎn)生的效益，RSD還有很多應(yīng)用場合，在鋼鐵、電力冶金、石化、民用、建筑等場合均有廣泛應(yīng)用。
５ RSD的發(fā)展
實際應(yīng)用中為便于控制，常獎RSD開關(guān)及控制電路組成一個完整的電機控制中心(MCC)以實現(xiàn)對電機的綜合控制及故障記錄報警。RSD與可編程序控制器組合后，使控制系統(tǒng)的設(shè)計更為方便靈活及可靠。
軟啟動器自20世紀80年代由國外進入國內(nèi)后，國內(nèi)有關(guān)部門進行了大量研究及實踐，特別是西安西普公司(江主席曾親臨此公司現(xiàn)場參觀考察)近年來在這個領(lǐng)域作了大量有益的工作，RSD的功能不斷擴正在開發(fā)及研制適用于繞線型異步電機，同步電動機及雙速電動機的控制系列產(chǎn)品，RSD在性能與國外(AB公司，schneider公司)同類產(chǎn)品相同的前提下，平均價格比以上公司同類產(chǎn)品便宜50%，與國內(nèi)自耦減壓裝置相比容量在75 kW以下電機價格貴約60%，容量在90 kW～315 kW僅貴20%左右，在電機輕載時，還可以達到節(jié)能的效果。
６ 結(jié)束語
綜上所述，可看出RSD有傳統(tǒng)啟動裝置無法比擬的優(yōu)點，特別適用于各類泵類或風機負載，對工作機械較特殊的如突跳、平滑加速、減速、快速停止，低速制動的場合，也適用RSD它是傳統(tǒng)啟動裝置的理想換代產(chǎn)品。
參考文獻
［１］ 龐傳貴、李陸峰.民用與工業(yè)建筑各類水泵自動控制圖集［Ｍ］．北京：水利電力出版社.
［２］ 朱仁初、萬伯任.電力施動控制系統(tǒng)設(shè)計手冊［Ｍ］．北京：機械工業(yè)出版社.
［３］ 西安西普電力電子有限公司.STR數(shù)字式交流電動機軟啟動器［Ｍ］．
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