异步电动机的软起动技术
软启动方式
软起动的起动方式
软起动器的功能主要是实现软起动和软停车，而软停车相当于是软起动的逆过程。三相异步电动机软起动器拥有多种起动模式，可以满足不同的起动要求。下面详细介绍：
(1)限流起动
限流起动就是在电动机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值Im的软起动方式，起动波形如图2-8所示。主要用于轻载起动的降压起动，其输出电压从零开始迅速增长，直到其输出电流达到预先设定的电流限值Im，然后保持输出电流不大于该值的条件下逐渐升高电压，直到额定电压。这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整起动电流的限定值Im。其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间，损失起动转矩，起动时间相对较长。该方法应用较多，适用于风机，泵类负载。
图2-8 限流启动波形
(2)电压斜坡起动
输出电压由小到大斜坡线性上升，将传统的有级降压起动变为无级，主要用在重载起动。它的缺点是起动转矩小，且转矩特性呈抛物线型上升对起动不利，起动时间长，对电动机不利。改进的方法是采用双斜坡起动，如图2-9所示。输出电压先迅速升至U(U，为电动机起动所需的最小转矩所对应的电压值)，然后按设定的斜率逐渐升高电压。直至达到额定电压，初始电压和电压上升率可根据负载特性调整。在加速斜坡时同期闻，电动机电压逐渐增加，加速斜坡时间在一定时间范围内可调整，加速斜坡时间一般在2～60秒之间。这种起动方式的特点是起动电流相对较大，但起动时间相对较短，适用于重载起动的电动机。
图2-9 电压斜坡启动波形
(3)转矩控制起动
主要用于重载起动，如图2-10所示。它是按照电动机的起动转矩线性上升的规律控制输出电压。其优点是起动平滑、柔性好、对拖动系统有利，同时减少对电网的冲击，使最优的重载起动方式。其缺点就是起动时间较长。
图2-10 转矩控制启动波形
(4)转矩加突跳控制起动
转矩加突跳控制起动与转矩控制起动一样，也是用在重载起动的场合。所不同的是在起动的瞬间用突跳转矩，克服拖动系统的静转矩，然后转矩平滑上升，可缩短起动时间。但是，突跳会给电网发送尖脉冲，干扰其他负荷。转矩加突跳控制起动如图2-11所示。
鼠笼型三相异步电动机传统启动与软启动的优缺点
鼠笼型三相异步电动机传统启动与软启动的优缺点
一、前言
随着国民经济的飞速发展，科学技术的日新月异，钻井设备的更新与发展，对电气配套设备的技术要求也越来越高。软启动控制系统得到了广泛的应用。如：水站配电柜、高低压移动变电站、无人值守泵站、无人值守供热站、各种遥控调度系统、生产作业自动化等等。这正是国家实现科学技术现代化的重要标志，也是每一个技术人员肩负的重要责任。软启动技术的应用，给我们提出了很多要求。如电网的波动性，执行机构的智能配套等，都要求越来越严格。作为重要驱动执行机构的电动机来说，它的控制方式受到广大技术人员的高度重视。既要为智能控制打下良好基础，又要降低电动机起动时对电网的冲击。所以，不得不在电动机的起动设备上做工作。
鼠笼型异步电动机电子硬启动器的问世给技术人员化解了这个问题。它既能够发生改变电动机的再生制动特性维护拖曳系统，更能够确保电动机可信再生制动，又能够减少再生制动冲击，而且备有计算机通讯USB同时实现智能控制。二、电动机再生制动方式的挑选
传统启动装置与软启动装置的优缺点：
电动机传统启动方式有自耦预热、y/△预热、延边△预热及串成电抗器预热（磁控式），其共同特点就是掌控线路直观，启动转矩不容调并存有二次冲击电流，对功率存有冲击转矩。例如电网电压上升可能会导致万萨县。上述方式在停机时均为瞬间动作，例如并无机械缓冲器装置可以对有关设备导致损毁。硬启动装置存有下特点：
1)降低电机启动电流和配电容量，避免增容投资。2)降低启动机械应力，延长电机及相关设备的寿命。3)启动参数可视负载调整，以达到最佳启动效果。4)多种启动模式及保护功能，易于改善工艺、保护设备。5)备有外控端子，可方便实现异地控制或自动控制。6)全数字开放式操作显示键盘，操作灵活简便。7)高度集成的intel微处理器控制系统，性能可靠。
8)小电流无触点交流控制器无级调压，调压范围阔、负载能力弱。9)产品可以用做频密或不频密启动。
施耐德ATS22软启动器使用说明
施耐德ATS22软启动器使用说明
ATS22软起动器是由施耐德公司生产的一种电气设备，用于控制和保护三相异步电动机的启动。本文将详细介绍ATS22软启动器的使用说明。
一、ATS22软启动器的特点：
1.启动器具有良好的过载保护功能，可保护电动机和电器设备。
2.采用软启动技术，可实现电动机的平稳启动和停止。
3.启动器具有小型、易安装、操作简单的特点。
4.启动器具有先进的保护和监控功能，可确保电动机的安全运行。
二、ATS22软启动器的安装：
1.在进行安装前，请确保设备和电源已经断开。
2.安装软启动器时，要保证启动器的散热良好，不要堵塞散热孔。
3.软启动器的安装位置应远离易燃易爆或尘埃大的场所，并且避免遭受直射阳光。
4.安装时，请确保该电气设备符合国家和地方的安全规范。
三、ATS22软启动器的操作：
1.ATS22软启动器具有一键启动和停止的功能，操作非常简单。
2.对于连续启动和停止的情况，可以接通保持回路来实现一键连续启动和停止的功能。
3.在启动和停止过程中，请确保电源的稳定，以避免电动机受损。 4.在启动和停止之前，最好先观察和检查周围环境和电动机的运行状态，以确保安全。
四、ATS22软启动器的保护功能：
1.过载保护：当电动机负载超过额定电流时，启动器会自动停止电动机，保护电动机和电器设备。
2.电流过高保护：当电动机负载过大或启动电流过高时，启动器可以检测到，并自动停止电动机。
3.过温保护：当电动机或启动器内部温度过高时，启动器会自动停止电动机，并发出警报信号。
4.短路保护：当电动机出现短路故障时，启动器会自动断开电源，避免故障扩大。
5.断相保护：当电动机供电的任何一相中断时，启动器会立即停止电动机。
五、ATS22软启动器的维护：
1.定期清洁软启动器的散热孔，以确保良好的散热效果。
2.定期检查启动器的接线情况，确保电源和电动机的接线正常。
3.定期检查启动器的保护功能是否正常，如过载保护、过温保护等。
三相异步电动机软启动装置设计
三相异步电动机软启动装置设计
考生姓名： XXXXXXX 准考证号： XXXXXXXXXX
专业层次： XXXXXXX 院 （系）：XXXXXXXXXXXX
指导教师： XXXXXXX 职 称： XXXXXXX
二O一二年七月二十日
三相异步电动机软启动装置设计
考生姓名： XXXXXXXX
准考证号： XXXXXXXXXXXXXX
专业层次： XXXXXXXXXXX
指导教师： XXXXXXXX
院 （系）：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
二O一二年七月二十日
摘 要
三相异步电动机因具有结构简单、制造方便、运行可靠、价格低廉等优点，而广泛应用在工业、农业、交通运输业、国防工业以及其他各行各业中。但它也有明显的缺点，那就是起动转矩小，起动电流过大。这种情况对电机本身及周围电网都有非常不利的影响。为了减小异步电动机起动过程中对电网的冲击、消除传统降压起动设备的有级触点控制对异步电动机的冲击、改善异步电动机的起动特性，本文对基于单片机控制的晶闸管调压软起动器进行讨论。
本文首先阐述了软起动器晶闸管调压电路(即主电路)的工作原理，主要是基于晶闸管的三相异步电动机软启动器主电路设计和触发电路设计。然后是对电动机软启动器模式的设计，但主要还是软起动器的硬件电路设计。
本文设计的软起动器操作方便简单，能够使电机顺利起动。使之能达到了改善三相异步电动机起动性能的要求。在满足异步电动机起动转矩要求及降低起动电流的前提下，使电机能够平稳可靠起动。
关键词：异步电动机，晶闸管，软启动
Three phase asynchronous motor soft start device
design
ABSTRACT
The three-phase asynchronous motor because of its simple structure,
异步电动机软启动及节能运行控制研究设计
本科毕业设计说明书（论文） 第 1 页 共 70 页
1 引言
目前在工矿企业中使用着大量的交流异步电动机(包括380V／660V低压电动机和3KV／6KV中压电动机)，有相当多的三相异步电动机及其拖动系统还处于非经济运行的状态，白白地浪费了大量的电能。究其原因，大致是由以下几种情况造成的：①由于大部分电机采用直接起动方式，除了可能对电网及拖动系统造成冲击和引发事故之外，超出正常8～10倍的起动电流会造成巨大的能量损耗；②在进行电动机容量选配时，往往片面追求大的安全余量，且层层加码，结果使电动机容量过大，造成“大马拉小车”的现象，导致电动机偏离最佳工况点，运行效率和功率因数降低；③从电动机所拖动的生产机械自身的运行经济性考虑，往往要求电力拖动系统具有变压、变速调节能力，若用定速定压拖动，势必造成大量的额外电能损失。电动机的非经济运行情况，早已引起国家有关部门的重视，并分别于1990年和1995年制定和修定了强制性的国家标准：《三相异步电动机经济运行》(GB12497-1995)。国家希望依此来规范三相异步电动机的经济运行，国标的发布对低压电动机的经济运行起了很大的促进作用，但对中压电动机则收效甚微。其原因是：(1)中压电动机一般容量较大，一旦发生故障，其影响也大，因此对节电措施可靠性的要求就更高；(2)中压电动机节电措施受电力电子功率器件耐压水平的限制，节电产品的开发在技术上难度更大一些。到目前为止，国内尚无成型的中压电动机软起动和节电运行的产品面市。
我国“十五”期间节能计划中关于“电动机系统节能计划”指出：电动机是量大面广的高耗能设备，我国电动机的总装机容量已达4亿kW，年耗电量达6000亿kWh，约占工业耗电量的80%。我国各类在役电机中，80%以上为0.55～200kW以下的中小型异步电动机，其中相当于世界近代技术水平的JO2系列的电动机约占70%，相当于70年代末水平的Y系列电动机不足30%，具有80年代水平的YX系列高效电动机所占的比例则更是微乎其微。我国在役电机拖动系统的总体装备水平仅相当于发达国家50年代的水平，我国目前制造的电机中仅有5%是高效节能电机，但几乎全部用于出口。据有关专家估算，由于设计、制造等各种原因，我国电机拖动系统的能源利用效率约比国外低20%左右，总的节能潜力约为1000亿kWh，相当于20个装机容量为1000MW级的大型火力发电厂的年发电总量。改造和更新的费用需要500亿元人民币。可见，如何促进三相异步电动机经济运行，是节约能源的一项重要研究课题。 本科毕业设计说明书（论文） 第 2 页 共 70 页
浅议电动机软启动技术及应用
群巍 电子科学 １１
浅议电动机软启动技术及应用
杨永昌
（中铁二十四局集团安徽工程有限公司，安徽合肥２３００１１）
摘要通过对电动机传统启动技术和软启动技术的对比分析提出采用软启动技术的优点。并对软启动的原理、结构、功能及软启动方式
的选择等进行简要介绍。根据软启动的功能分析其在给水泵站应用中的可行性、可靠性、经济性，认为该产品安全、经济、可靠具有推广
使用价值。
关键词电动机；软启动技术；应用
中圈分类号ＴＭ 文献标识码Ａ 文章编号１６７３—９６７１一ｆ２Ｏ１ ｏ）Ｏ９２—００１１—０３
１传统启动技术与软启动技术比较
交流异步电动机因具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、
维修方便、运行效率较高、工作特性也比较好等优点，因而在电力拖动
乎台上广泛使用。在电动机运行过程中，直接启动是大多数场合推荐的
启动方式，这种启动方式启动转矩最大，只要电网容量允许即可。但
是，直接启动时，启动电流可达到电动机额定电流的４＿＿７倍（部分国产
电动机的启动电流经过实际测量甚至高达８一ｌ２倍），较大的启动电流
产生较大的线路压降，使电网电压波动过大，影响并联在电网的其它设
备的正常运行。另一方面，直接启动时，会在电动机轴上产生瞬时的过
大转矩（可达电机满载转矩的１．６＿＿２．Ｏ倍），扭曲电机轴、破坏键槽、损
坏和轴联接的其他设备，对机械传动系统（轴、齿轮箱）带来很大的冲
击，事实上，己有不少因直接启动的冲击转矩造成的断轴事故。另外，
在电动机启动过程中定子绕组中过大的启动电流，将使电动机绕组绝缘
过热而老化，在电动机能耗制动过程中，也有大量的能量消耗在转子电
阻上，对电机的绝缘也不利。由于直接启动是全压启动，启动电流大，
启动电压降也很大，所以受电网和供电设备条件的限制，这种方法仅在
容量较小的系统中采用。而采用传统的降压启动可在一定程度上改善启
动性能。传统的降压启动主要有以下几种方法；Ｙ／△启动：这种方法适
软起动技术在电机控制中的应用
中阂彀给ｚ程２００２．７ 修理与改造 攘 申 虞用 一姚 剑 【摘要】简介电动机传统起动方式及软起动技术，并进行了对比分析，提出软起动技术在解决 中、大容量的电机起动问题上具有卓越性能，是替代传统方式的一项新技术。 【关键词】电动机软起动 直接起动 降压起动 在交流异步电动机的起动控制上，常用全压直接 起动和降压起动两种方式，但在特殊要求的场合，传统 的起动方式存在一些弊端。随着变频及软起动技术的 发展，从根本上解决了电机起动及控制上的不少难题。 软起动技术可替代传统起动方式，特别是降压起动。 一、传统的起动方式及弊端 １．起动时高达５￣７倍的起动电流造成电动机绕 组过热，加速绝缘老化。 ２．造成供电网络电压降过大。当电压≤０．８５ 时， 影响其他设备的正常使用，尤其是欠压保护要动作。 ３．造成起动时能量损失过大，频繁起动时尤其 浪费电能。 ４．对被带动的设备造成极大的冲击力，缩短设 备使用寿命，影响精确度。 ５．造成机械传动部件的非正常磨损，加速设备 老化，缩短寿命。 ６．接触器等控制设备故障率较高。 因此，对电动机能否直接起动有一定的限制条件： （１）机械设备是否允许电机直接起动； （２）直接起 动时，不允许电机的容量大于１０％￣１５％主变压器的 容量； （３）起动过程中电压降△ 不大于１５％ 。 以往为解决中、大功率电动机的起动问题，采用 传统的起动方式及设备，如频敏变阻器起动（只适用 于绕线式电机）、自耦变压器降压起动、ｙ／Ａ转换方 式起动、延边三角形起动方式等。上述起动方式普遍 存在起动设备复杂，起动电流大或起动转矩偏小；且 在电机的运行保护方面，功能不甚完善或不灵敏。 二、软起动技术及优点 软启动器是微处理器和大功率晶闸管相结合的新 ＠ ０ 可匡 ０ 匡匡 ０ 技术，用微处理器控制晶闸管导通角，从而改变晶闸 管的输出电压达到降压起动的功能。软启动器在电动 机控制的应用上有以下优点。 １．提供灵活的起动方式选择及优异的起动特性 可提供软起动、带可选突跳起动的软起动、限流 起动及双斜坡起动和全压起动等方式选择，用户可根 据自身要求及系统电网要求选择相应的起动方式并设 置起动参数，以达到最佳起动效果，常用以下几种起 动方式。 （１）限流起动。为电动机提供一个固定电压的 降压起动，需限制最大起动电流时可选用该方式。电 流限制水平可由用户在电机满载电流的５０％一６００％之 间调节。 （２）软起动。适用不同斜率电压增量起动，是 较为常用的起动方式，电机得到预设定的初始转矩， 该转矩可由用户在转子堵转转矩的０％一９０％范围内自 行设定。在斜坡加速期间，输出给电机的电压是无级 递增的，当软起动器的控制器检测到电机已达额定转 速时，输出电压自动切换为全电压。 （３）冲突跳起动。适用需要较高起动转矩的设 备，以帮助电机较快地完成起动过程，它可在限流及 软起动方式中附加。脉冲时间可由用户自行选择。 ２．全功能保护系统 软起动器不仅能提供过载保护，而且可提供各种 操作故障状态下的保护，诸如输入／输出缺相、电机 堵转、晶闸管短路及失压、过压、短路等保护，其 中，内置的过载保护功能可省去热继电器，使配电柜 内布线更简便；不需增加任何传感器或仪表，可读取 电机的运行参数。另外，软起动器还具有故障自诊断 ２
三相异步电动机软启动器
辽宁工业大学
电力电子技术课程设计（论文）
题目: 三相异步电动机软启动器
（签字） 课程设计（论文）任务及评语
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指导教师评语及成绩 平时： 论文质量： 答辩：
总成绩： 指导教师签字：
年 月 日
院（系）：电气工程学院 教研室： 电
气
注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
现在传动工程中最常用的就是三相异步电动机。在许多场合，由于其启动特 性，这些电机不可以直接连接电源系统。如果直接启动，会产生较高的峰值转 矩，这种冲击不但对驱动电机有冲击，而且也会使机械装置受载。而软启动器通 过平滑的升高端子电压，可以实现无冲击启动，最佳保护电源系统及电动机。
软启动器工作原理与作用
软启动器工作原理与作用
异步电动机以其优良的性能及无需维护的特点，在各行各业中得到广泛的应用。然而由于其起动时要产生较大冲击电流(一般为额定电流ie的4～7倍)，同时由于起动电应力较大，使负载设备的使用寿命降低。国家标准规定:当电机频繁起动时，所造成的压降不宜低于10%;不频繁起动时，压降不低与20%;不频繁起动，且与照明或其他对电压波动敏感的负荷合用变压器时，电机起动时的电网电压降不能超过15%。解决办法有两个:一是增大配电容量;二是采用限制电机启动电流的起动设备。
如果仅仅为起动电机而增大配电容量，从经济角度上来说，显然不可取。为此，人们往往需要配备限制电机起动电流的起动设备，过去多采用y/△降压、自耦变压器降压、磁控降压等方式来实现。这些方法虽然可以起到一定的限流作用，但没有从根本上解决问题。
随着电力电子技术的快速发展，智能型软起动器得到广泛应用。智能型软起动器(soft
starter)是一种集软起动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的新颖电机控制装备。它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电机，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数，如限流值、起动时间等。此外，它还具有多种对电机保护功能，这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。
1、工作原理与运行特点
现以allen-bradley公司smc dialog plustm系列交流电机软起动器为例来说明工作原理和运行特点:
三相交流异步电动机的起动转矩ms直接与所加电压的平方成正比，也就是说，只要降低电机接线端子上的电压就会影响这些值。(见图1)
图1 降低电机端子上的电压时启动转矩ms和启电流is的特性
软起动器的工作原理是通过控制串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管的导通角使电机的端子电压从预先设定的值上升到额定电压。图2示出了smc dialog plustm系列交流电机软起动器系列软起动器控制系统框图。
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Ｎ 新应用 ｅｗ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
煤矿大功率防爆异步电动机软启动技术研究
口韩英 徐洋 王艳鹤 煤科集团沈阳研究院有限公司
【摘要１针对煤矿大功率防爆异步电动机的启动特性需求，提出一种基于数字信号处理器的软启动控制方案，解决起动过程电流过大、 能耗高的问题。在分析软启动技术和煤矿大功率防爆异步电动机启动过程上，从软启动器的电气结构出发，设计基于ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２Ａ
的数字式控制系统，实现电动机起动过程端子电压、电流和输出转矩的调节。 【关键词】 煤矿隔爆电动机软启动 控制
前言
异步电动机作为重要的能量装换装置，能够实现电能和
机械能之间的转换，在矿山、交通运输、医疗及航空航天等
领域具有广泛应用。煤矿大功率隔爆型异步电动机是井下综
合机采、提升运输和排水救援等装置的动力来源，高瓦斯、
多矿尘、水灾、火灾、有毒有害气体等恶劣生产条件及综合
机采技术对电动机的可靠性和智能性提出更高的要求。等在
异步电动机直接启动的过程中，在定子绕组上施加额定工作
电压将产生额定４～７倍的工作电流，转速也将从零迅速上
升到额定值。
由于瞬时扭矩和启动电流电流的冲击，容易造成电动机
严重发热，缩短使用寿命，同时也将影响电力系统及其它用
电设备的正常运行。
传统异步电动机启动是采用自耦变压器、饱和电抗器及
绕组连接方式转换等技术，缓解了启动瞬间对电网和其它用
电设备的冲击。但这些设备具有体积庞大、负载能力差、维
修工作量大、启动电流非线性可调、电能浪费严重等缺点，
在空间受限、智能化要求高的工况下不能满足需求。煤矿井 下空间狭小、环境复杂，煤矿大功率隔爆型电动机启动装置
体积不能过大，否则不利于运输、安装和后期设备维护，另
外散热效果差也是一个重要问题。
随着电力电子技术和现代控制理论的高速发展，依靠电
子起动的异步电机控制设备成为异步电机启动技术的发展趋
势。
一、软启动技术
煤矿大功率防爆异步电动机软启动器是电力电子技术、