变频器和软启动器的区别及优劣比较研究
浅谈软启与变频的区别
建筑与预算CONSTRUCTION AND BUDGET2017年第5期DOI:10.13993/ki.jzyys.2017.05.012中图分类号：TN773文献标志码：B文章编号：1673-0402（2017）05-0045-03收稿日期：2017-01-11作者简介：刘异航（1984-），男，高级工程师，主要从事建筑工程设计工作。
在通常的电气设计中，电动机启动问题一直是一个热点的技术问题。
当启动大功率电动机时，电气工程师通常会选择软起动器或者变频启动器这两种方式平稳启动电动机［1］。
软启动和变频启动是目前两种截然不同的电动机启动方式，它们之间存在很大的差异性，我们接下来详细的探讨软启与变频的区别。
软启动是一种常见的电机启动方式，它是由软启动器驱动完成的。
所谓的软启动器本质上是一种新型电动机控制装置，该装置能够集电动机软起动、软停车和多种保护功能于一身。
软启动器主要由串接于被控电机与电源之间的三相反并联晶闸管及其电子控制电路构成。
在其工作过程中，可以使被控电机的输入电压按要求产生变化，进而实现不同的功能。
软起动器和变频器的现实应用环境截然不同［2］，变频器主要应用于有调速需求的环境，在这种应用环境下，变频器的输出特点是电压和频率同时改变；软起动器本质上起到了调压器的作用，其主要用于起动电机时，其输出改变电压但是不改变频率。
尽管变频器已经具备软起动器的所有功能，但是与软起动器相比，它的价格昂贵，结构相对比较复杂。
电动机软起动器主要应用于电源与被控电机之间，通过控制其内部晶闸管的导通角，可以使电机的输入电压按照要求变化，直至启动结束，赋予电机全电压，这种方式既为软启动。
在整个软启动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。
变频器［3］（Variable-frequencyDrive，VFD ）是一种应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制浅谈软启与变频的区别刘异航1，刘文学2（1.辽宁省建筑设计研究院，辽宁沈阳110005；2.国网辽宁省电力有限公司锦州供电公司，辽宁锦州121000）摘要：能源问题是全世界都亟需解决的难题，如何高效利用能源，避免能源短缺趋势进一步恶化得到了广泛的关注。
电动机的5种启动方式(图文)
软启动，变频器，减压启动综合分析
组网通讯 变频器本身可以通过自身集成的或扩展的通讯口实现 网络监控。软起还能做一些监控，但要实现电机的实时监控，也 是减压启动、软启动所不能比拟的。 维护方面 由于Y-Δ、自耦减压启动本身就比较简单，自然维护 起来也最简单。我其实很反对使用软起，如果不选择变频器，肯 定会直接选择Y-Δ或自耦减压启动。
软启动，变频器，减压启动综合分析
价格问题自然是变频器最贵，Y-Δ、自耦减压启动相对便宜。对于 投入较小的项目，经济性就会成为首选； 可控问题 Y-Δ、自耦减压启动简单，但仅仅只是启动。但在自动化程度高的 场合，估计就会使用得较少，甚至软起也少。而通过变频器调控 电机，包括转速、电压等就远不是减压启动、软启动所能比拟的。 所以变频器在大型或自动化程度高的生产线就是首选了。
这是利用了可控硅的移相调压 原理来实现电动机的调压起动，主 要用于电动机的起动控制，起动效 果好但成本较高。因使用了可控硅 元件，可控硅工作时谐波干扰较大， 对电网有一定的影响。
另外电网的波动也会影响可控 硅元件的导通，特别是同一电网中 有多台可控硅设备时。因此可控硅 元件的故障率较高，因为涉及到电 力电子技术，因此对维护技术人员 的要求也较高适用于无载或者轻载起动的场合。并且同任何别的减压 起动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。
除此之外，星三角起动方式还有一个优点，即当负载较轻时， 可以让电动机在星形接法下运行。此时，额定转矩与负载可以匹 配，这样能使电动机的效率有所提高，并因之节约了电力消耗。
软启动，变频器，减压启动综合分析
组网通讯 变频器本身可以通过自身集成的或扩展的通讯口实现 网络监控。软起还能做一些监控，但要实现电机的实时监控，也 是减压启动、软启动所不能比拟的。 维护方面 由于Y-Δ、自耦减压启动本身就比较简单，自然维护 起来也最简单。我其实很反对使用软起，如果不选择变频器，肯 定会直接选择Y-Δ或自耦减压启动。
变频软起
整流器
R
+
滤波器
逆变器
U
L1
L2 L3
PA PB-CFra bibliotekVTF
电机
W
将正常工频的交流电源引入变频调速器后，其“整流器”和“滤波器”将这一 工频交流电源转变为直流电输入“变频器”，“变频器”实际上是一个逆变装
置，它的实际作用与“整流器”刚好相反并且可调节，这样，输入的直流电经
过逆变之后变成交流输出至电动机并由逆变装置的可调部分实施对输出交流电 的频率的确定和调整，从而设定和改变电动机转速，简单的说，变频调速器的 基本工作原理就是一个从交流到直流，再变为交流输出的过程，即“交— 直— 交”的过程。
软启动实物接线图
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软起动器为什么装有旁路接触器？
大多数软起动器在晶闸管两侧 有旁路接触器触头，其优点是： 控制柜具有了两种起动方式 （直接起动、软起动）。软起动结 束，旁路接触器闭合，使软起动器 退出运行，直至停车时，再次投入。 这样即延长了软起动器的寿命，又 使电网避免了谐波污染，还可减少 软起动器中的晶闸管发热损耗。
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软起动与传统减压起动方式的不 同之处在哪里？
（1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，使电机起动电流从 零线性上升至设定值。对电机无冲击，提高了供电可靠性， 平稳起动，减少对负载机械的冲击转矩，延长机器使用寿命。 （2）有软停车功能，即平滑减速，逐渐停机，它可以克服瞬间 断电停机的弊病，减轻对重载机械的冲击，避免高程供水系 统的水锤效应，减少设备损坏。 （3）起动参数可调，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最佳的起动电流。
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软起动器起动电机对电网的好处：
◇减小对电网的冲击，避免产生较大的电压降； ◇有效控制起动电流； ◇消除尖峰电流； ◇接线方便。
电机的五种启动方式比较,搞电气的都应该知道
电机的五种启动方式比较，搞电气的都应该知道1、全压直接启动在电网容量和负载两方面都允许全压直接启动的情况下，可以考虑采用全压直接启动。
优点是操纵控制方便，维护简单，而且比较经济。
主要用于小功率电动机的启动，从节约电能的角度考虑，大于11kW 的电动机不宜用此方法。
2、自耦减压启动利用自耦变压器的多抽头减压，既能适应不同负载启动的需要，又能得到更大的启动转矩，是一种经常被用来启动较大容量电动机的减压启动方式。
它的最大优点是启动转矩较大，当其绕组抽头在80%处时，启动转矩可达直接启动时的64%。
并且可以通过抽头调节启动转矩。
至今仍被广泛应用。
3、Y-Δ启动对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在启动时将定子绕组接成星形，待启动完毕后再接成三角形，就可以降低启动电流，减轻它对电网的冲击。
这样的启动方式称为星三角减压启动，或简称为星三角启动（Y-Δ启动）。
采用星三角启动时，启动电流只是原来按三角形接法直接启动时的1/3。
如果直接启动时的启动电流以6～7Ie 计，则在星三角启动时，启动电流才2～2.3 倍。
这就是说采用星三角启动时，启动转矩也降为原来按三角形接法直接启动时的1/3。
适用于无载或者轻载启动的场合。
并且同任何别的减压启动器相比较，其结构最简单，价格也最便宜。
除此之外，星三角启动方式还有一个优点，即当负载较轻时，可以让电动机在星形接法下运行。
此时，额定转矩与负载可以匹配，这样能使电动机的效率有所提高，并因之节约了电力消耗。
4、软启动器这是利用了可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压启动，主要用于电动机的启动控制，启动效果好但成本较高。
因使用了可控硅元件，可控硅工作时谐波干扰较大，对电网有一定的影响。
另外，电网的波动也会影响可控硅元件的导通，特别是同一电网中有多台可控硅设备时。
因此可控硅元件的故障率较高，因为涉及到电力电子技术，因此对维护技术人员的要求也较高。
5、变频器变频器是现代电动机控制领域技术含量最高，控制功能最全、控制效果最好的电机控制装置，它通过改变电网的频率来调节电动机的转速和转矩。
变频器的优缺点20130425
变频器调速的优缺点比较变频器目前以广泛应用与现代工业现场，它的特点、优势及不足，本文简单介绍一下1、变频调速特点●转速与频率成正比●能够连续调速●操作方便，噪声低●调速范围宽，调速精度高●效率高，功率因数高（采取措施）●可以控制起动，运行，停止（锁定输出，线性制动或软停止）●可靠性高，易于维护●起动电流和运行电流小，过载能力大2、变频器与软起的比较软起动器●软起动器是一种智能化的降压起动器, 在起动电机时可以有效地控制和限制起动电流, 同时可减少对电机及其驱动的设备的机械应力.●软起动可以将机械从零速平滑地加速到额定转速, 也可以控制平滑地减速到零速●在只需要软起动和软停止而不需要调速的场合可以使用软起动器●软起动器为了降低起动电流,必须实施降压起动, 同时降低了起动转矩变频器●变频器可以实现软起动和软停止●也可以根据负载的变化和系统的要求调节速度和改变输出转矩●电机起动后可以不以工频转速运行●变频器在起动电机的同时不必降低起动转矩结论●从功能上,变频器可以取代软起动器,但软起动器不能取代变频器●从成本上,变频器高于软起动器, 但其优势自不待言.3、变频器的优势●效率最高的调速方法●维护率很低●控制灵活,可集成多种功能●可四象限运行●使用最最普通的鼠笼式异步电动机●初始投资可能略大,但是可以快速收回投资,并创造更多的经济效益●节能,尤其是风机,泵和空气压缩机●机械磨损减少, 降低维护费用●提高产品质量和生产效率,●软起动, 减少对电网和设备的冲击4、变频器快速增长的原因●节能, 尤其是风机,泵和压缩机应用●通过减少传动环节的应力提高机械设备的使用寿命●减少电机中的电流冲击,从而延长电机的使用寿命●可以使用通用的鼠笼式异步电机, 价格低廉, 安装维护简单, 易于采购●采用变频器, 改造原来的绕线转子电机或直流电机非常简单●变频器内无接触器和其他运动部件, 是固态设备, 可靠性高5、变频器在机械控制中的作用减少维护量●变频器所具有的软起和软停功能可以显著地减少机械系统和轴承的损伤, 从而可以大幅度延长系统的使用寿命.●变频器可以明显减少泵对供水管网的冲击,从而可以减少对长距离供水管网的维护.●降速运行可以延长轴承的使用周期.●变频器有助于避免冲击性负载和反冲性负载,从而可以提高传动环节如减速箱或链条,皮带等的使用寿命.削弱振动和噪声●在低于额定转速的情况下,泵和风机的噪声大幅度降低●现代变频控制可以抑制变频器本身造成的电机的额外噪声●通过变频控制还可以避免机械设备固有的共振同步速以上运行●通过变频器,在不使用减速箱的情况下可以使得机械运行于在额定转速以上多个传动点联动运行●通过变频器,可以方便地控制多个传动点,使其同步或比例运行6、变频器对电气的影响频繁的起停控制●由于变频器可以进行软起, 所以可以对电机和负载进行频繁的起停和正反转控制,而不需要过多考虑电机的热容量电气保护●变频器将电机屏蔽于电气扰动之外,●从电机侧不能看到电网的瞬间波动●轻微的电网不平衡不影响电机的平衡运行●变频器可提供电机过载,堵转,短路等的精确保护, 从而避免电机的过载和堵转.效率●变频器的效率很高,可以最大限度地降低电机的损耗.●变频控制的效率远远优于其它的调速方式7、变频器对电网的影响软起动●变频器近乎理想的起动电流最大程度地减少了对供电系统的扰动●对其它设备的影响几可忽略不计●可以减少变压器,开关,电缆及其保护装置的容量,节省投资.●对于有备用发电机的场合,发电机的容量可以减少30-50%功率因数●变频器的相移功率因子接近于己于1,对于很轻的负载也是如此.从而可以省却功率因数补偿的投资.短路容量●通过变频器,电机不再产生对电网的短路电流,从而可以减少开关的容量.8、变频在风机、泵、压缩机应用中其他好处●不再需要压力缓冲装置●相对间歇运行的系统控制效果更加连续●通过一台变频器可以简化多泵控制系统●消除起动,停止时的冲击,延长泵,轴承,阀门和管网等的寿命●延长泵的密封和叶片的使用寿命●比截流阀和挡板提供更宽的控制范围●相对阀门控制线性度和控制精度更高●对旧的管网提供压力限幅9、变频带来的负面影响及策略能耗方面●电机用变频器控制后相对于直接起动能耗增加3-5%●变频器中的能耗2-3%●电机中的能耗占0-3%谐波电流●变频器中的整流环节从电网吸收非正弦电流, 其中包括很多谐波电流●谐波电流的抑制通常通过直流电抗器或交流电抗器来解决●当变频器负载超过供电容量的30-40%,或没有安装电抗器,就必须评估谐波电流的影响●变频器带来的谐波效应远远低于同等容量的直流调速装置射频干扰●伴随PWM(脉宽调调制)的高速切换形成射频干扰●变频器设计时需要考虑抑制这种射频干扰,例如采用射频干扰滤波器●对于异常敏感的场合需要安装附加射频干扰滤波器电机噪声●变频器的传统设计会给电机带来额外的噪声●通过提高开关频率和Whisper Wave技术可以降低电机噪声●在额定频率和额定负载下比直接运行带来的电机噪声增加量不超过2-3dB●一般来讲,在低于额定频率和负载下,噪声比工频运行还要小。
电机星三角启动 软启动与变频
电机软启动与变频软起动器实际上是一个晶闸管交流调压器。
改变晶闸管的触发角，就可调节晶闸管调压电路的输出电压。
在整个起动过程中，软起动器的输出是一个平滑的升压过程（且可具有限流功能），直到晶闸管全导通，电机在额定电压下工作。
“软启动”不仅能够大幅度减轻传动系统本身所受到的启动冲击，延长关键零部件的使用寿命，同时还能大大缩短电动机启动电流的冲击时间，减小对电动机的热冲击负荷及对电网的影响，从而节约电能并延长电动机的工作寿命。
此外，通过使用“软启动”技术，在电动机的选型上将可以选用容量较小的电动机，因而也能够减少不必要的设备投资运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，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，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。
软起动一般有下面几种起动方式。
（1）斜坡升压软起动。
这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。
其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。
（2）斜坡恒流软起动。
这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。
起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。
电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。
该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。
（3）阶跃起动。
开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。
通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。
（4）脉冲冲击起动。
在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。
电机的启动分全压启动和降压启动笼型电机的降压启动有电阻降压、自耦降压，星－三角转换、无触点降压启动。
软启动器
软启动器软启动器应用基础知识来源：中国节能产业网时间：2007-5-29 14:08:001.什么是软起动器？它与变频器有什么区别？软起动器是一种集电机软起动、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，国外称为Soft Starter。
它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。
运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。
软起动器和变频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。
变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。
2.什么是电动机的软起动？有哪几种起动方式？运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，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，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。
软起动一般有下面几种起动方式。
（1）斜坡升压软起动。
这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。
其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。
（2）斜坡恒流软起动。
这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。
起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。
电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。
该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。
（3）阶跃起动。
开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。
通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。
（4）脉冲冲击起动。
软起动器原理及使用方法
软起动器原理及使用方法
第三章 施耐德ATS38
4、参数设定
Ull 电机欠载激活,电机力矩低于阈值 LUL LUL 电机欠载阈值 tUL 电机欠载时间 tLS 超长起动时间 Sty 电流过载激活,电机电流 LOC 且持续时间超过 tOL. ALA-报警激活 ; dEF-起动器被锁定; OFF-无保护 LOC 电流过载阈值 tOL 电流过载时间 BrC 防止线路相序颠倒 321-L3-L2-L1 123-L1-L2-L3 no-无检测 PHL 缺相阈值,电机某一相中的电流降至此阈值以下并持续0.5s或全部 三相中电流全部降至此阈值以下持续0.2s， tLI 力矩限制 OFF-无限制 10至200-额定力矩百分比
④变频器起动时，由于保持压频比U/F不变, 励磁电
流保持不变，旋转磁场也不变，与软起动器相比较，在 相同的启动电流下，电机启动力矩大于软起动器，启动 效果优于软启动器。
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软起动器原理及使用方法
第一章 简介
3、软起动与传统减压起动方式
笼型电机传统的减压起动方式有Y-△起动、自耦减 压起动、电抗器起动等。这些起动方式都存在明显缺点
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软起动器原理及使用方法
第三章 施耐德ATS38
3、按键和显示屏
注意：按▲或▼不会存储所作的选择，存储保存显示的选项按ENT。
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软起动器原理及使用方法
第三章 施耐德ATS38
3、按键和显示屏
显示屏显示机器状态： nLP 起动器没有运行命令且未通电 rdY 起动器没有运行命令通电 tbS 未经过起动延时 HEA 电机正在加热 用户选择的检测参数 (SUP 菜单)。出厂设定: 电机电流 brL 起动器制动 Stb 在级联模式下等待命令 (RUN 或 STOP)
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变频器和软启动器的区别及优劣比较研究
变频器和软启动器是电动机控制中常用的两种设备，它们在控制电动机启动和运行方面发挥着重要的作用。
下面将从工作原理、控制方式、优劣比较等方面进行详细研究比较。
一、工作原理
1. 变频器：
变频器是一种能够改变电源供电频率的设备，通过改变电源频率来改变电动机的转速和输出功率。
变频器通常由整流器、逆变器和控制电路等组成。
整流器将交流电转变为直流电，逆变器将直流电转变为可调频率的交流电，控制电路则用来对电源频率进行调节。
2. 软启动器：
软启动器是一种能够逐渐提供电动机启动电流的设备，通过逐步升高电压来控制电动机的启动过程，以减小电动机的起动冲击。
软启动器通常由主电门、电压衰减器、控制电路等组成。
主电门用来控制电流的通断，电压衰减器则用来逐渐提供电动机的起动电压。
二、控制方式
1. 变频器：
变频器可以通过改变电源频率实现电动机的精准调速，可以根据实际需求实时调节电机的转速和输出功率。
2. 软启动器：
软启动器主要用于电动机的起动过程，通过逐步升高电压减小电动机的冲击，避免起动时的电流突变。
三、优劣比较
1. 变频器的优势：
a) 可调速性强：变频器通过改变电源频率来调节电动机的转速和输出功率，具有非常精确的调速性能。
b) 节能效果好：由于变频器可以根据实际负载需求进行调整，因此可以将电机的供电与实际需求相匹配，提高电机的运行效率，节约能源。
c) 控制灵活性高：变频器可以根据不同的工况需求进行调整，具有非常灵活的控制性能。
2. 变频器的劣势：
a) 成本高：相比软启动器，变频器的成本较高，需要更多的设备和复杂的控制电路。
b) 对电子产品干扰较大：变频器工作时会产生高频噪音和谐波，对周围的电子设备产生干扰。
c) 维护保养困难：变频器需要专业人员进行技术支持和维护保养，如果出现故障需要更多的维修成本。
3. 软启动器的优势：
a) 起动平稳：软启动器可以逐步升高电压来启动电动机，减小起动过程中的冲击，保护电机和设备。
b) 成本低：软启动器相对于变频器来说，成本较低，特别适用于起动过程较为简单的设备。
c) 易于维护：软启动器的维护和维修相对较简单，不需要太多的专业知识。
4. 软启动器的劣势：
a) 控制功能受限：软启动器只能用于电动机的起动过程，对于控制电机转速等高级功能支持较弱。
b) 调速范围有限：软启动器主要用于起动过程，对于实时调节电机转速的需求支持较弱。
变频器和软启动器在控制电动机启动和运行方面各有优劣。
变频器具有可调速性强、节能效果好、控制灵活性高的优点，但成本高、对电子产品干扰大、维护保养困难；软启动器起动平稳、成本低、易于维护，但控制功能受限、调速范围有限。
在选择使用时应根据具体需求和经济条件来进行权衡和选择。