軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯閘管及其電子控制電路。運用不同的方法，控制三相反并聯閘管的導通角，使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實現不同的功能。軟起動器和變頻器是兩種完全不同用途的產品。變頻器是用于需要調速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率；軟起動器實際上是個調壓器，用于電機起動時，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動器功能，但它的價格比軟起動器貴得多，結構也復雜得多。


 

 

軟啟動器，是采用電力電子技術、微處理器技術及現代控制理論設計生產的具有二十世紀九十年代先進水平的新型節能產品。它與中國仍大量使用的傳統的繼電控制方式的磁控式、自耦式及星／三角轉換等降壓起動器相比，具有十分顯著的特點，降低起動機械應力，延長電動機及相關設備的使用壽命；起動參數可視負載調整，以達到最佳起動效果；多種起動模式及保護功能，易于改善工藝、保護設備；特有的外控端子，可方便實現異地控制或自動控制；全數字開放式用戶操作顯示鍵盤，操作設置靈活簡便；高度集成的Intel微處理器控制系統，性能可靠；大電流無觸點交流開關無級調壓，調壓范圍寬、過載能力強。該軟起動器體積小、技術含量高、性能可靠、保護功能齊全、操作簡便，廣泛應用于石化、冶金、環保、食品機械、農業灌溉和建筑等行業。

 

軟起動器-主要特點 

 

軟起動器 

主要優點

 

（1）控制柜具有了兩種起動方式，直接起動、軟起動。

（2）軟起動結束，旁路接觸器閉合，使軟起動器退出運行，直至停車時，再次投入，這樣即延長了軟起動器的壽命，又使電網避免了諧波污染，還可減少軟起動器中的晶閘管發熱損耗。

 

運行特點

 

（1）能使電機起動電壓以恒定的斜率平穩上升，起動電流小，對電網無沖擊電流，減小負載的機械沖擊。

（2）起動電壓上升斜率可調，保證了起動過程的平滑性，起動電壓可依據不同的負載在30%～70%Ue(Ue為額定電壓)范圍內連續可調。

（3）可以根據不同的負載設定起動時間。

（4）起動器還具有可控硅短路保護、缺相保護、過熱保護、欠壓保護。

 

將軟起動MCC控制柜進一步加以組合，可以實現多種復合功能。例如：將兩臺控制柜加上控制邏輯，可以組成“一用一備方案”，用于大樓的消防系統與噴淋泵、生活泵等系統。如果配上PC（可編程序控制器），則可以實現消防泵定時（如半個月）自動檢測，定時自動關閉；加上相應的控制邏輯，則可以對消防泵及各個系統運轉是否正常實施平時檢測時，定時低速低水壓（不出水）運行；在滅火時，則實施全速滿載運行。將若干臺電機加上控制邏輯組合，可以組成生活泵系統或其它專用系統，按需要量逐次打開各臺電機，也可逐次減少電機，實現最佳效率運行。還可以根據客戶要求，實現多臺電機每次自動轉換運行，使各臺電機都處于同等的運行壽命期。

 

軟起動器-基本參數 

主電壓范圍：220—690VAC；

主電流范圍：18—300A外接；300—515A內接；

控制電壓：110—120VAC或220—240VAC；

軟啟時間：0—30s；

軟停時間：0—30s；

初始電壓：30—70%Ue；1.5—4Ie；

旁路方式：外置可不帶旁路運行。

 

軟起動器-起動方式 

 

軟起動器 

運用串接于電源與被控電機之間的軟起動器，控制其內部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數關系逐漸上升，直至起動結束，賦予電機全電壓，即為軟起動，在軟起動過程中，電機起動轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加。軟起動一般有下面幾種起動方式：

 

（1）斜坡升壓軟起動：這種起動方式最簡單，不具備電流閉環控制，僅調整晶閘管導通角，使之與時間成一定函數關系增加。其缺點是，由于不限流，在電機起動過程中，有時要產生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對電網影響較大，實際很少應用。

 

（2）斜坡恒流軟起動：這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加，當電流達到預先所設定的值后保持恒定(t1至t2階段)，直至起動完畢。起動過程中，電流上升變化的速率是可以根據電動機負載調整設定。電流上升速率大，則起動轉矩大，起動時間短。該起動方式是應用最多的起動方式，尤其適用于風機、泵類負載的起動。

 

（3）階躍起動：開機，即以最短時間，使起動電流迅速達到設定值，即為階躍起動。通過調節起動電流設定值，可以達到快速起動效果。

 

（4）脈沖沖擊起動：在起動開始階段，讓晶閘管在級短時間內，以較大電流導通一段時間后回落，再按原設定值線性上升，連入恒流起動。該起動方法，在一般負載中較少應用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。軟起動與傳統減壓起動方式的不同，籠型電機傳統的減壓起動方式有Y-q起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬于有級減壓起動，存在明顯缺點，即起動過程中出現二次沖擊電流。

 

（5）電壓雙斜坡起動：在起動過程中，電機的輸出力矩隨電壓增加，在起動時提供一個初始的起動電壓Us，Us根據負載可調，將Us調到大于負載靜磨擦力矩，使負載能立即開始轉動。這時輸出電壓從Us開始按一定的斜率上升(斜率可調)，電機不斷加速。當輸出電壓達到達速電壓Ur時，電機也基本達到額定轉速。軟起動器在起動過程中自動檢測達速電壓，當電機達到額定轉速時，使輸出電壓達到額定電壓。

 

（6）限流起動：就是電機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設定值(Im)的軟起動方式。其輸出電壓從零開始迅速增長，直到輸出電流達到預先設定的電流限值Im，然后保持輸出電流I這種起動方式的優點是起動電流小，且可按需要調整。對電網影響小，其缺點是在起動時難以知道起動壓降，不能充分利用壓降空間。

 

（7）突跳起動：在起動開始階段，讓晶閘管在極短的時間內全導通后回落，再按原設定的值線性上升，進入恒流起動，該起動方法適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。

 

軟起動器-節能保護 

 

軟起動器 

節能功能

 

電動機屬感性負載，電流滯后電壓，大多數用電器都屬此類。為了提高功率因數須用容性負載來補償，并電容或用同步電動機補償。降低電動機的激磁電流也可提高功率因數(HPS2節能功能，在輕載時降低電壓，使激磁電流降低，使COS∮提高)。節能運行模式：輕載時降低電壓減少了激磁電流，電機電流分為有功分量和無功分量(激磁分量）提高COS∮。

 

節能運行模式：當電動機負載輕時，軟起動器在選擇節能功能的狀態下，PF開關熱撥至Y位，在電流反饋的作用下，軟起動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數(COS∮)。(國產軟起動器多無此功能)在接觸器旁路狀態下無法實現此功能。TPF開關提供了節能功能的兩種反應時間；正常、慢速。節能運行模式：自動節能運行。正常、慢速兩種反應速度）空載節能40%，負載節能5%。

 

保護功能 

(1)過載保護功能：軟起動器引進了電流控制環，因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設定和反時限控制模式，實現了過載保護功能，使電機過載時，關斷晶閘管并發出報警信號。

 

(2)缺相保護功能：工作時，軟起動器隨時檢測三相線電流的變化，一旦發生斷流，即可作出缺相保護反應。

 

(3)過熱保護功能：通過軟起動器內部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動關斷晶閘管，并發出報警信號。

 

(4)其它功能：通過電子電路的組合，還可在系統中實現其它種種聯鎖保護。

 

軟起動器-MCC控制柜 

 

軟起動器 

 

MCC(MotorControlCenter)控制柜，即電動機控制中心。軟起動控制柜由以下幾部分組成:(1)輸入端斷路器，(2)軟起動器，(3)軟起動器旁路接觸器,(4)二次側控制電路(完成手動起動、遙控起動、軟起動及直接起動等功能的選擇與運行)，有電壓、電流顯示和故障、運行、工作狀態等信號顯示。

 

軟起動MCC控制柜進一步加以組合或用PLC邏輯控制，可以實現多種復合功能。用于大樓的消防系統與噴淋泵、生活泵等系統。可以實現消防泵定時自動檢測，定時自動關閉，加上相應的控制邏輯，則可以對消泵及各個系統運轉是否正常，實施平時檢測時，定時低速低水壓運行;在滅火時，則實施全速滿載運行。將若干臺電動機控制邏輯組合，可以組成生活泵系統或其他專用系統，按需要量逐次起動各臺電機，也可逐次減少電機，實現最佳效率運行。還可以實現多臺電機自動轉換運行，使各電機都處于同等的運行壽命。

 

軟起動器-型號介紹 

 

HPS2D軟起動器 

 

HPS2D常規型軟起動器：HPS2D75…840型電機軟起動器，是一種全數字控制的軟起動器。控制功能十分完善并有多種保護功能,在省級新產品鑒定會上，被評定為國際水平中國國內領先產品。它采用16位單片機，數據處理實現全部數字化，起動和停止時的電壓斜坡由單片機控制。具有脈沖突跳、大電流斷開、泵停止、內置電子過載保護(可選)、斷相保護、過流保護、過溫保護，并具有自診斷和節能功能。可消除電動機起動、停止過程中的電流沖擊，減小電網容量，避免電機起動時機械沖擊，保護電機和負載。是傳統星-三角、自耦降壓起動器的最佳換代產品，可廣泛應用于紡織、冶金、石油化工、水處理、食品和保健品加工、采礦和機械等行業。

 

HPMV-DN中、高壓軟起動器HPMV-DN中、高壓軟起動器是用多只可控硅串并聯而成，可以滿足不同的電流及電壓等級要求，控制可控硅的觸發角就可以控制輸出電壓的大小。在電機起動過程中，HPMV-DN按照預先設定的起動曲線增加電機的端電壓使電機平滑加速，從而減少了電機起動時對電網、電機本身和相連設備的電氣及機械沖擊。當電機達到正常轉速后，旁路接觸器接通。電機起動完畢后，HPMV-DN軟起動器繼續監控電機并提供各種故障保護。在軟停機時首先按照預先設定好的停機曲線平滑地降低電機的端電壓直到電機停機。軟停可以解決突然停機引起的水泵水錘現象及機械沖擊等相關問題。

 

經濟型軟起動器HPS2S18/30…300/515：是一款靈活多用的電機軟起動器。可以取代Y/△起動,適用于大多數應用場合。它安裝調節方便，所有控制連接及參數調節均在正面上完成。該軟起動器在安裝后用戶仍可方便就地改造，如：附加限流功能和內接外接轉換選擇。該軟起動器可不帶旁路持續在線運行。軟起動器為旁路和故障單獨設置了控制繼電器。該軟起動器所有參數均通過前面板上的三只旋鈕電位計和一只拔碼開關設定,直觀準確。它甚至可以工作在有振動和環境溫度較高的應用場合。當該軟起動器用于內接時因可控硅模塊上承受的是三角形接法時的相電流，所以相同電流的軟起動器在內接時可以負載比外接時大1.73倍的電機。如一臺58A的S型軟起動器內接應用時可以負載100A的電機。 

HPS2S18/30...300/55：安裝容易，調節方便；靈活選型，自由選擇內接/外接方式；產品性能穩定可靠；帶LED指示，電源和工作狀態及故障分析一目了然；在常規負荷的應用中，如泵、壓縮機、升降機、電梯、短距離輸送帶和船頭推進器等，可以根據電動機的額定功率來選擇HPS2S軟起動器；對于負荷的應用，如離心機，混合機，壓碎機，攪拌機和距離輸送帶，建議選擇電動機額定功率大一個規格的軟啟動器。

 

 

 

軟起動器 

HPS2DB型漢顯智能經濟型軟起動器：HPS2DB型漢顯智能經濟型軟起動器在秉承和平電氣其他型號軟起動器優良的起動、停止特性的基礎上，采用雙MCU形式，主芯片采用新型微處理完成通訊、故障處理、信號采集、參數給定等功能；而從芯片完成可控硅的觸發控制，預置出廠參數，適合于大多數負載需要，可通過鍵盤輕松將當前參數恢復到出廠值。內置非易用失性存儲器，確保參數不會丟失。全面的保護功能。支持通訊功能-可通過現場總線與軟起動器通訊，可以支持Modbus，Profibus、DeviceNet等通訊協議。可選帶模擬輸出功能，可在線升級軟起動器控制程序。

 

HPS2DN智能型軟起動器：HPS2DN15…840數字式智能型軟起動器是在原有HPS2S、HPS2D/DH基礎上新開發的一種基于最先進的數字處理器的調壓、限流式智能電機軟起動器，其獨特的智能電子電路提供完美的控制及保護功能：線性加速起動、泵起、泵停控制，預置低速運行(可在低速下短時電子控制式正反轉調試)，可預置雙重起停參數自由切換，能監測負載狀況并自動實現輕載節能模式運行。電機絕緣檢測保護功能及缺相、短路、相序及電子過載等保護。可帶RS485通訊接口，使用Modbus/Profibus協議，實現全面微機遠控和監測。可廣泛用于紡織，冶金、石油化工、水處理、船舶、運輸、醫藥、食品加工，采礦和機械設備等行業。新一代HPS2DN是現代工業信息化，自動化技術應用中極為方便采用的“積木”式IT元件。

 

HPS2S經濟型軟起動器：HPS2S經濟型軟起動器：按其功率大小主要分為四種於DIN35毫米導軌上。這種小型軟起動器具有內置的旁路接點。HPS2S18/30...300/515用於一般啟動，可用“外接”和“內接”兩種連接方法（可與標準的Y/D起動器相比較）。采用“內接”可減少42%流經軟起動器的電流。也就是說使用戶有可能用58A的軟起動器來啟動和運行100A的電機。限流功能可作為選件提供，標準的配置是有兩個內裝的信號繼電器。這種軟起動器的功率為1.15，意即其最大電流等於額定電流lex1.15。

 

軟起動器-相關比較 

 

軟起動器 

軟起動與傳統減壓起動方式的區別

 

1、無沖擊電流。軟起動器在起動電機時，通過逐漸增大晶閘管導通角，使電機起動電流從零線性上升至設定值

2、恒流起動。軟起動器可以引入電流閉環控制，使電機在起動過程中保持恒流，確保電機平穩起動。

3、根據負載情況及電網繼電保護特性選擇，可自由地無級調整至最佳的起動電流。

 

電機停機時，傳統的控制方式都是通過瞬間停電完成的。但有許多應用場合，不允許電機瞬間關機。例如：高層建筑、大樓的水泵系統，如果瞬間停機，會產生巨大的“水錘效應”，使管道，甚至水泵遭到損壞。為減少和防止“水錘”效應，需要電機逐漸停機，即軟停車，采用軟起動器能滿足這一要求。在泵站中，應用軟停車技術可避免泵站的“拍門”損壞，減少維修費用和維修工作量。軟起動器中的軟停車功能是，晶閘管在得到停機指令后，從全導通逐漸地減小導通角，經過一定時間過渡到全關閉的過程。停車的時間根據實際需要可在0~120s調整。籠型異步電機是感性負載，在運行中，定子線圈繞組中的電流滯后于電壓。如電機工作電壓不變，處于輕載時，功率因數低，處于重載時，功率因數高。軟起動器能實現在輕載時，通過降低電機端電壓，提高功率因數，減少電機的銅耗、鐵耗，達到輕載節能的目的；負載重時，則提高電機端電壓，確保電機正常運行。

 

高壓啟動器和低壓啟動器

 

軟啟動器主回路采用晶閘管，通過逐步改變晶閘管的導通角來抬升電壓，完成啟動過程，這是軟啟動器的基本原理。在低壓軟啟動器市場，產品繁多，但是高壓軟啟動器產品還是比較少。高壓軟啟動器與低壓軟啟動器基本原理一樣，但是高壓軟啟動器與低壓軟啟動器相比，有些地方存在著其特殊性：

 

1、高壓軟啟動器在高壓環境下工作，各種電氣元器件的絕緣性能一定要好，電子芯片的抗干擾能力要強。高壓軟起動器組成電氣柜時，電氣元器件的布局以及與高壓軟啟動器與其它電氣設備的連接也是非常重要的。

 

軟起動器—實用手冊 

2、高壓軟啟動器必須有一個高性能的控制核心,能對信號進行及時和快速地處理。因此這個控制核心一般采用高性能的DSP芯片，而不是低壓軟啟動器的普通單片機芯。低壓軟啟動器主回路由三組反并聯的晶閘管組成。而在高壓軟啟動器中，由于單只高壓晶閘管的耐壓能力不夠，所以必須由多個高壓晶閘管串聯進行分壓。但是每個晶閘管的性能參數沒有完全一致。晶閘管參數的不一致，會導致晶閘管開通時間不一致，從而導致晶閘管的損壞。因此在晶閘管的選配上，必須保證每一相的晶閘管參數盡可能地一致，并且每一相晶閘管的RC濾波電路的元件參數盡可能一致。

3、高壓軟起動器的工作環境容易受到各種電磁干擾，因此觸發信號的傳遞必須安全可靠。高壓軟起動器中，傳遞觸發信號，一般采用光纖傳輸，能有效地避免各種電磁干擾。通過光纖傳遞信號，也有兩種方式：一種多光纖方式，一種單光纖方式。多光纖方式即每塊觸發板有一路光纖；單光纖方式即每一相只有一路光纖，信號傳遞到一塊主觸發板，再由主觸發板傳遞到同一相的其他觸發板。由于各路光纖光電傳輸過程中損耗不盡一致，因此從觸發一致性上看，單光纖的方式比多光纖可靠。

4、高壓軟啟動器對信號的檢測比低壓軟啟動器要求更高。高壓軟起動器所在的環境存在著大量的電磁干擾，并且高壓軟啟動器所用的真空接觸器和真空斷路器在其分斷和閉合過程中會產生大量的電磁干擾。所以對檢測到的信號不僅要進行硬件濾波，也要進行軟件濾波，去掉干擾信號。

5、軟啟動器在完成啟動過程后，要切換到旁路運行狀態，如何平滑地切換到運行狀態，這也是軟啟動器的一個難點，如何選準旁路點非常重要。旁路點早了，電流沖擊非常大，即使在低壓條件下，也會造成三相電源中斷路器跳閘，甚至會損壞斷路器。高壓條件下危害更大。旁路點遲了，電機抖動得厲害，影響負載正常工作。因此，旁路信號的硬件檢測電路必須非常精確，并且程序處理也要恰到好處。

 

軟起動器-發展歷史 

 

WZR無刷自控電機軟起動器 

 

軟啟動器于20世紀70年代末和80年代初投入市場，填補了星-三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝。采用軟啟動器，可以控制電動機電壓，使其在啟動過程中逐漸升高，很自然地控制啟動電流，這就意味著電動機可以平穩啟動，機械和電應力降至最小。因此軟啟動器在市場上得到廣泛應用，并且軟啟動器所附帶的軟停車功能有效地避免水泵停止時所產生的“水錘效應”。

 

異步電動機以其優良的性能及無需維護的特點，在各行各業中得到廣泛的應用。然而由于其起動時要產生較大沖擊電流(一般為Ie的5-8倍)，同時由于起動應力較大，使負載設備的使用壽命降低。國家有關部門對電機起動早有明確規定，即電機起動時的電網電壓將不能超過15%。解決辦法有兩個：增大配電容量，采用限制電機起動電流的起動設備，如果僅僅為起動電機而增大配電容，從經濟角度上來說，顯然不可取。為此，人們往往需要配備限制電機起動電流的起動設備，過去人們多采用Y/△轉換，自藕降壓，磁控降壓等方式來實現。這些方法雖然可以起到一定的限流作用，但沒有從根本上解決問題。

 

伴隨傳動控制對自動化要求的不斷提高，采用可控硅為主要器件、單片機為控制核心的智能型電動機起動設備—軟起動器，已在各行各業得到越來越多的應用，由于軟起動器性能優良、體積小、重量輕，并且具有智能控制及多種保護功能，而且各項起動參數可根據不同負載進行調整，其負載適應性很強。因此電子式軟起動器將逐步取代落后的Y/Δ、自耦減壓和磁控式等傳統的減壓起動設備成為必然。

 

電力電子技術的快速發展，智能型軟起動器得到廣泛應用。智能型軟起動器是一種集軟起動、軟停車、輕載節能和多功能保護于一體的新穎電機控制裝置，又稱為SoftStarter。它不僅實現在整個起動過程中無沖擊而平滑的起動電機，而且可根據電動機負載的特性來調節起動過程中的參數，如限流值、起動時間等。此外，它還具有多種對電機保護功能，這就從根本上解決了傳統的降壓起動設備的諸多弊端。

 

軟起動器-應用領域 

 

軟起動器 

軟起動器 安裝調節方便，所有控制連接及參數調節均在正面上完成。該軟起動器在安裝后用戶仍可方便就地改造，如：附加限流功能和內接/外接轉換選擇。該軟起動器可不帶旁路持續在線運行。軟起動器為旁路和故障單獨設置了控制繼電器。該軟起動器所有參數均通過面板上的三只旋鈕電位計和一只拔碼開關設定，直觀準確。它甚至可以工作在有振動和環境溫度較高的應用場合。當該軟起動器用于內接時因可控硅模塊上承受的是三角形接法時的相電流，所以相同電流的軟起動器在內接時可以負載比外接時大1.73倍的電機。如一臺58A的S型軟起動器內接應用時可以負載100A的電機。

 

原則上，籠型異步電動機凡不需要調速的各種應用場合都可適用。應用范圍是交流電380V（也可660V），電機功率從幾千瓦到800千瓦。軟起動器特別適用于各種泵類負載或風機類負載，需要軟起動與軟停車的場合。同樣對于變負載工況、電動機長期處于輕載運行，可廣泛用于紡織，冶金、石油化工、水處理、船舶、運輸、醫藥、食品加工，采礦和機械設備等行業。