电机软启动工作原理、种类及各种优缺点

一、 什么是电动机软启动？

在电动机启动过程中，在电动机定子回路串入一特定装置，使得电动机端电压在一定时间内由小到大逐渐升高直至全压，实现电动机的启动过程。

二、软启动的好处

1、减小电动机的启动电流、降低电网压降、降低成本。

2、减小电动机的转矩冲击及对负载设备的转速冲击，延长电动机负载设备的使用寿命。

三、软启动的发展历程

软启动是由最早的固态自耦变压器、电抗器逐渐发展到液态的水电阻、热变电阻然后又发展到固态的晶闸管、磁控、降补及变频等软启动装置。

四、水电阻软启动

1、工作原理

a、绕线式异步电动机

在绕线式电动机的转子回路中串入水电阻软启动装置，在电动机的启动过程中，均匀改变电阻液中两极板之间的距离，使阻值由大到小无极减小，使得电动机的端电压由小到大逐渐升高直至全压，实现电动机的启动过程。

b、同步电动机、鼠笼式异步电动机

在同步电动机、鼠笼式异步电动机的定子回路中串入水电阻软启动装置，在电动机的启动过程中，均匀改变电阻液中两极板之间的距离，使阻值由大到小无极减小，使得电动机的端电压由小到大逐渐升高直至全压，实现电动机的启动过

2、缺点

a、安全性差；该装置水阻箱是焊接而成，长期使用会导致腐蚀、老化，造成电阻液渗漏产生严重的安全隐患。

b、维护麻烦；电动机启动过程中会造成电阻液温度升高产生蒸发，需定期加水补充电阻液，维护量大。同时产生的蒸汽还会对高压线路造成影响，产生安全隐患。

c、可控可调性差；启动电流的调整要通过改变电阻液的浓度和两极板之间的初始距离来实现，非常麻烦。

d、启动稳定性差；水电阻受环境温度影响大，造成前后两次启动性能不一样。

五、晶闸管固态软启动

1、工作原理

由触发屏发出触发脉冲控制晶闸管的导通角，调节导通角的大小使电动机端电压在一定时间内由小到大逐渐升高直至全压，实现电动机的启动过程。

2、缺点

a、安全可靠性低；在启动过程中，由于温度的改变使得大量串并联的晶闸管产生个体性差异，从而均流、均压会造成个别晶闸管的烧毁，可靠性低。同时低压触发高压会造成触发板被击穿，安全性低。

b、维护成本高；在使用过程中，会经常发生晶闸管的烧毁，大量更换晶闸管加大了维护成本。

c、谐波污染严重；晶闸管在斩波过程中产生的高次谐波会对电网产生严重影响。

六、固态磁控软启动

1、工作原理

在电动机的定子回路串入一个阻抗可以平滑改变的磁控电抗器，通过控制绕组中直流电流的大小，使磁控电抗器的阻抗在一定时间内由大到小逐渐减小，使得电动机端电压由小到大逐渐升高至全压，实现电动机的启动过程。

2、优点

a、安全可控性好；无故障隐患。

b、启动稳定性好；不受环境温度影响。

c、可控可调性好；通过人机界面直接设置启动参数，启动电流在1.5Ie~4.5Ie之间任意选择，调整简单。

d、免维护；

e、无谐波污染；设置专门的滤波绕组，滤除磁控电抗器产生的高次谐波。

f、基本无漏磁；设置专门的闭合磁通道，使交变电流产生的交变磁场在磁通道中形成闭合回路，把漏磁控制在1%的范围内。

自励式磁控对比于他励式磁控：

1、采用交流绕组各有直流绕组的紧耦合结构，增大了磁控 电抗器的调节范围。

2、采用自励式磁饱和技术，自励出直流电流调节阻抗，无需额外提供大容量的低压电源。