三相异步电机软启动的控制方式有哪些（三相异步电机软启动的控制方式是）

摘要：软启动的调压模块一般由三个相反并联的晶闸管组成。通过改变晶闸管的触发角即可改变定子的电压，控制方便，性能良好。本文概述了三相异步电动机的启动，分析了软启动的原理和特点，介绍了软启动系统的组成和功能，分析了软启动技术的优越性和实用性。

0 前言

传统电机的启动对电力系统各部件影响较大，降低其使用寿命，甚至可能造成电网电压下降，从而影响电力系统的安全运行，直接影响电力系统的运行状态。电网中的其他电力设施。如此大的电流不仅增加了电机前面的输入线路、供电网络和开关设施的负载，而且巨大的扭矩冲击使电机产生剧烈的脉冲。它还给用于动力传输的辅助设施，如三角带、传动机构和用于动力传输的机械设备带来机械冲击，这是无法避免的。

由于电动机的频繁使用，加上直接启动带来的各种危害，一种新的启动方式——软启动应运而生。如今，软启动已广泛应用于各个领域，与传统的启动方式相比具有许多优点。而且软启动还分为多种启动方式，不同的领域采用不同的方式，如轻载、重载等。同时，软启动所使用的材料也不同。不同的软启动材料具有不同的特性和不同的优缺点。工厂因电机问题而发生事故，直接或间接造成重大经济损失。

由此可见，电动机不仅是数量众多、应用广泛的动力设备，而且是国民经济中的薄弱环节。电动机的研究、保护、设计和正确使用对国民经济具有重要意义。

1 三相异步电动机的启动控制

1.1 启动流程

异步电动机广泛应用于社会各个领域。工业、农业、交通运输等各个行业都离不开异步电机，可见其在人们日常生活中的重要性。

电机的电压和电流成正比，因此如果将所有电压施加到定子上，可以减少启动电流过大的影响。这是降压启动。一般降低电压启动时，在这种情况下，它们的值不会很高：即启动电流和启动转矩在电压作用下一起增减。这样的情况比较适合启动电流和启动扭矩要求不高的场合。

为了更加方便，可以采用这种方法：在启动电机时，为了避免谐波过多，可以先采用星形接法，启动完成后，将电路接法改为三角形接法。启动异步电动机时应注意：启动所需的设备不宜复杂，应简单，操作应方便；电机应具有特别大的启动扭矩；在相同的启动扭矩下，启动电流越小，越适合人们使用，功率损耗也越小，应用越广泛。扭矩和启动电流是启动电机时的两个重要参数。控制电机的启动必须考虑这两方面。

三相异步电动机的磁场相对静止的转子运动后，转子的电流和感应电动势变大，定子也变大。但启动电流过大会引起电压下降，电压下降过大会直接影响电网用电设备的运行。如果降低电压，启动扭矩将达不到所需扭矩，即使启动时间再长也会失败。因此，在使用大型变压器的地方，小容量的三相异步电动机很容易启动。

1.2 启动方法

1.2.1 直接启动

如果采用直接启动方式频繁启动电机，会造成电压下降，从而导致电网电压下降，从而影响电网中设备的正常运行，有时可能导致负载无法启动或终止[3]。直接启动时，应尽量避免电压下降，否则无法完成启动，产生不良影响。电机不能正常启动会影响整个电力系统的运行。

1.2.2 传统减压启动

根据电压幅值能否连续调节，可分为分级调压和分级调压。分级调压是将电压分成几级，以较低的电压等级启动电机，启动过程中逐渐增大电压幅值，直至电机启动。

1.2.3 软启动

三个相对并联的晶闸管呈星形连接。这样的电流不会四处流动，四处流动会导致电路中的谐波变大，就像三角形连接一样。这样的连接效应会导致电路中的谐波变大。损失增加。启动完成后，将接通三相晶闸管的旁路接触器，避免不必要的功率损失。这种软启动方式性能好，启动方式温和，易于控制，易于管理电流。缺点是谐波较大。

2 三相异步电动机软启动原理及控制方法

2.1 软启动工作原理

晶闸管软启动原理如图1所示，目的是改变异步电机两端的电压。施加在电机上的定子电压逐渐升高额定电压，实现异步电机的软启动。启动完成后，将三相晶闸管部分短路，避免浪费电能。软启动之所以采用三相并联晶闸管，是因为软启动需要三相交流电源，所以采用三相并联晶闸管。同时，为了减少谐波，采用星形连接方式，三个端子连接三相交流电源，一端连接电机，保证了良好的启动效果和高效率。

三角形接法的三次谐波可以流动，因此绕组中的电流增大，绕组中的附加铜损增大。文中采用的软启动方式为星形接法，谐波较少。工作时，正负同相时需要将不同相的两相连接。同时要注意绕组之间的相位关系，无论是正反晶闸管，还是不同相的晶闸管。

2.2 三相异步电动机软启动的控制方法

2.2.1 斜坡电压启动

电压斜坡属于开环控制，自调节能力较差。启动时间长，电流不受限制，启动中期电流较大，对设施造成损坏，对电网电能质量影响较大。另外，由于控制参数比较单一，通常凭经验选择，动态效果不佳。无论初始电压以什么线性斜率上升到额定电压，上升到额定电压后都会保持稳定。上升看起来像一个斜坡，也称为斜坡电压启动。无论初始电压以什么斜率上升，最终达到额定电压时都会稳定下来，从而保证电机的平稳运行。然而，斜坡电压启动没有反馈系统，难以控制。在这个启动过程中，启动方式作用单一，只有控制电压才能启动。

2.2.2 限流启动

如果限流设置太小，则启动扭矩小，无法启动。由于这种方式的启动转矩不高，所以比较适合轻载情况下的限流启动。电流先线性上升，达到上限电流后稳定，直至达到额定电压，然后回到额定电流，启动成功。启动成功后，当前值将从维持一段时间的当前值下降。维持之前的上限电流等待电机启动成功。启动成功后，电流不需要那么大，会逐渐下降到额定电流。这种启动方式避免了对配置的损坏，虽然上限电流会维持一段时间，但不会对设备产生太大影响。

2.2.3 扭矩斜坡启动

扭矩斜坡启动，扭矩曲线的设定应始终大于负载扭矩，并且速度应不断增加。最后将设定的转矩曲线与异步电机启动时的输出曲线进行比较，根据误差调整晶闸管的触发角。大型泵电机适合通过扭矩斜坡启动。大型泵电机往往采用大磁铁，磁铁可以提供电磁扭矩。由于电磁转矩较大，转矩斜坡起动更适合大型泵电机的起动。由于负载是耗能设备，如果给定的功率小于消耗的功率，则无法为电机提供应有的功率，从而无法启动。当初始扭矩达到额定扭矩并且电机达到额定转速时，初始扭矩会逐渐减小，而负载扭矩会慢慢增大。

三相异步电动机软启动工作原理中的交流调压模块由三相并联晶闸管组成。控制方法有很多种，所有的控制方法都是为了达到额定扭矩。该控制方法避免了各种不利因素，实现了启动，启动效果良好。

3 三相异步电动机软启动系统

电机软启动系统模块如图2所示，三相交流电源下有一个同步电压检测模块，电机上连接有一个电流检测模块，可控硅驱动电路和信号隔离电路均作用反并联晶闸管。晶闸管端电压检测模块可向功率因数角控制模块发送信号，然后32位ARM微处理器将信息送入液晶显示模块和键盘输入模块，并与RS485以太网进行通信。详细工作过程如下：LPC2378通过检测启动接触器的返回信号，得知电机需要软启动。当晶闸管触发角和启动时间小于阈值时，旁路启动器闭合，启动接触器打开，将电机连接到电网。这样保证了系统能量的充分利用，启动后的电源可以直接供给电机。这不仅方便了供电，还提高了电网设备的耐用性。大多数电厂设备均采用这种方法。三相晶闸管可控制触发角度，因此启动平稳连续，便于调节启动。

1）功率单元：主要由6个晶闸管组成。每相反并联两个晶闸管。每相晶闸管两端并联有旁路接触器。旁路接触器用于启动后的旁路软起动器。并联电容起滤波作用。

2）检测单元：将三相电压通过调节电路送入控制器的A/D通道，进行电压监测、过压、欠压保护等。第二种方法是利用检测到的方波信号经晶闸管电压同时进入A/D通道馈入控制器计算电机的功率因数角。

3）晶闸管触发单元：由于晶闸管触发单元可以连接三相交流电源和三相异步电动机，所以晶闸管触发单元可以改变定子电压并实现驱动。

4）外围扩展单元：这些单元包括信号处理、信号隔离、功率放大、运行参数和故障信息检测与显示以及键盘输入电路等。外围扩展单元基本包括与外部设备相关的功能和应用。

文章对系统的硬件部分进行了分析和应用，并介绍了硬件部分在系统中的应用。硬件部分包括主要部件、电源模块、主电路、同步信号采集模块、电流检测电路。它们是硬件部分的模块，发挥着不同的作用。

4安科瑞ARD系列智能电机保护器介绍及综合选型

4.1 产品介绍

ARD该系列低压电机保护器具有过载、断相、不平衡、欠载、接地/漏电、堵转等保护功能。它可以与接触器、电机启动器等电气元件组合，组成电机控制和保护单元。具有远程自动控制、现场直接控制、面板指示、信号报警、现场总线通讯等功能。适用范围：可广泛应用于煤炭开采、石油化工、冶炼、电力、建筑等行业的配电领域。

4.2 产品选型

产品特点

注：“”表示可用，“”表示可选

5结论

文章介绍了三相异步电动机的各个方面，包括其启动过程、启动方法、硬件设计和软件设计。三相异步电动机在启动过程中，应尽量避免出现电压下降和启动电流过大的情况。同时，启动扭矩也应列为重要参数之一。应持续观察启动力矩，避免电机启动失败。在众多的启动方法中，应用参数采用电压、电流、电磁转矩等，可以作为电机启动过程中的启动因素。未来电机启动的发展方向将趋于节能、电机保护、高效、高耐用。三相晶闸管应用在大多数电机中更受欢迎。在以后的应用中应加装快速熔断器，以防止在电压加压过程中损坏晶闸管。

原标题：三相异步电动机软启动控制与保护

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审稿人：彭静