異步電動機的啟動是人們比較熟悉和關注的問題，從原理上講只有兩種方式：直接起動和降壓起動。直接起動轉矩大，對電網沖擊影響大，只能在中小型電動機的啟動上得到應用。在不允許直接起動的情況下，就需要采用降 ...
異步電動機的啟動是人們比較熟悉和關注的問題，從原理上講只有兩種方式：直接起動和降壓起動。直接起動轉矩大，對電網沖擊影響大，只能在中小型電動機的啟動上得到應用。在不允許直接起動的情況下，就需要采用降壓啟動方式，降壓啟動一般有星／三角啟動、自耦變壓器降壓啟動及文中推薦的軟啟動器啟動方法。
一、軟啟動簡述
軟啟動器是一種集電機軟啟動、軟停車、輕載節能和多種保護功能于一體的新型電機控制裝置，用軟啟動器啟動電機時，輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直至電動機工作在額定電壓的機械特性上。
1、軟啟動和一般降壓啟動的區別
在電動機啟動時，降低加到電動機定子繞組的電壓，可以減小電動機的啟動電流。一般降壓啟動是指電動機在啟動過程中加在電動機定子繞組的電壓變化是瞬間突變的；而軟啟動是使用調壓裝置在規定的啟動時間內，自動地將啟動電壓連續、平滑地上升直到達到額定電壓。
異步電動機的機械特性可用n=f（M）來表示
若采用一般降壓啟動，假設啟動電壓U=0.5Ue,則電動機啟動時的轉矩為0.25Mn，即啟動時的轉矩只有電動機最大轉矩的1/4。如果在此時將電壓U加大到電動機額定電壓Ue， 則電動機的轉矩一下子就從1/ 4 跳到Mn， 這樣的啟動過程是跳躍的、不平滑的，對生產工藝要求平穩啟動的場合不宜采用。而軟啟動從初始電壓開始電壓連續平穩地增大。從圖1中0.5Ue 的那根曲線連續平滑的不斷向右平行移動，一直平穩到與額定電壓Ue那根曲線重合時為止，那么電動機的轉矩就會平滑地增大一直到轉矩為最大值Mn時為止，啟動過程也就結束。這樣，啟動過程中電動機的轉矩是平滑的而不是跳躍的，啟動過程是平穩的。
2、啟動方式對電網的影響
比較異步電機的各種啟動方式，當電機全壓啟動時，對電網的沖擊最大，沖擊時間也最長，而通常使用的降壓啟動對電網的沖擊雖比較小，但是由于涉及到一個線圈電壓切換過程，所以出現二次沖擊的不利環節，軟啟動由于在啟動前設定了一個不對電網產生影響的啟動電流，電流是緩慢增大至設定電流，故無沖擊電流，對電網的影響最小，并且能消除啟動力矩的沖擊。
二、電機軟啟動器在空壓機改造中的應用
通過軟啟動和其他啟動方式的理論分析和比較，說明軟啟動可以在大型三相鼠籠式交流異步電動機的啟動上得以應用，故用電機軟啟動器對一老式空壓機進行改造，以適合現場需要。
1、空壓機改造前狀況
電機功率：200 kW，改造前采用自耦變壓器降壓啟動方式，由時間繼電器實現電機電壓的切換控制，啟動不穩定，故障率較高。主接觸器采用CJ10型交流接觸器，觸點經常燒壞，且對電網影響嚴重，考慮采用軟啟動器實現電機的平穩啟動和運行。
2、軟啟動器和其他元件的選型
根據空壓機的實際情況，選擇了ABB公司生產的PST250-600-70型軟啟動器，此軟啟動器是基于最新的微處理器技術設計出來的，用于實現鼠籠式的軟啟動和軟停止。它還附帶了幾種先進的電機保護功能，具有多種集成的保護和報警功能，幾乎可以檢測到所有故障，并將其顯示出來。根據需要，我們還對熔斷器、旁路接觸器和熱保護進行了選型。
3、軟啟動器的接線和控制
電機啟動時，由電子電路控制晶閘管的導通角使電機的端電壓以設定的速度逐漸升高，一直升到全電壓，使電機實現無沖擊啟動到控制電動機軟啟動的過程。當電動機啟動完成并達到額定電壓時，使三相旁路接觸器閉合，電動機直接投入電網運行。空壓機啟動時是空載，則在正常運行時，保持了所需的較低端電壓，使電機的功率因數升高，效率增大。在電機停機時，也通過控制晶閘管的導通角，使電機端電壓慢慢降低至0 ，從而實現軟停機。
4、調整與試車
軟啟動控制柜安裝完成后認真檢查，按設計圖紙核對接線是否正確。晶閘管等電子器件不允許做絕緣電阻測試，只能用數字萬用表高阻檔檢查軟啟動器中晶閘管的絕緣情況。新的軟啟動器（冷態時）每組晶閘管輸入輸出端子間測量電阻值應指示1.3M左右，相間（相間未接控制回路時）、相對地測量電阻值應該指示為無窮大。在電動機與軟啟動器連接前，必須用500V絕緣電阻測試器檢查電動機和電纜的絕緣狀態。只有絕緣電阻符合有關規定，才準許將電動機連接到軟啟動器輸出端進行啟動試驗。檢查確認無誤后，連接電動機并設定啟動方式、初始電壓、啟動時間和停機時間等技術參數。然后進行空壓機啟動試驗和參數優化。
三、總結
自改造后的一年多來，空壓機運行很正常，能夠很好滿足公司生產要求。軟啟動器是性能比較好的電動機啟動控制設備，由于在電動機空載或輕載時采用軟啟動器的節能模式提高了電動機的功率因數并減少輸電線路和供電變壓器的損耗因此起到節能作用，軟啟動技術應該得到推廣應用。
異步電動機的啟動是人們比較熟悉和關注的問題，從原理上講只有兩種方式：直接起動和降壓起動。直接起動轉矩大，對電網沖擊影響大，只能在中小型電動機的啟動上得到應用。在不允許直接起動的情況下，就需要采用降壓啟動方式，降壓啟動一般有星／三角啟動、自耦變壓器降壓啟動及文中推薦的軟啟動器啟動方法。
一、軟啟動簡述
軟啟動器是一種集電機軟啟動、軟停車、輕載節能和多種保護功能于一體的新型電機控制裝置，用軟啟動器啟動電機時，輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直至電動機工作在額定電壓的機械特性上。
1、軟啟動和一般降壓啟動的區別
在電動機啟動時，降低加到電動機定子繞組的電壓，可以減小電動機的啟動電流。一般降壓啟動是指電動機在啟動過程中加在電動機定子繞組的電壓變化是瞬間突變的；而軟啟動是使用調壓裝置在規定的啟動時間內，自動地將啟動電壓連續、平滑地上升直到達到額定電壓。
異步電動機的機械特性可用n=f（M）來表示
若采用一般降壓啟動，假設啟動電壓U=0.5Ue,則電動機啟動時的轉矩為0.25Mn，即啟動時的轉矩只有電動機最大轉矩的1/4。如果在此時將電壓U加大到電動機額定電壓Ue， 則電動機的轉矩一下子就從1/ 4 跳到Mn， 這樣的啟動過程是跳躍的、不平滑的，對生產工藝要求平穩啟動的場合不宜采用。而軟啟動從初始電壓開始電壓連續平穩地增大。從圖1中0.5Ue 的那根曲線連續平滑的不斷向右平行移動，一直平穩到與額定電壓Ue那根曲線重合時為止，那么電動機的轉矩就會平滑地增大一直到轉矩為最大值Mn時為止，啟動過程也就結束。這樣，啟動過程中電動機的轉矩是平滑的而不是跳躍的，啟動過程是平穩的。
2、啟動方式對電網的影響
比較異步電機的各種啟動方式，當電機全壓啟動時，對電網的沖擊最大，沖擊時間也最長，而通常使用的降壓啟動對電網的沖擊雖比較小，但是由于涉及到一個線圈電壓切換過程，所以出現二次沖擊的不利環節，軟啟動由于在啟動前設定了一個不對電網產生影響的啟動電流，電流是緩慢增大至設定電流，故無沖擊電流，對電網的影響最小，并且能消除啟動力矩的沖擊。
二、電機軟啟動器在空壓機改造中的應用
通過軟啟動和其他啟動方式的理論分析和比較，說明軟啟動可以在大型三相鼠籠式交流異步電動機的啟動上得以應用，故用電機軟啟動器對一老式空壓機進行改造，以適合現場需要。
1、空壓機改造前狀況
電機功率：200 kW，改造前采用自耦變壓器降壓啟動方式，由時間繼電器實現電機電壓的切換控制，啟動不穩定，故障率較高。主接觸器采用CJ10型交流接觸器，觸點經常燒壞，且對電網影響嚴重，考慮采用軟啟動器實現電機的平穩啟動和運行。
2、軟啟動器和其他元件的選型
根據空壓機的實際情況，選擇了ABB公司生產的PST250-600-70型軟啟動器，此軟啟動器是基于最新的微處理器技術設計出來的，用于實現鼠籠式的軟啟動和軟停止。它還附帶了幾種先進的電機保護功能，具有多種集成的保護和報警功能，幾乎可以檢測到所有故障，并將其顯示出來。根據需要，我們還對熔斷器、旁路接觸器和熱保護進行了選型。
3、軟啟動器的接線和控制
電機啟動時，由電子電路控制晶閘管的導通角使電機的端電壓以設定的速度逐漸升高，一直升到全電壓，使電機實現無沖擊啟動到控制電動機軟啟動的過程。當電動機啟動完成并達到額定電壓時，使三相旁路接觸器閉合，電動機直接投入電網運行。空壓機啟動時是空載，則在正常運行時，保持了所需的較低端電壓，使電機的功率因數升高，效率增大。在電機停機時，也通過控制晶閘管的導通角，使電機端電壓慢慢降低至0 ，從而實現軟停機。
4、調整與試車
軟啟動控制柜安裝完成后認真檢查，按設計圖紙核對接線是否正確。晶閘管等電子器件不允許做絕緣電阻測試，只能用數字萬用表高阻檔檢查軟啟動器中晶閘管的絕緣情況。新的軟啟動器（冷態時）每組晶閘管輸入輸出端子間測量電阻值應指示1.3M左右，相間（相間未接控制回路時）、相對地測量電阻值應該指示為無窮大。在電動機與軟啟動器連接前，必須用500V絕緣電阻測試器檢查電動機和電纜的絕緣狀態。只有絕緣電阻符合有關規定，才準許將電動機連接到軟啟動器輸出端進行啟動試驗。檢查確認無誤后，連接電動機并設定啟動方式、初始電壓、啟動時間和停機時間等技術參數。然后進行空壓機啟動試驗和參數優化。
三、總結
自改造后的一年多來，空壓機運行很正常，能夠很好滿足公司生產要求。軟啟動器是性能比較好的電動機啟動控制設備，由于在電動機空載或輕載時采用軟啟動器的節能模式提高了電動機的功率因數并減少輸電線路和供電變壓器的損耗因此起到節能作用，軟啟動技術應該得到推廣應用。
