【摘要】交流电动机是当前我国工农业、交通运输、国防军 事等各行业生产中最重要的动力装置之一，由于该电动机具有 构简单、制造方便、价格低廉、运行可靠等优势受到了制造业的 普遍认可。在风机、皮带运输机、水泵等机械设备中，交流电动 机有着广泛的应用，通常交流电动机需要在重载状态下启动，这 就是交流电动机在启动中的电流比额定电流高 5~6 倍，使得供电 网中受到的电压过大，这便会提高设备在运行中的故障率。本文 主要在研究交流电动机启动控制及软启动和变频器应用的基础上， 探讨了交流电动机在启动过程中存在的问题，及交流电动机启动 控制中软启动的方式。 【关键词】交流电动机；启动控制；软启动；变频器 doi:10.12159/j.issn.2095-6630.2020.32.3505

引言 目前在我国各类电动机的使用中，交流电动机的使用率达到 了 98% 以上，但是交流电动机在启动过程中极易出现问题。部分 交流电动机启动时电流及启动转矩冲击力较大，对电网造成一定 负载，因此交流电动机在使用中需要尽量减少其发生停机的次数， 从而造成了不必要的电力能源浪费。 一、交流电动机在启动过程中存在的问题 当前应用最普及的三相交流电动机启动方式，可以分为直接 启动和降压启动。交流电动机的直接启动又可以被称之为全压启 动，这种方式是最为简单的启动方式，在启动过程中将全部电压 加压到电动机定子绕组上，并可以在启动过程中使启动电流达到 额定电流的 4~7 倍，但是也会影响到电网上其他供电设备的运行。 通常在全压启动过程中，如果交流电动机的容量越大，那么 供电变压器的容量便越小，根据有关调查研究显示，当交流电动 机的容量大于电力变压器容量的30% 时，那么在全压启动过程 中，交流电动机便会承受巨大的负荷电流，会使得电网中的电压 降低，这样就会对电网中其它电气设备的正常运转带来影响，甚 至还会直接导致电动机出现烧毁事故。因此为了解决这一类问题 需要在交流电动机启动过程中采用软启动方式，软启动方式可以 尽可能地减少电动机启动电流过大和启动冲击转矩等问题，避免 交流电动机中的拖动系统受到损害。 二、交流电动机在启动控制中的软启动方式 随着当前我国工业生产机械行业的快速发展，对机械中所 利用的拖动机性能也提出了更高的要求。需要交流电动机在应用 过程中可以提供较为平稳的提升力和启动转矩，并且启动设备还 需要尽可能地简单、经济、可靠、操作简便等，确保交流电动机 在启动过程中可以承受较大的电流，避免对电网及拖动设备造成 损害。 1. 自耦变压器降压启动 在交流电动机软启动过程中所使用的自耦变压器降压启动， 该启动方式主要将自耦变压器连接到专用的三相电源上方，来降 低电动机定子绕组电压，从而减小自耦变压器在启动过程中产生 的电流。当交流电动机启动过后，就可以将该变压器直接切除， 自耦变压器降压启动方式可以根据交流电动机在启动中的不同负 载要求，自主选择相应的启动电压。但是该方式在启动过程中， 如果电动机的容量较大，那么便会造成自耦变压器在启动中的成 本增高。 2. 串联电抗器或水电阻降压启动 在交流电动机软启动中所使用的串联电抗器或水电阻降压启 动方式，可以在启动中减小交流电动机的启动电流，在交流电动 机启动过后并可以将该装置去除。但是使用这种启动方式由于电 抗器的成本过高，且水电阻损耗较大，因此通常需要在电动机空 载或轻载运行的情况下，采用串联电抗器进行降压启动。但是在 启动过程中会容易出现维护较为复杂、中间环境限制因素较大等 问题。 3. 交流电动机晶闸管降压启动 在交流电动机软启动过程中使用晶闸管降压启动，该启动方 式主要采用三对反并连的晶闸管进行连接，然后将晶闸管串联到三相电源或专用的电动机定子回路上方，通过晶闸管移相控制原 理，直接利用微处理器来控制晶闸管开通启动程度。 在使用该方法对交流电动机降压启动时，电动机端电压需要 随着晶闸管的导通角逐渐增大，直到将电动机端电压增大至启动 转矩所能满足的要求下，束启动过程。当交流电动机完成软启 动后，便可以通过旁路接触器进行连接，使交流电动机回到稳定 运行状态。在交流电动机停机时，可以首先切断晶闸管旁路接触 器，然后再通过软启动器将晶闸管导通角逐渐减小，是交流电动 机的三相电压下降，等待交流电动机转速逐渐减小至零，便可以 完成后期的停机过程。 三、交流电动机软启动技术的具体应用 交流电动机软启动技术在具体应用中，主要采用三相反并联 晶闸管作为调压器，通过将该装置接入电动机定子与电源之间， 便可以在交流电动机软启动状态时，逐渐提高晶闸管的输出电压， 使交流电动机的转速增大。当晶闸管在启动过程中全面打通，那 么交流电动机便会在额定电压机械特性的基础上，逐渐地实现平 滑启动，在启动中启动电流会缓慢降低，避免交流电动机在启动 中出现过流跳闸问题。同时借助软启动器，还可以赋予交流电动 机具备软停车功能，利用该功能就可以让交流电动机在电压逐渐 降低的状态下，实现转速降低，避免交流电动机由于出现自动停 车而引起转矩冲击对电动机本身造成破坏。如在水泵启动过程中， 通常使用的电动机功率为 15 千瓦，当电动机功率小于 15 千瓦时， 那么便可以直接进行启动；当电动机功率大于 15 千瓦时，那么就 需要对该水泵进行降压启动。通常在正常情况下一台水泵配备一 台软启动器进行控制即可，但是在实际应用中，用水量会随着用 户的需求时刻发生改变，如果用水量大幅度增加，那么便需要加 大水泵的运行功率。因此为了充分地考虑经济性可以在水泵电机 软启动过程中采用一拖多的控制方式，也就是利用一台软启动器 带动多台水泵，进而节约软启动器。在应用中可以发现通过应用 软启动器后，交流电动机的启动电流明显减弱，对水泵及管道没 有造成冲击，进而提高供电和供水的可靠性。 四、交流电动机变频器软启动 交流电动机在采用变频软启动方式时，需要根据比例平滑上 升的 VVVF 控制基本原则，在启动过程中避免出现较大的转差功 率，确保交流电动机可以平稳启动。在交流电动机利用变频器软 启动时，需要先进行降压，来消除启动过程中的冲击，避免交流 电动机在启动中出现启动功耗，同时也方便工作人员控制交流电 动机的启动速度。通过变频器进行软启动可以在进行限流的同时， 保证交流电动机拥有较高的启动转距，但是这种启动方式是要耗 费较高的成本，此外变频启动过程中的谐波还会对电网造成一定 的污。因此在启动过程中需要通过利用有源滤波器和电抗器抑 制变频软启动过程中产生的谐波，在减少对电网造成冲击的基础 上，实现节能的目的。 五、束语： 在对交流电动机使用降压起动设备时，虽然可以减少电动机 的启动电流和启动转距，但是启动效果较差，并且在启动中还容 易产生二次电流，对电动机造成冲击。但是利用软启动器和变频 启动器便可以在调动启动参数的基础上，解决交流电动机出现过 载启动冲击的问题，同时还具有调速、保护、节能等优点，为电 动机提供更好的服务。

参考文献：

[1] 付卫东 . 交流电动机起动控制及软启动和变频器的应用 [J]. 中国科技纵横 ,2017,000(018):120-120.

[2] 陈守林 , 董德明 , 庞元俊 . 交流电动机软起动控制与应用分 析 [J]. 中国制造业信息化 : 学术版 ,2016,035(009):P.78-80.

[3] 吴佳妮 , 王蕾 , 杨翠 ,etal. 交流电动机的软启动与变频调速 [J]. 农机化研究 ,2014(2):188-189.

[4] 张良 , 吴冬花 , 张瑞 . 应用变频器和软启动器后电动机继电 保护的新问题 [J]. 华中电力 ,2013,16(006):57-59.