施耐德软启动的原理及应用摘要：本文介绍了软启动的原理与运行特点，以及MCC 控制柜的作用与功能。

关键词：软启动器；交流电机；电机起动性；MCC；控制柜，价格，参数。

1、软启动器的性能及特点软启动器对电机电流的检测，控制输出电压按一定线性加至全压，限制励磁启动电流，实现电机的软启动，它具有很强的抗干扰能力和控制能力，能避免在工作中受高电压和强电子的扰动。

软启动器采用数字控制触发，在软启动过程中是恒电流平滑加速，避免了对电网的冲击，启动电流可根据现场负载的需要在30 %～70 %Ue （Ue 为额定电压）范围内连续可调。

可以对软启动器参数进行调整，以最小电流获得最佳转矩，软启动器对机械方面的优点是可减少机械应力，延长电动机及附属机械使用寿命。

启动时间可以根据不同的负载进行设定，对启动时间进行最佳优化，在该时间范围内，电动机转速缓慢上升，具有缺相，三相不平衡，过载，过流等电机的全方位保护。

性价比高，操作简单，体积小，重量轻，安装调试方便，具有可控硅过热和过电压保护。

2工作原理与运行特点三相交流异步电动机的启动转矩Ma 直接与所加电压的二次方有关，也就是说，只要降低电机接线端子上的电压就会影响这些值。

软启动的工作原理是通过控制串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管的导通角使电机的端子电压从预先设定的值上升到额定电压。

2.1软启动的主要启动方式（1）电压双斜坡启动详见说明，在启动过成中，电机的输出力矩随电压的增加而增加，在启动时提供一个初始的启动电压Us ，Us 根据负载的大小可调，将Us 调到大于负载静摩擦力矩，产生最佳启动特性。

这时输出电压从Us 开始按一定的斜率上升，电机不断加速。

当输出电压达到达速电压Ur，电机也基本达到额定转速。

软启动器在启动过程中自动检测达速电压，当电机达到额定转速时，使输出电压达到额定电压。

（2）限流启动:就是电机的启动过程中限制其启动电流不超过设定值的软启动方式。

其输出电压从零开始迅速增长，知道输出电流达到预先设定的电流限值Im ，然后保持输出电流I < Im 的条件下逐渐升高电压，直到额定电压，使电机转速逐渐升高，达到额定转速。

连轧厂冷剪机中用的软启动器采用的是限流启动，减少传统方式中的在启动过程中有很大的长时间的启动电流，在启动完启动电压达到额定电压时断开软启动器的旁路接触器。

这种启动方式的优点是启动电流小，且可按需要调整。

对电网影响小，其缺点是在启动时难以知道启动压降，不能充分利用压降空间。

（3）突跳启动（见图4）:启动开始阶段，让晶闸管在极短的时间内全导通后迅速回落，这个时间可以人为地进行调节再按原设定的值线性上升，进入恒流启动，该启动方法适用于重载并需克服摩擦的启动场合。

3软启动的应用场合异步电动机凡不需要调速的各种应用场合都可使用，适用于各种风机类负载，需要软启动与软停车。

对于改变负载工况、电动机长期处于轻载运行，只有短时或瞬间处于满负荷运行场合，应用软启动器（不带旁路接触器）则具有轻载节能的效果。

4联系方式三相异步电动机在起动或停止过程中，还存在着以下问题：全压启动时的冲击转矩对拖动系统的冲击，起动电流对电网的冲击，在停机时如果系统突然失去转矩，靠系统的摩擦转矩克服系统的惯性滑行停车，也给拖动系统带来问题，比如水泵的水锤现象。

传统的电动机起动方法是用星－三角起动和自藕降压起动，存在起动电流大和二次电流冲击，无法解决水泵的水锤现象。

中源FR1000系列通用型软启动器应用现代控制原理，采用模块化结构设计，进口晶闸管模块，双CPU控制，体积小；在采用高品质进口材料和元器件的基础上应用先进的SMT贴片生产工艺制造而成，它是集数字技术，计算机技术，现代自控技术于一体的高科技产品，具有高性能，高品质，小体积，操作方便等特点，可广泛应用于各行业的三相交流电动机的限流起动和保护。

中源FR1000系列软启动器适用于三相AC380V/50HZ；11－315KW各种负载的鼠笼型异步电动机。

起动方式：限流型；降低起动电压，限制起动电流，键盘设定，任意调整。

电压斜坡型；对电机提供平滑渐进的斜坡起动过程1－600秒，减少起动电流对电网的冲击。

突跳软起动；停车方式：自由停车；软停车；控制方式：输入无源开关信号；或实现键盘控制，端子控制和计算机远程控制；或加装遥控装置，远程控制。

系统控制功能：智能化－－内置负载智能化起动程序，监控拖动系统运行状况；内设标准通讯接口RS485，可实现上位机计算机,PLC，DCS控制；具有LED显示，可利用控制键盘实现人机对话，设置各种参数和编程。

具备键盘控制和端子远方控制切换功能；延时继电器起动功能；故障输出继电器功能，系统出现故障此继电器动作，故障停机自复位可编程。

自控旁路接触器输出继电器，当起动过程完成，此继电器动作；延时起动功能；可设定0－600秒延时起动；实现1台软启动器拖动多台电动机，降低用户成本；（加压泵1用1备；控制电机正反转；消防泵2用1备；生活泵1用1备，消防泵1用1备；2用1备等）系统保护功能：过流保护，过负荷保护，缺相保护，过热保护；系统管理功能：内置标准RS485接口，实现通讯和微机管理;良好可靠性设计：日本三社功率模块SCR可靠系数大于3倍；保护电路齐全；故障率千分之六之内；维护功能：故障诊断，记忆功能；故障显示与继电器接点输出；模块化设计，根据记忆的故障现象快速排除故障。

中源FR1000系列软启动器从功能到质量可完全替代西门子软启动器，ABB软启动器和施耐德软启动器。

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它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路．运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。

软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。

变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。

变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。

2.什么是电动机的软起动？有哪几种起动方式？运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。

软起动一般有下面几种起动方式。

（1）斜坡升压软起动。

这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。

其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时 要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。

（2）斜坡恒流软起动。

这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。

起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。

电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。

该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。

（3）阶跃起动。

开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。

通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。

（4）脉冲冲击起动。

在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。

该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。

3.软起动与传统减压起动方式的不同之处在哪里？笼型电机传统的减压起动方式有Y-q 起动、自耦减压起动、电抗器起动等。

这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。

软起动与传统减压起动方式的不同之处是：（1）无冲击电流。

软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。

（2）恒流起动。

软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。

（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。

4.什么是电动机的软停车？电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。

但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。

例如：高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。

为减少和防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软起动器能满足这一要求。

在泵站中，应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修费用和维修工作量。

软起动器中的软停车功能是，晶闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间过渡到全关闭的过程。

停车的时间根据实际需要可在0 ~ 120s调整。

5.软起动器是如何实现轻载节能的？笼型异步电机是感性负载，在运行中，定子线圈绕组中的电流滞后于电压。

如电机工作电压不变，处于轻载时，功率因数低，处于重载时，功率因数高。

软起动器能实现在轻载时，通过降低电机端电压，提高功率因数，减少电机的铜耗、铁耗，达到轻载节能的目的；负载重时，则提高电机端电压，确保电机正常运行。

6.软起动器具有哪些保护功能？（1）过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。

通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。

（2）缺相保护功能：工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。

（3）过热保护功能：通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。

（4）其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。

7.什么是软起动MCC控制柜？MCC（Motor Control Center）控制柜，即电动机控制中心。

软起动MCC控制柜由以下几部分组成：（1）输入端的断路器，（2）软起动器（包括电子控制电路与三相晶闸管），（3）软起动器的旁路接触器，（4）二次侧控制电路（完成手动起动、遥控起动、软起动及直接起动等功能的选择与运行），有电压、电流显示和故障、运行、工作状态等指示灯显示。

8.有的软起动器为什么装有旁路接触器？大多数软起动器在晶闸管两侧有旁路接触器触头，其优点是：（1）控制柜具有了两种起动方式（直接起动、软起动）。