電機(jī)軟啟動器是一種用于電動機(jī)啟動的設(shè)備，它主要通過改變加在電機(jī)定子繞組上的電壓來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動，以下是其常見的幾種工作原理：
晶閘管調(diào)壓原理
軟啟動器內(nèi)部通常由三組反并聯(lián)的晶閘管組成，分別對應(yīng)電機(jī)的三相電源。晶閘管是一種半導(dǎo)體器件，具有可控導(dǎo)電性。在電機(jī)啟動時，軟啟動器通過控制晶閘管的觸發(fā)角，來改變晶閘管的導(dǎo)通時間，從而調(diào)節(jié)加在電機(jī)定子繞組上的電壓。
啟動初期，觸發(fā)角較大，晶閘管導(dǎo)通時間較短，電機(jī)端電壓較低，此時電機(jī)以較低的轉(zhuǎn)矩開始啟動，避免了過大的啟動電流和機(jī)械沖擊。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，逐漸減小觸發(fā)角，使晶閘管導(dǎo)通時間逐漸增加，電機(jī)端電壓逐漸升高，直到電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，此時晶閘管完全導(dǎo)通，電機(jī)在額定電壓下運(yùn)行。
電子式軟啟動原理
電子式軟啟動器采用電子電路來控制電機(jī)的啟動過程。它通常包含一個微處理器或數(shù)字信號處理器（DSP），用于實(shí)時監(jiān)測電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，如電流、電壓、轉(zhuǎn)速等。
根據(jù)預(yù)設(shè)的啟動曲線和控制算法，微處理器或 DSP 會輸出相應(yīng)的控制信號，通過驅(qū)動電路來控制晶閘管或其他功率半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)電壓和電流的控制。這種控制方式可以根據(jù)不同的負(fù)載特性和啟動要求，靈活地調(diào)整啟動參數(shù)，實(shí)現(xiàn)更加平滑、的軟啟動過程。
磁控式軟啟動原理
磁控式軟啟動器利用磁放大器的原理來調(diào)節(jié)電機(jī)的啟動電壓。磁放大器由鐵芯、繞組和控制電路組成。在啟動過程中，通過控制磁放大器的直流控制電流，來改變鐵芯的磁導(dǎo)率，從而改變磁放大器的交流阻抗。
當(dāng)磁放大器的交流阻抗發(fā)生變化時，加在電機(jī)定子繞組上的電壓也會相應(yīng)改變。啟動初期，磁放大器的交流阻抗較大，電機(jī)端電壓較低，隨著啟動過程的進(jìn)行，逐漸減小磁放大器的直流控制電流，使其交流阻抗逐漸減小，電機(jī)端電壓逐漸升高，終實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動。
液阻式軟啟動原理
液阻式軟啟動器是在電機(jī)的定子回路中串入液體電阻，通過改變液體電阻的大小來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動。液體電阻通常由電解液和電極組成，電解液的導(dǎo)電性能可以通過改變其濃度或溫度來調(diào)節(jié)。
在啟動時，液體電阻處于大值，此時電機(jī)的啟動電流較小，隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，逐漸降低液體電阻的阻值，使電機(jī)端電壓逐漸升高，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動。當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，液阻式軟啟動器會將液體電阻短接，使電機(jī)直接接入電網(wǎng)運(yùn)行。
電機(jī)軟啟動器的這些工作原理，都旨在實(shí)現(xiàn)電機(jī)的平穩(wěn)啟動，降低啟動電流和機(jī)械沖擊，保護(hù)電機(jī)和其他設(shè)備，同時也有助于提高能源利用效率，延長設(shè)備使用壽命。


在現(xiàn)代工業(yè)自動化系統(tǒng)中，電機(jī)控制設(shè)備扮演著至關(guān)重要的角色。其中，軟啟動器（Soft Starter）作為一種集電機(jī)軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的電機(jī)控制裝置，已經(jīng)成為許多工業(yè)應(yīng)用的理想選擇。本文將詳細(xì)介紹軟啟動器的工作原理、主要功能及其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用。
軟啟動器的核心構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路。通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，軟啟動器可以調(diào)節(jié)電機(jī)輸入電壓，使其從零逐漸上升至額定電壓，從而實(shí)現(xiàn)平滑啟動。這種控制方式有效降低了電機(jī)啟動時的沖擊電流，避免了傳統(tǒng)直接啟動方式帶來的大電流沖擊和機(jī)械應(yīng)力，延長了電機(jī)及其相關(guān)設(shè)備的使用壽命。
軟啟動器的主要啟動方式包括斜坡升壓軟起動、斜坡恒流軟起動、階躍起動和脈沖沖擊起動。其中，斜坡升壓軟起動是常用的方式，通過逐漸增加輸出電壓，使電機(jī)平滑加速，避免了啟動過程中的轉(zhuǎn)矩沖擊。斜坡恒流軟起動則通過限制啟動電流，確保電機(jī)在重載情況下也能平穩(wěn)啟動。
除了啟動功能，軟啟動器還具備軟停車功能。軟停車與軟啟動過程相反，通過逐漸降低電壓，使電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸下降到零，避免了自由停車引起的機(jī)械沖擊和“水錘效應(yīng)”，特別適用于水泵等需要平穩(wěn)停機(jī)的設(shè)備。
軟啟動器不僅保護(hù)電機(jī)，還保護(hù)電網(wǎng)。通過降低啟動電流，軟啟動器減少了電網(wǎng)電壓的暫降，提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。此外，軟啟動器具有多種保護(hù)功能，如過載保護(hù)、過流保護(hù)、斷相保護(hù)和過溫保護(hù)，確保電機(jī)和相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的使用安全。
在應(yīng)用領(lǐng)域方面，軟啟動器廣泛應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵、輸送類及壓縮機(jī)等負(fù)載設(shè)備。例如，在除塵系統(tǒng)中，軟啟動器避免了直接啟動帶來的機(jī)械沖擊，減少了設(shè)備的磨損；在供水系統(tǒng)中，軟啟動器降低了水管壓力激增，保護(hù)了管道和閥門。與傳統(tǒng)降壓設(shè)備如星/三角轉(zhuǎn)換、自耦降壓相比，軟啟動器不僅功能更完善，而且控制更、性能更可靠。值得一提的是，雖然軟啟動器本身并不節(jié)能，但其應(yīng)用可以降低電機(jī)起動對電力系統(tǒng)的要求，使電力變壓器始終運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)，從而間接實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。
綜上所述，軟啟動器憑借其平滑啟動、減少沖擊電流和機(jī)械應(yīng)力、保護(hù)電機(jī)和電網(wǎng)等多種優(yōu)勢，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。隨著電力電子技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，軟啟動器的性能將進(jìn)一步提升，為現(xiàn)代工業(yè)自動化提供更加可靠和的電機(jī)控制解決方案。


軟啟動器通常具備多種啟動模式，以適應(yīng)不同負(fù)載的需求。例如：斜坡升壓軟啟動：輸出電壓隨時間成一定函數(shù)關(guān)系增加，簡單但實(shí)際應(yīng)用中較少，因?yàn)椴幌蘖鲿a(chǎn)生較大沖擊電流。斜坡恒流軟啟動：在起動初始階段逐漸增加電流，達(dá)到設(shè)定值后保持恒定，直至啟動完畢。這種方式適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載，是常用的啟動方式。階躍起動：在開機(jī)后短時間內(nèi)使電流迅速達(dá)到設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)快速啟動。脈沖沖擊起動：適用于需要克服較大靜摩擦的重載場合，通過短時大電流脈沖幫助電機(jī)起動。在電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，軟啟動器自動使用旁路接觸器取代晶閘管，為電機(jī)提供額定電壓。這樣做不僅降低了晶閘管的熱損耗，延長了軟啟動器的使用壽命，還避免了電網(wǎng)受到諧波污染。此外，軟啟動器還提供軟停車功能。在停車過程中，晶閘管逐漸減小導(dǎo)通角，使電壓和轉(zhuǎn)速逐漸下降，終停機(jī)。這種方式避免了傳統(tǒng)瞬間停電造成的轉(zhuǎn)矩沖擊，防止了“水錘效應(yīng)”對設(shè)備的損害?？傊?，電機(jī)軟啟動器通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的無沖擊平滑啟動和軟停車，有效保護(hù)了電機(jī)、電網(wǎng)及相關(guān)設(shè)備，延長了設(shè)備使用壽命，提高了工作效率。

軟啟動的應(yīng)用場景
工業(yè)領(lǐng)域
風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備：風(fēng)機(jī)和泵類設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，它們通常屬于大慣性負(fù)載。采用軟啟動可以避免啟動時的大電流沖擊和機(jī)械應(yīng)力，減少設(shè)備的磨損和故障發(fā)生率，同時還能根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行節(jié)能運(yùn)行。
壓縮機(jī)：壓縮機(jī)在啟動時需要克服較大的阻力，軟啟動能夠提供足夠的啟動轉(zhuǎn)矩，使壓縮機(jī)平穩(wěn)啟動，并且可以通過調(diào)整啟動參數(shù)，適應(yīng)不同的壓縮機(jī)類型和工作條件。
傳送帶：工業(yè)生產(chǎn)中的傳送帶系統(tǒng)需要確保物料的平穩(wěn)輸送。軟啟動可以使電機(jī)逐漸加速，避免傳送帶在啟動時出現(xiàn)抖動和物料滑落的現(xiàn)象，提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可靠性。
商業(yè)領(lǐng)域
中央空調(diào)系統(tǒng)：中央空調(diào)的壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備功率較大，采用軟啟動可以降低啟動時對電網(wǎng)的沖擊，減少對其他用電設(shè)備的影響，同時也有助于延長設(shè)備的使用壽命，降低維護(hù)成本。
電梯：電梯作為商業(yè)建筑中重要的垂直運(yùn)輸設(shè)備，對啟動的平穩(wěn)性和安全性要求很高。軟啟動能夠使電梯電機(jī)平穩(wěn)啟動和停止，為乘客提供更加舒適的乘坐體驗(yàn)，同時也提高了電梯的運(yùn)行可靠性和安全性。
建筑領(lǐng)域
高層建筑的給排水系統(tǒng)：高層建筑的給排水泵在啟動時需要克服較高的靜水壓力，軟啟動可以提供合適的啟動轉(zhuǎn)矩，使水泵平穩(wěn)啟動，避免水錘現(xiàn)象的發(fā)生，保護(hù)管道系統(tǒng)的安全。
建筑施工設(shè)備：如混凝土攪拌機(jī)、塔吊等施工設(shè)備，在啟動時也會對電網(wǎng)和機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生較大的沖擊。軟啟動器可以有效地解決這些問題，確保施工設(shè)備的正常運(yùn)行，提高施工效率。
其他領(lǐng)域
污水處理廠：污水處理廠中的各種泵類、攪拌器等設(shè)備，采用軟啟動可以降低啟動電流，減少對電網(wǎng)的影響，同時也能適應(yīng)污水處理過程中的復(fù)雜工況，設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
礦山設(shè)備：礦山中的破碎機(jī)、輸送機(jī)等大型設(shè)備，啟動時需要較大的轉(zhuǎn)矩。軟啟動能夠滿足這些設(shè)備的啟動要求，并且可以在惡劣的工作環(huán)境下可靠運(yùn)行，提高礦山生產(chǎn)的安全性和效率。

應(yīng)用案例
某大型化工企業(yè)采用醴陵市湘創(chuàng)電器有限公司的軟啟動器來控制其關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備 —— 大型離心泵。在引入湘創(chuàng)軟啟動器之前，該企業(yè)經(jīng)常面臨電機(jī)啟動時電流沖擊導(dǎo)致的電網(wǎng)波動和設(shè)備損壞問題。自從安裝了湘創(chuàng)軟啟動器后，離心泵的啟動過程變得平滑穩(wěn)定，啟動電流大幅降低，設(shè)備壽命顯著延長，維護(hù)成本也隨之減少。

醴陵市湘創(chuàng)電器有限公司的軟啟動器提供多種啟動模式，以滿足不同負(fù)載的需求：
1.?斜坡恒流軟啟動 ：在啟動初期，電流逐漸增加至設(shè)定值后保持恒定，適用于風(fēng)機(jī)、泵類等負(fù)載，是為常用的啟動方式。
2.?斜坡升壓軟啟動 ：輸出電壓隨時間呈特定函數(shù)關(guān)系增長。盡管簡單直接，但在實(shí)際應(yīng)用中由于可能產(chǎn)生較大沖擊電流而較少采用。
3.?階躍起動 ：能夠在短時間內(nèi)使電流迅速達(dá)到設(shè)定值，實(shí)現(xiàn)快速啟動，適用于某些特殊應(yīng)用場景。
4.?脈沖沖擊起動 ：針對重載場合，通過短時大電流脈沖幫助電機(jī)克服靜摩擦，順利起動。


軟起動器(軟啟動器)是一種集電機(jī)軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為SoftStarter。軟啟器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動機(jī)定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機(jī)時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機(jī)逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電動機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上，實(shí)現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。

待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。