變頻器和軟啟動器的區(qū)別及優(yōu)劣比較

李萍

【摘要】隨著新型工業(yè)化的發(fā)展，戰(zhàn)略性新興產業(yè)、合同能源管理政策、市場化節(jié)能環(huán)保服務體系建設、資源綜合利用和再制造及節(jié)能產品惠民工程推廣為新型電動機行業(yè)的發(fā)展帶來巨大挑戰(zhàn)。而電動機的啟動方式已成為影響電動機性能和使用壽命等重要因素，本文主要討論電動機目前較為先進的兩種啟動方式，通過與傳統(tǒng)電機啟動方式的縱向比較以及兩種自身方式的橫向比較，為生產工業(yè)企業(yè)找到合理的啟動方式。

【關鍵詞】變頻器；軟啟動器；電機啟動

一、引言

工業(yè)化時代電動機在工業(yè)企業(yè)生產中占有舉足輕重的地位，而電動機的啟動方式已成為影響電動機性能和使用壽命等重要因素。傳統(tǒng)三相交流電動機啟動方式分為直接啟動和降壓啟動兩種，然而傳統(tǒng)的這兩種啟動方式也帶來了諸多問題。傳統(tǒng)交流電動機直接啟動時將全部電壓直接加載在電動機定子繞組上，啟動電流是額定電流的3～7倍，過高的啟動電流直接影響該電動機所在變配電網(wǎng)上的其他電氣設備的運行，甚至造成電氣設備損壞及電網(wǎng)跳閘。同時直接啟動電動會產生過高啟動沖擊轉矩，這種沖擊轉矩會使機械設備以及連接件受到損壞。而另一種電動機啟動方式為了避免啟動電流過大進而通過降低電壓的方式來啟動電動機，然而這種降低電壓的啟動方式本身便可引起電動機無法正常運行，更為嚴重時可燒毀電動機，造成直接經濟損失。為了傳統(tǒng)電動機啟動帶來的問題，我們研究和采用了一種新的啟動方式即為軟啟動。

二、軟啟動相比全壓啟動的優(yōu)勢

軟啟動是指電壓由零慢慢提升到額定電壓，電機在啟動過程中的啟動電流由不可控過載沖擊電流變?yōu)榭煽仉娏鳎⑶铱梢园凑招枰{節(jié)啟動電流的大小。電動機啟動的全過程不存在沖擊轉矩。與傳統(tǒng)啟動方式相比軟啟動具有以下優(yōu)勢：1、無沖擊電流：軟啟動在起動電機時，通過逐漸增大晶閘管導通角，使電機起動電流從零線性上升至設定值。對電動機無沖擊，提高了供電安全性和可靠性，減少對負載機械設備和連接件的沖擊轉矩，延長機器使用壽命；2、有軟停車功能：當電動機瞬間斷電停機時，其可做到平滑減速，逐漸停機，進而減輕對重載機械的沖擊，減少設備損壞；3、起動參數(shù)可調：軟啟動的啟動參數(shù)可根據(jù)負載情況及所在變配電網(wǎng)繼電保護特性選擇調整，可按照設備運行情況調整至最佳的啟動電流。在軟啟動設備中軟啟動器和變頻器是兩種具有代表性和實用性的應用產品，而兩種軟啟動設備又有著相同和不同之處，下面我們將分別分析兩種軟啟動設備的應用特點。

三、軟啟動器的啟動特性

（一）限流啟動

限流啟動就是限制電動機的啟動電流，它主要是用在輕載啟動的設備上，它可以直觀地看到啟動電流，同時在啟動時啟動壓降難以獲取使其不足之處，不能充分利用壓降空間損失啟動力矩，對電動機不利。

（二）斜坡電壓啟動

斜坡電壓啟動就是電壓由小到大斜坡線性上升，主要應用在重載啟動設備上，它實現(xiàn)了將傳統(tǒng)的降壓啟動從有級變成了無級，啟動轉矩特性拋物線型上升對拖動系統(tǒng)有利，啟動平滑，柔性好使其優(yōu)點，對拖動系統(tǒng)有更好的保護，延長拖動系統(tǒng)的使用壽命。但啟動電流較大卻是它的缺點。

（三）轉矩加突跳控制啟動

轉矩加突跳控制啟動就是在電壓斜坡控制啟動的基礎上加一個電壓突跳，它主要應用在靜慣量較大的設備上，用于如風機負載等電壓斜坡啟動比較困難的設備上。它用突跳轉矩在啟動瞬間克服電機靜阻力矩，然后將轉矩拋物線上升，縮短啟動時間。但是其缺點是突然跳電會給電網(wǎng)發(fā)送100ms的浪涌電流進而給電網(wǎng)帶來大電流沖擊。

四、變頻器軟啟動的啟動特性

變頻器軟啟動是一種采用電壓頻率按比例平滑上升為基本原則的啟動方式，在啟動過程中不存在大的轉差功率，有利于電動機平穩(wěn)啟動，從而實現(xiàn)降壓啟動，消除了啟動沖擊，避免啟動功耗，且可控制啟動速度。變頻器軟啟動是一門綜合性的技術，它是建立在電力電子技術、自動化控制技術、計算機技術的基礎之上逐漸發(fā)展起來的。由于直流電動機受換向等因素制約，無法進行高速旋轉，但對于異步電機來說不存在上述制約因素，可以在相當高的轉速下運行。變頻器可進行調速控制，易實現(xiàn)電機的正反轉切換，只需改變變頻器內部逆變管的開關順序，即可實現(xiàn)輸出換相，不存在因換相不當而燒毀電機的問題。這樣變頻器啟動變可以方便的進行啟、停運轉，具有直流制動功能，適用各種環(huán)境。

五、軟啟動器和變頻器的區(qū)別和優(yōu)劣比較

軟啟動器和變頻器的區(qū)別在于：軟啟動器是個調壓器，用于電機啟動時，輸出時改變電壓不改變頻率，而變頻器是用于需要調速的地方，其輸出時不但改變電壓而且同時改變頻率。變頻器具備所有軟啟動器功能，但它的價格比軟啟動器要貴得多，結構也復雜得多。此外變頻器啟動對所在變配電網(wǎng)造成諧波，必須利用電抗器和有源濾波器抑制諧波，增加格外成本。但對于變頻器本身來說，可以看作是可進行調頻調壓的交流電源，可以用一臺同時供給多臺電機；電源功率因素不受電機功率因素的的影響，啟動電流小，節(jié)能效果明顯節(jié)電率可達20%-60%雖先期投入成本高，但遠期節(jié)能效果好，此外由于高性能的變頻器的外部接口功能豐富，可以作為自動控制系統(tǒng)的一個部件使用，構成所需的自動控制系統(tǒng)。

六、結論

綜上所訴，傳統(tǒng)的電動機的啟動方式存在諸多弊端，對于大型生產聯(lián)合企業(yè)以及電網(wǎng)負載復雜的企業(yè)均不適合，而利用軟啟動器進行電動機啟動這一方式具有較好的啟動特性，啟動參數(shù)可調，一定程度上可解決輕載啟動設備啟動沖擊電網(wǎng)的問題，其不足之處不宜作隨載降壓節(jié)能設備用，不能達到完全的平穩(wěn)平滑啟動。變頻器軟啟動其具有調速、保護、節(jié)能等優(yōu)點，他可以通過微機計算信息化、全數(shù)字化、節(jié)能化控制，對電動機提供全方位服務，但對于電機的負荷使用方面受其變載變頻影響對于恒定頻率和負荷的設備較為不適合。

參考文獻

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