软启动器和调速控制电路的优化设计

1.软启动器基本概述

传统的降压启动，电动机在切换过程中会产生很高的电流尖峰，产生破坏性的动态转矩，引起的机械振动对电动机转子、联轴器以及负载都是有害的，因此出现了电子启动器，即软启动器。

交流异步电动机软启动技术成功地解决了交流异步电动机启动时电流大，线路电压降大，电力损耗大以及对传动机械带来破坏性冲击力等问题。交流电动机软启动装置对被控电动机既能起到软启动，又能起到软制动作用。

交流电动机软启动是指电动机在启动过程中，装置输出电压按一定规律上升，被控电动机电压由起始电压平滑地升到全电压，其转速随控制电压变化而发生相应的软性变化，即由零平滑地加速至额定转速的全过程，称为交流电动机软启动。

交流电动机软制动是指电动机在制动过程中，装置输出电压按一定规律下降，被控电动机电压由全电压平滑地降到零，其转速相应地由额定值平滑地减至零的全过程。

2.软启动器的工作原理

如图2-10所示为软启动器原理示意图。它的功率部分由3对正、反向并联的晶闸管组成，利用晶闸管的移相控制原理，通过控制晶闸管的导通电流，改变其输出电压，使加在电动机上的电压按某一规律慢慢达到全电压。由于软启动器为电子调压，并对电流进行检测，因此还具有对电动机和软启动器本身的热保护，限制转矩和电流冲击，三相电源不平衡、缺相、断相等保护功能，可实时检测并显示电流、电压、功率因数等参数。

图2-10 软启动器原理示意图

3.交流电动机软启动装置的功能特点

交流电动机软启动装置具有如下的功能特点。

（1）启动过程和制动过程中，避免了运行电压、电流的急剧变化，有益于被控制电动机和传动机械，更有益于电网的稳定运行。(www.xing528.com)

（2）启动和制动过程中，实施晶闸管无触点控制，装置使用长，故障事故率低且免检修。

（3）集相序、缺相、过热、启动过电流、运行过电流和过载的检测及保护于一身，节电、安全、功能强。

（4）实现以最小起始电压（电流）获得最佳转矩的节电效果。

4.三相异步电动机用软启动器启动控制电路

如图2-11所示为三相异步电动机用软启动器启动控制电路。图中所示为JDRQ系列软启动器，其中L1、L2、L3为软启动器主电源进线端子，U、V、W为连接电动机的出线端子。当相对应端子短接时（相当于图2-11中KM2主触点闭合），将软启动器内部晶闸管短接，但此时软启动器内部的电流检测环节仍起作用，即此时软启动器对电动机保护功能仍起作用。

图2-11 三相异步电动机用软启动器启动控制电路

RL1、RL2和RL3为输出继电器接点。RL1为软启动器上升到顶部输出继电器接点，当软启动器完成启动过程后，RL1闭合，输出信号控制旁路接触器KM2，正常启动后直接给电动机供电；RL2为运行继电器接点，软启动器正常运行时闭合，当启动结束后，由KM1的辅助接点闭合提供信号；RL3设置为过热动作继电器接点，当软启动器因过载发热时断开，停止软启动器工作。软启动器还有故障继电器接点、斜坡下降按钮、故障复位按钮等没有在图中表示出来。

图2-11中，当开关QS闭合，按下启动按钮SB0，则K1触点闭合，KM1线圈通电，使其主触点闭合，主电源加入软启动器。电动机按设定的启动方式启动，当启动完成后，内部继电器RL2常开触点闭合，KM2接触器线圈通电主触点闭合，电动机转由旁路接触器KM2触点供电，同时将软启动器内部的功率晶闸管短接，电动机通过接触器由电网直接供电。但此时过载、过流等保护仍起作用，RL3相当于保护继电器的触点。若发生过载、过流，则切断接触器KM1电源，软启动器进线电源切除。因此，电动机不需要额外增加过载保护电路。正常停车时，按停车按钮SB1，停止指令使RL2触点断开，旁路接触器KM2跳闸，使电动机软停车，软停车结束后，RL1触点断开。

由于带有旁路接触器，该电路有如下优点：在电动机运行时可以避免软启动器产生谐波；软启动器仅在启动和停车时工作，可以避免长期运行使晶闸管发热，延长了使用寿命。