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1歷史沿革

軟啟動器于20世紀70年代末和80年代初投入市場，*了星-三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝。采用軟啟動器，可以控制電動機電壓，使其在啟動過程中逐漸升高，很自然地控制啟動電流，這就意味著電動機可以平穩(wěn)啟動，機械和電應力降至小。因此軟啟動器在市場上得到廣泛應用，并且軟啟動器所附帶的軟停車功能有效地避免水泵停止時所產生的“水錘效應”。

異步電動機以其優(yōu)良的性能及無需維護的特點，在各行各業(yè)中得到廣泛的應用。然而由于其起動時要產生較大沖擊電流（一般為額定電流的5-8倍），同時由于起動應力較大，使負載設備的使用壽命降低。國家有關部門對電機起動早有明確規(guī)定，即電機起動時的電網電壓將不能超過15%。解決辦法有兩個：增大配電容量，采用限制電機起動電流的起動設備，如果僅僅為起動電機而增大配電容，從經濟角度上來說，顯然不可取。為此，人們往往需要配備限制電機起動電流的起動設備，過去人們多采用Y/△轉換，自藕降壓，磁控降壓等方式來實現(xiàn)。這些方法雖然可以起到一定的限流作用，但沒有從根本上解決問題。

伴隨傳動控制對自動化要求的不斷提高，采用可控硅為主要器件、單片機為控制核心的智能型電動機起動設備－軟起動器，已在各行各業(yè)得到越來越多的應用，由于軟起動器性能優(yōu)良、體積小、重量輕，并且具有智能控制及多種保護功能，而且各項起動參數(shù)可根據不同負載進行調整，其負載適應性很強。因此電子式軟起動器將逐步取代落后的Y/Δ、自耦減壓和磁控式等傳統(tǒng)的減壓起動設備成為必然。

電力電子技術的快速發(fā)展，智能型軟起動器得到廣泛應用。智能型軟起動器是一種集軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護于一體的新穎電機控制裝置，又稱為SoftStarter。它不僅實現(xiàn)在整個起動過程中無沖擊而平滑的起動電機，而且可根據電動機負載的特性來調節(jié)起動過程中的參數(shù)，如限流值、起動時間等。此外，它還具有多種對電機保護功能，這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動設備的諸多弊端。

2發(fā)展趨勢

隨著國產變頻器產業(yè)的迅速發(fā)展，變頻器的價格不再高高在上，它不僅解決了電機啟動產生大沖擊電流的問題，并且具有很好的節(jié)能效果，因此，曾經風光一時的軟啟動器似乎有些沒落，聲音越來越小。但是軟啟動器面臨的替代壓力確實越來越大，[1] 這種情況在中國尤為明顯。由于中國工業(yè)技術一直較為落后，在十多年前，中國的變頻器產業(yè)剛剛起步，沒有定價權，國內市場大部分為*品牌占據，變頻器的成本一直居高不下。當時，國內鼠籠型異步電動機一般采用直接啟動，或用自耦、星三角啟動器啟動。上世紀九十年代，以單片機為核心、半導體可控硅為執(zhí)行元件的智能化電機軟啟動器進入中國市場，并在2000年以后開始加速發(fā)展，目 前市場規(guī)模約為20億。軟啟動器主要解決電動機啟動時對電網的沖擊和啟動后旁路接觸器工作的問題，對電機有較好的保護作用，在輕載情況下可以實現(xiàn)一定程度的節(jié)能（約5%），但是節(jié)能效果遠遠不如變頻器。隨著中國變頻器產業(yè)的崛起，并因此使變頻器的價格大幅下降，近幾年來，變頻器才又逐漸取代了軟啟動器的作用。

中國變頻器的國產化進程正在快速崛起，質量穩(wěn)定性進步很快，加上服務和成本上的優(yōu)勢，變頻調速的性價比高，質量和價格的競爭優(yōu)勢越來越明顯，軟啟動器面臨的替代壓力越來越大，科技進步帶來的產品更新?lián)Q代應該會是一個趨勢。這就如同節(jié)能燈替代白熾燈一樣，這是科技和生活進步的必然結果，變頻器替代軟啟動器也是同樣道理。特別是中國的變頻器產業(yè)在近十多年的發(fā)展中已經實現(xiàn)國產化，國產變頻器技術已經比較成熟，制造成本明顯下降。中國軟啟動器行業(yè)從興旺到衰弱也經歷了一個性價比的變革，價格從以前的每千瓦150元降到每千瓦不到50元左右，國內很多企業(yè)產品質量非常穩(wěn)定，但市場在逐漸萎縮。從直起、自耦和星三角啟動器的發(fā)展演變，到變頻調速器的出現(xiàn)，軟啟動器是這當中的過渡產品?，F(xiàn)只有很小部分工況采用軟啟動器，比如電動機工作負載在90%以上的，其他工況以前是采用軟啟動方式起動的，現(xiàn)大多采用變頻調速器了，因為變頻調速器的節(jié)能效果有30%左右。此外，變頻器價格也從早期的每千瓦1000元左右下降到每千瓦只有200多元（大功率），價格下降十分顯著。如今的工礦企業(yè)對變頻器的應用已經全面普及了，幾乎涵蓋了所有領域，不夸張地說，凡是用到電動機的地方肯定有變頻調速器的身影。而且變頻調速器具備了電動機所需要的起動效果和節(jié)能效果?？萍歼M步決定市場占有，這就是為什么軟起動器市場發(fā)展空間會逐步下降，而變頻器*飛速提高的主要原因。

中國變頻器產業(yè)的國產化水平已經有了質的突破，國產變頻器的*也在逐步提升，但是和國外品牌在技術上相比，還是有一定距離。

目 前談超越還為時過早，因為我們在變頻技術領域的研究、開發(fā)方面，無論在基礎上還是起步時間上都落后于歐美國家。但至少目 前技術已經不是中國與國外變頻器行業(yè)的壁壘，而穩(wěn)定性及產品性能才是各個廠商面臨的主要技術問題。許多國內軟啟動企業(yè)都在變頻器研發(fā)上投入大量的人力與物力，力求在變頻器技術方面占領制高點。一批的變頻器企業(yè)脫穎而出，成為了國內上市企業(yè)。盡管如此，變頻器的核心器件IGBT和芯片始終依賴進口，成為制約變頻器國產的瓶頸。變頻器核心器件的研發(fā)制造是中國變頻器產業(yè)需要突破的一個重要關口，中國威爾凱電氣也正在這個領域進行不懈地堅持和努力。我想不久的將來，中國的變頻技術是有可能達到甚至超越外國*水平，至于多久能夠實現(xiàn)，我們一起拭目以待吧。

*性“節(jié)能減排”工業(yè)改造計劃正在大規(guī)模推行,中國作為世界大國也高度重視節(jié)能減排，低能耗、低污染的低碳經濟將是中國未來發(fā)展的必經之路。如今，中國正在堅定不移地推動低碳經濟，相關節(jié)能減排政策已密集出臺。這些舉措其實都是國內變頻器企業(yè)千載難逢的機遇，變頻器行業(yè)將迎來新一輪高速增*。變頻器不僅要滿足國內市場的需求，還要出口的世界各地，在*的節(jié)能減排革命中發(fā)揮作用。

由于變頻器具有軟啟動器的所有功能，但它軟啟動器也只是一個過渡產品。

軟啟動器是為了*星-三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝而研發(fā)的產品，因此說它是過渡產品。隨著變頻器成本的逐漸下降，軟啟動器的市場空間將越來越小。至于未來軟啟動器是否會*消失，這還需要市場的進一步驗證。就目 前情況而言，軟啟動器依然有自己的生存空間，在電機運行負載功率在80%以上時，選用軟啟動器依然是好、實用、省錢的。在未來幾年，軟啟動器的市場依然會穩(wěn)定增長，但是增速遠遠低于變頻器市場的增速，并隨著市場競爭的加劇，一批規(guī)模小競爭力弱的企業(yè)被淘汰，軟啟動器市場集中度將進一步增加。軟啟動器產品的應用現(xiàn)只涉及到中國國民經濟較多領域，電力、冶金、建材、機床、石化和化工、市政、煤炭是七個主要行業(yè)。

3主要分類

1、根據電壓分類：高壓軟啟動器、低壓軟啟動器；

2、根據介質分類：固態(tài)軟啟動器、液阻軟啟動器；

3、根據控制原理：電子式軟啟動器、電磁式軟啟動器；

4、根據運行方式：在線型軟啟動器、旁路型軟啟動器；

5、根據負載：標準型軟啟動器、重載型軟啟動器。

4相關原理

工作原理

軟啟動器（軟啟動器）是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱為Soft Starter。軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調壓器，將其接入電源和電動機定子之間。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時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉數(shù)時，啟動過程結束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管，為電動機正常運轉提供額定電壓，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，轉數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉矩沖擊。

啟動方式

運用串接于電源與被控電機之間的軟起動器，控制其內部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數(shù)關系逐漸上升，直至起動結束，賦予電機全電壓，即為軟起動，在軟起動過程中，電機起動轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加。軟起動一般有下面幾種起動方式。

斜坡升壓軟起動：這種起動方式簡單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調整晶閘管導通角，使之與時間成一定函數(shù)關系增加。其缺點是，由于不限流，在電機起動過程中，有時要產生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對電網影響較大，實際很少應用。

斜坡恒流軟起動：這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加，當電流達到預先所設定的值后保持恒定（t1至t2階段），直至起動完畢。起動過程中，電流上升變化的速率是可以根據電動機負載調整設定。電流上升速率大，則起動轉矩大，起動時間短。該起動方式是應用多的起動方式，尤其適用于風機、泵類負載的起動。

階躍起動：開機，即以短時間，使起動電流迅速達到設定值，即為階躍起動。

通過調節(jié)起動電流設定值，可以達到快速起動效果。

脈沖沖擊起動：在起動開始階段，讓晶閘管在極短時間內，以較大電流導通一段時間后回落，再按原設定值線性上升，連入恒流起動。該起動方法，在一般負載中較少應用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合?；\型電機傳統(tǒng)的減壓起動方式有Y-q起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬于有級減壓起動，存在明顯缺點，即起動過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。

軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處是：

1、無沖擊電流。軟起動器在起動電機時，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。

2、恒流起動。軟起動器可以引入電流閉環(huán)控制，使電機在起動過程中保持恒流，確保電機平穩(wěn)起動。⑶根據負載情況及電網繼電保護特性選擇，可自由地無級調整*的起動電流。適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。

電壓雙斜坡起動：在起動過程中，電機的輸出力矩隨電壓增加，在起動時提供一個初始的起動電壓Us，Us根據負載可調，將Us調到大于負載靜磨擦力矩，使負載能立即開始轉動。這時輸出電壓從Us開始按一定的斜率上升（斜率可調），電機不斷加速。當輸出電壓達到達速電壓Ur時，電機也基本達到額定轉速。軟起動器在起動過程中自動檢測達速電壓，當電機達到額定轉速時，使輸出電壓達到額定電壓。

限流起動：就是電機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設定值（Im）的軟起動方式。其輸出電壓從零開始迅速增長，直到輸出電流達到預先設定的電流限值Im，然后保持輸出電流I這種起動方式的優(yōu)點是起動電流小，且可按需要調整。對電網影響小，其缺點是在起動時難以知道起動壓降，不能充分利用壓降空間。

節(jié)能原理

電動機屬感性負載，電流滯后電壓，大多數(shù)用電器都屬此類。為了提高功率因數(shù)須用容性負載來補償，并電容或用同步電動機補償。降低電動機的激磁電流也可提高功率因數(shù)（HPS2節(jié)能功能，在輕載時降低電壓，使激磁電流降低，使COS∮提高）。節(jié)能運行模式：輕載時降低電壓減少了激磁電流，電機電流分為有功分量和無功分量（激磁分量）提高COS∮。

運行模式

當電動機負載輕時，軟啟動器在選擇節(jié)能功能的狀態(tài)下，PF開關熱撥至Y位，在電流反饋的作用下，軟啟動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數(shù)（COS∮）。（國產軟啟動器多無此功能）在接觸器旁路狀態(tài)下無法實現(xiàn)此功能。TPF開關提供了節(jié)能功能的兩種反應時間；正常、慢速。節(jié)能運行模式：自動節(jié)能運行。（正常、慢速兩種反應速度）空載節(jié)能40%，負載節(jié)能5%。

控制原理

軟啟動器是通過控制可控硅的導通角來控制輸出電壓。因此，軟啟動器從本質上是一種能夠自動控制的降壓啟動器，由于能夠任意調節(jié)輸出電壓，作電流閉環(huán)控制，因而比傳統(tǒng)的降壓啟動方式（如串電阻啟動，自耦變壓器啟動等）有更多優(yōu)點。例如滿載啟動風機水泵等變轉矩負載、實現(xiàn)電機軟停止、應用于水泵能*消除水錘效應等。