电动机软启动器工作原理及其在探矿工程中的应用分析

前 言

随着科学技术的飞速发展和 计算机控制技术的日趋成熟，近年来一种以计算机为核心，采用双向可控硅为主控回路的智能化新型控制器 “ 电动机 软启动器 ” 已经在工业生产 领域 中崭露头角 ，它以控制方式灵活简便，对 供电 系统和电气设备 冲击小且控制元件不易 损坏以及维护方便等诸多优点正逐步取代传统的控制装置。 这项新技术的诞生使电动机的启停技术发生了划时代的变化。

在众多生产领域中，由于三相异步电动机具有结构简单、运行可靠、维修简便、价格适宜等特点，在电力拖动机械中有 90% 以上是由三相异步电动机驱动的。按常规惯例，对较大容量的三相异步电动机的启动，一般均采用星—角启动、电抗器启动或者是自耦减压启动。这几种启动方式由于技术比较成熟，所以目前在工农业生产中仍然在大范围的应用。但是不管采用什么方式启动，由于三相异步电动机的启动电流瞬时会形成一个很高的冲击电流，（直接启动电流值是电动机额定电流的 4 ～ 8 倍） 这给供电设备或电网中的电源电压在一定范围内形成短暂的降压现象，而且电动机的容量愈大，造成这种现象也就愈严重。同时由于是硬性启动也会给供电系统和电气设备造成一定的伤害。中大功率的三相异步电动机 启动问题由来已久，电气技术人员一直在试图找出一种能够彻底解决问题的办法。

三相异步电动机软启动装置又称无触点恒流启动，它在电动机与输入电源之间串接一组大功率的双向可控硅，由控制电路采用电子智能化控制改变可控硅的导通角，使电动机电压平稳增加，并将电动机的启动电流控制在电动机额定电流值的 1 ～ 2.5 倍之间，并连续可调，这样就会减轻冲击电流对电动机及供电设备或者电网的损害，改善了供电系统的稳定性。

同时电动机软启动器对三相异步电动机的启动或运行过程中的各项参数实施信息搜索、检测，及时调整可控硅的触发脉冲，能够对电动机的过载、过流、缺相等故障及时反馈到处理器中进行辨别和处理，有效地保护了电动机和电气设备。三相异步电动机软启动器的科技含量高，保护功能比较完善，并且启动能力强，对 5.5 ～ 500KW 的三相异步电动机均可启动。它的应用领域可以涵盖工农业生产中的电动机传动设备，是传统启动方式理想的更新换代产品。目前国内已有十几家在生产电动机软启动器，工作原理大体相似，笔者根据多年在探矿工程应用情况并结合 CMC系列电动机软启动装置进行了一番探讨。

2 电动机软启动器的工作原理

CMC系列电动机软启动器主要有大功率双向可控硅、交流接触器以及电子控制部分组成。控制部分的核心是一块 CPU 电脑芯片【 80C 196KC 】（电气原理见图 1 ），将三对可控硅桥串接在电动机的三相供电线路上，利用可控硅的电子开关特性，通过控制其触发导通角的大小来改变可控硅的开通程度，由此来改变电动机输入电压和输入电流的大小，已达到控制电动机的启动特性。

由键盘输入或外部控制按钮将指示信号输入到软启动器的电脑芯片中，芯片根据预置的程序启动电动机。启动模式有两种，斜坡电压启动和限流启动，如图 2 是斜坡电压启动的理论图形。

限流软启动控制模式：如图 3 所示，电动机启动时，其输出电压从零迅速增加，直至输出电流达到设定的电流限幅值Ｉ m ，然后保证输出电流在不大于该值的情况下，电压逐渐升高，电动机逐渐加速，完成启动过程。

电动机启动结束后，交流接触器的吸合为了避免能量损耗，在旁路掉可控硅元件后，控制系统仍然工作，在电动机运行过程中，如出现过载、过流、缺相等故障时，电脑芯片会及时发出指令，切断主电源。