软起动器的工作原理简述

软起动器的工作过程是在起动时期通过控制内部三相反并联晶闸管的导通角对输出电压进行调节，其原理就是晶闸管三相交流调压方法。由于晶闸管是电力电子器件，在其完全导通的时间也有一定的压降，所以一般采用机械式接触器在起动完成后将晶闸管旁路。

部分内置旁路接触器的软起动器对电动机起动完成后的运行过程也有监测功能，能够对出现的异常情况作出反应。软起动器可以采用与起动方式相反的方法对电动机进行软停止。

典型的三相调压电路采用星形联结，如图16-16所示。图中三相负载星形联结，六只晶闸管两两反并联串接于电源和负载之间，通过三相调压使得每相负载的电压以期望的方式从零上升到电源电压。现有的晶闸管三相调压方式有两种：一种是移相晶闸管调压，即每相电路半波中只有一个晶闸管导通，通过控制晶闸管在半波内的导通时间实现调压，这种方式对应的软起动方法主要有电压起动和转矩起动。它的原理是电网电压的波形为完整的正弦波，α为晶闸管的触发延迟角，φ为负载的功率因数角，θ为晶闸管的导通角，它们之间的关系为θ=π-α+φ。晶闸管的输出电压为根据θ角的波形，改变θ的大小，调节电动机的输入电压。另一种是通断晶闸管调压，通过控制一定时间内通过晶闸管的工频数目，即通过调节频率来实现调压，这种方式对应的软起动方法是分频起动。

图16-16 星形三相调压原理电路(www.xing528.com)

从图16-16可以看出，在起动过程中，主回路反并联晶闸管VTH₁～VTH₆的触发延迟角由控制电路内部微控制器来控制，使加在交流电动机三相定子绕组上的电压由零逐渐平滑地升至全电压。检测回路将信号送至内部微控制器，通过微控制器的运算，给驱动电路发出起动运行信号，驱动电路根据接收的控制信号，发出相应的控制信号控制晶闸管的触发延迟角。同时，电流检测装置检测三相定子电流送给微控制器进行运算和判断，当起动电流超过设定值时，微控制器控制升压停止，直到起动电流下降到低于设定值之后，再使电动机继续升压起动。若三相起动电流不平衡，并超过规定的范围，则停止起动。另外，由电动机理论可知，当电动机的输入电源频率不变时，电动机的输出转矩与输入电压的二次方成正比。因此，软起动不仅使电动机定子电压连续平滑地增加，实现了升压限流起动，而且避免了电动机起动转矩的冲击和不平稳的现象。

三相全波调压电路的负载也可以接成三角形拓扑，工作原理与星形拓扑相同，所以两者等效。在图16-1给出的主电路拓扑也常见于现有产品的接线方式中，该种拓扑的晶闸管移相控制范围是0～180°，且每相电路起动过程中的电流是普通三角形联结时的，但接线方式较为麻烦，所以该种拓扑一般是在起动器具体需要降容时才考虑。

此外，主电路调压方式还有多种接线拓扑，如带零线的三相交流调压电路、三相半波交流调压电路、两线控制三相交流调压电路、中点控制的三相调压电路。但这些都由于产生谐波较大、三相电路不对称等原因而很少采用。所以只有图16-16与图16-1给出的三相交流调压电路在输出电压0～100%的范围内保持三相平衡，波形正负对称，没有偶次谐波和零线电流，所以软起动器一般采用这两种调压电路拓扑。