软启动器与变频器的区别与选择

软启动器与变频器的区别与选择

软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。

软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。软启动器用于需软启动和停止的场合，电机的转速不变。变频器用于需要调速，恒压的地方，频率决定转速。软启动和变频器的区别就是变频器可以任意设定运行频率，而启动器只起到软起软停作用  。变频器同时改变输出频率与电压，也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流，同时使电机启动转矩达到其大转矩，即变频器可以启动重载负荷。软启动只改变输出电压，不改变频率，也就是不改变电机运行曲线上的n0，而是加大该曲线的陡度，使电机特性变软，当n0不变时，电机的各个转矩（额定转矩、堵转转矩）均正比于其端电压的平方，因此用软启动大大降低电机的启动转矩，所以软启动并不适用于重载启动的电机。变频器在功能上是软启动所不能替代的,变频器可以实现恒转距启动，就是说在低速下可以有和高速相同的转距,而软启动是无法实现的。

　　一、软启动设备的工作原理  

　　在三相电源与电机间串入三相反并联晶闸管（可控硅整流器），利用晶闸管移相控制原理，启动时电机端电压随晶闸管的导通角从零逐渐上升，电机转速逐渐增大，直至达到满足启动转矩的要求而结束启动过程，此时旁路接触器接通（避免电机在运行中对电网形成谐波污染，延长晶闸管寿命），电机进入稳态运行状态，停车时先切断旁路接触器，然后由软启动器内晶闸管导通角由大逐渐减小，使三相供电电压逐渐减小，电机转速由大逐渐减小到零，停车过程完成。  

　　启动时，使晶闸管的导通角从0开始，逐渐前移，电机的端电压从零开始，按照预设函数关系逐渐上升，直到达到满足启动转矩而是电动机顺利启动，再使电机全电压运行。  

　　 从工作原理上看，软驱动器实际上是一个调压器，输出只改变电压，并没有改变频率。这一点与变频器不同。  

　　二、软启动设备的优点  

　　软起动的优点是：  

　　起动时无冲击电流，通过逐渐增大晶闸管导通角，使起动电流从零线性上升至设定值；  

　　属恒流起动，软起动器可引入电流闭环控制，使电动机在起动过程中保持恒流，确保电动机平稳起动；  

　　可根据负载情况及电网继电保护特性选择，能自由地无级调整至理想的起动电流。  

　　可以频繁的启动电动机，软启动允许10次/小时，而不致电动机过热。  

　　（笼型电动机传统的减压起动方式有：Y-△起动、自耦减压起动、电抗器起动等，皆属于有级减压起动，其缺点是在起动过程中会出现二次冲击电流。） 

　　  当电动机全速运行后，用旁路接触器来取代已完成任务的软起动器，以降低晶闸管的热耗，提高系统效率。在这种模式下用一台软起动器起动多台电动机。  

　　变频器概念 

　　 从异步电动机的转速公式n=60f（1-s）/p （式中：n-电机转速，f-电源频率，p-电机的较对数， s-转差率）中可以看出，当p不变，均匀的改变电源的频率，就可以连续改变电动机的同步转速，这种调速称为变频调速。 

 三相异步电动机的转矩公式为： 
    S R2 
    M=C U12 公式 [2 ] 
    R22+（S X20）2 
    C：为常数同电机本身的特性有关； U1 ：输入电压 ； 
    R2 ：转子电阻； X20 ：转子漏感抗； S：转差率 
    可以知道M∝U12 转矩与电源电压的平方成正比，设正常输入电压时负载转矩为M2 ，电压下降使电磁转矩M下降很多；由于M2不变，所以M小于M2平衡关系受到破坏，导致电动机转速的下降，转差率S上升；它又引起转子电压平衡方程式的变化，使转子电流I2上升。也就是定子电流I1随之增加（由变压器关系可以知道）；同时I2增加也是电动机轴上送出的转矩M又回升，直到与M2相等为止。这时电动机转速又趋于新的稳定值。 
    三相异步电动机的转矩公式为： 
    S R2 
    M=C U12 公式 [2 ] 
    R22+（S X20）2 
    C：为常数同电机本身的特性有关； U1 ：输入电压 ； 
    R2 ：转子电阻； X20 ：转子漏感抗； S：转差率 
    T=9550*P/n 
    P(KW) n(r/min) T(N*m) 

　 变频器分类、原理 

　　变频调速装置的关键设备是电动机变频调速器，也叫变频器。 

　　变频器有交--交变频器，由三相反并联闸晶管可逆桥式，采用电网自然换相原理组成变频器。
　　软启动器的性能与应用
　　电机启动的瞬间，电流是它本身额定电流的5－7倍。一台30KW的电机启动时，30KW就成了150KW－210KW.，这时对整个用电负荷、元器件承受能力都有非常大的影响。如何在电机启动时，相对减少一些起动电流呢？没有软启动器的时代，靠星三角启动器、自耦启动器来达到目的。它们能将起动电流降到3~5倍，但这种设施所用元器件较多，结构较复杂，占有的空间也很大，一台150KW以上的电机软启动柜，恐怕要占用一台柜子，若是电机数量多的工况环境，安放柜子就需要一个相当的大的车间。
　　星三角与自耦启动设备，都是在星型与三角型之间切换，从而实现电压电流降低。每启停一次，就得切换一次，切换声音较大，若遇到频繁启停的地方，元件易损易坏，维护维修量也将增大。 有了电机软启动器，就使电机的软启动变得容易起来。 电机软启动器，又称“固态软启动器”，它利用可控硅以及集成元件组成。重量轻、体积小，安装方便，可靠地完成电机的平滑启停。软启动器有国产的和进口的，进口软启动器有：ABB、AB、施耐德；国产软启动器有：和平、雷诺尔、奥拓、西诺克、西驰等。国产软启动的价格仅相当于自耦软起柜的价格。 与电机变频器相比较，它们有些共同之处：平滑启动和停止。不同之处：变频器能使电机调速，而软启动不能。 软启动器主要应用在功率较大而又不需要调速的电机上，它主要的目的是降低电流的启动电流；若用变频器，虽然同样可以达到目的，但成本会增加很多，用星三角和自耦降低，又有许多不足，选用软启动应该是既经济又简单的方法。
　　各种工况环境的大型电机都可以选用软启动。

　　

 

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