智能控制器、電動機、調速器、降壓起動器、軟起動器

一、前言

日新月異高歌猛進的智能化技術，融合著經濟的飛速發展，智能控制系統好自動化技術廣泛應用。如：大廈智能控制器、泵站自動化、無人值守供熱站、各種遙控調度系統、生產作業自動化等等。這不但是科學與生產力的良好融合，更是國家實現科學技術現代化的重要標志，也是每一個技術人員肩負的重要責任，
智能控制技術的應用，給我們提出了很多要求。如電網的波動性，執行機構的智能配套等，都要求越來越嚴格。作為重要驅動執行機構的電動機來說，它的控制方式受到廣大技術人員的高度重視。既要為智能控制打下良好基礎，又要降低電動機起動時對電網的沖擊。所以，不得不在電動機的起動設備上做工作。
鼠籠型異步電動機電子軟起動器的誕生給技術人員解決了這個問題。它既能改變電動機的起動特性保護拖動系統，更能保證電動機可靠起動，又能降低起動沖擊，而且配有計算機通訊接口和現場總線實現智能控制。
二、電動機起動方式的選擇
作為應用最廣泛的鼠籠型異步電動機，它采用降壓起動的條件：一是電動機起動時，機械不能承受全壓起動的沖擊轉矩；二是電動機起動時，其端電壓不能滿足規范要求；三是電動機起動時，影響其他負荷的正常運行。
對于降壓起動目前有兩種方式，一種是軟起動，另外就是降壓起動。他經過了三個發展階段，一是“y-δ”自藕降壓起動器和起動器，二是磁控式軟起動器，三是目前最先進最流行的電子軟起動器。電子軟起動器一般都是采用16位單片機進行智能化控制，他既能保證電動機在負載要求的起動特性下平滑起動，又能降低對電網的沖擊，同時，還能實現直接計算機通訊控制，為自動化智能控制打下良好的基礎。
它們的造價比較是：“y-δ”起動器須六根出線而且故障率太高，維修費也高已不常采用，自藕方式每個千瓦80元左右，磁控的每千瓦150元左右，自藕和磁控的體積較大且故障率較高，維修費較高，電子軟起動器每個千瓦在100元到200元之間，一般情況下，一臺開關柜能放多臺電子軟起動器，節省工程造價，且故障率較低，維修費也低。所以，電子軟起動器應是我們首選的目標。
三、電子軟起動器的選擇
通過以上所述，毋庸置疑地在工程設計和工程改造中，要想改善工藝提高自動化水平，降低成本提高企業效益，對電動機的起動就必須首先采用先進的起動設備——電子軟起動器。
在應用電子軟起動器時應考慮哪些問題呢？作為軟起動器首先要看它的起動性能和停車性能，目前的軟起動器有以下五種起動方式：

限流起動顧名思義是限制電動機的起動電流，它主要是用在輕載起動的負載降低起動壓降，在起動時難以知道起動壓降，不能充分利用壓降空間，損失起動力矩，對電動機不利。斜坡電壓起動顧名思義是電壓由小到大斜坡線性上升，它是將傳統的降壓起動從有級變成了無級，主要用在重載起動，它的缺點是初始轉矩小，轉矩特性拋物線型上升對拖動系統不利，且起動時間長有損于電機。轉矩控制起動用在重載起動，它是將電動機的起動轉矩由小到大線性上升，它的優點是起動平滑，柔性好，對拖動系統有更好的保護，它的目的是保護拖動系統，延長拖動系統的使用壽命。同時降低電機起動時對電網的沖擊，是最優的重載起動方式，它的缺點是起動時間較長。轉矩加突跳控制起動與轉矩控制起動相仿也是用在重載起動，不同的是在起動的瞬間用突跳轉矩克服電機靜轉矩，然后轉矩平滑上升，縮短起動時間。但是，突跳會給電網發送尖脈沖，干擾其它負荷，應用時要特別注意。電壓控制起動是用在輕載起動的場合，在保證起動壓降下發揮電動機的最大起動轉矩，盡可能的縮短了起動時間，是最優的輕載軟起動方式。

綜上所述不難看出，最適用最先進的起動方式應是電壓控制起動和轉矩控制起動及轉矩加突跳控制起動。目前的軟起動器多是限電流起動和斜波電壓起動，它是最原始最低級最簡單的方式（如“abb”軟起以及國內的大多廠家），還有的是限流起動和轉矩加突跳控制起動。唯有“雷諾爾”的軟起動器實現了電壓控制和純轉矩控制及轉矩加突跳控制起動。“ab”、“施耐德”、“西門子”的是限流起動和轉矩加突跳控制起動。
停車方式有三種：一是自由停車，二是軟停車，三是制動停車。電子軟起動帶來最大的停車好處就是軟停車和制動停車。軟停車消除了由于自由停車帶來的拖動系統反慣性沖擊。制動停車在一定的場合代替了反接制動停車。
可靠性的選擇：可靠性分三個方面，一是產品的短路自保護，二是無故障停機保護，三是產品故障率。前兩項可通過產品說明書識別，國內產品除“雷諾爾”的自帶短路保護外其它的一般都不自帶短路保護，需外加快速熔斷器，自動開關不能保護電子軟起動器。國外的“abb”不自帶短路保護，需外加快速熔斷器。無故障停機保護看它的軟起是不是帶有綠色單元（kgl），所有的電力電子產品世界難題是無故障停機（干擾停機）現象。目前，市場上流行的電子軟起中唯有“雷諾爾”的加裝了綠色單元。
智能控制器功能的選擇：在選擇軟起要注意它的智能化程度，是否帶微機接口，接口是否帶有通訊地址和程序，是否能達到通訊控制以及故障自珍診斷功能等。目前發現這些功能完整的只有“雷諾爾”的軟起，并且在上海磁懸浮車站和山西萬家寨引黃工程等國家重點項目中得到良好應用。
其它方面還要考慮是否保護功能完備和冷卻方式以及運行方式等，如：過電流保護，過壓保護，單項接地保護，上下口斷相保護，三相不平衡保護，相位顛倒保護等。冷卻方式分機械風冷和自然風冷。柜體是否需加機械通風，元器件的排布等，機械風冷的柜體加機械通風，軟起正上方不能放電器元件，機械風冷的還要考慮傾斜度等。自然風冷的無此要求。運行方式分在線型和非在線型，選型時盡量選用非在線型。

四、結論
通過論述，電動機的降壓起動方式經過了“y-δ”起動器和自藕降壓起動器到磁控式軟起動器，目前又發展到電子軟起動器。所以在工程應用中，當電動機在直接起動不能滿足要求時，首先考慮的是電子軟起動器。這是科技發展的歷史階段，是為今后的智能控制系統化打下良好基礎的必然階段。
六、參考文獻
1、《工廠配電設計手冊》航空工業第四規劃設計研究院1983
2、《民用建筑電氣設計規范》jgj/t16-92
3、《工業企業供電》冶金工業出版社丁昱
4、《半導體變流技術》機械工業出版黃俊
5、《電機及拖動基礎》機械工業出版顧繩谷