軟啟動器（Soft Starter）是一種電動機控制設(shè)備，它主要應(yīng)用于交流異步電動機的啟動過程中，目的是減少啟動時對電網(wǎng)和電動機的沖擊，提高電動機的使用壽命和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

工作原理：
軟啟動器的工作原理主要是通過使用三相反并聯(lián)的可控硅（晶閘管）來實現(xiàn)對電動機輸入電壓的調(diào)節(jié)。在電動機啟動時，軟啟動器逐漸增加可控硅的導(dǎo)通角度，從而逐漸增加電動機的輸入電壓。這樣電動機的啟動電流會隨著電壓的上升而平穩(wěn)增加，直到達到額定電壓和電流，電動機平滑過渡到全速運行狀態(tài)。啟動過程完成后，軟啟動器通常會通過旁路接觸器將可控硅短路，以減少可控硅的熱損耗，提高系統(tǒng)效率。

主要作用：
減少啟動沖擊電流：軟啟動器能夠有效地減少電動機啟動時的沖擊電流，保護電網(wǎng)不受電流沖擊的影響。
保護電動機：通過減少啟動時的沖擊電流和轉(zhuǎn)矩，軟啟動器可以延長電動機的使用壽命，防止因啟動電流過大而損壞電動機。
減少機械沖擊：軟啟動器可以降低啟動時對機械設(shè)備和傳動系統(tǒng)的沖擊，減少由此產(chǎn)生的振動和噪音。
節(jié)能：在輕載條件下，軟啟動器可以根據(jù)負載需求調(diào)整電動機的工作電流，實現(xiàn)節(jié)能效果。
提供多種保護功能：軟啟動器通常具有過載保護、斷相保護、過熱保護等多種功能，可以監(jiān)測電動機的工作狀態(tài)，確保運行安全。
提高啟動效率：軟啟動器能夠使電動機在啟動過程中更加平穩(wěn)，減少能量損失，提高啟動效率。
適應(yīng)不同負載需求：軟啟動器提供多種啟動模式，如限流啟動、斜坡電壓啟動、轉(zhuǎn)矩控制啟動等，以適應(yīng)不同的負載需求。
軟啟動器在現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應(yīng)用于泵、風(fēng)機、壓縮機等各種電動機的啟動控制中，尤其在電動機功率較大，對啟動性能要求較高的場合發(fā)揮著重要作用。

軟啟動器通常具備多種啟動模式，以適應(yīng)不同負載的需求。例如：斜坡升壓軟啟動：輸出電壓隨時間成一定函數(shù)關(guān)系增加，簡單但實際應(yīng)用中較少，因為不限流會產(chǎn)生較大沖擊電流。斜坡恒流軟啟動：在起動初始階段逐漸增加電流，達到設(shè)定值后保持恒定，直至啟動完畢。這種方式適用于風(fēng)機、泵類負載，是常用的啟動方式。階躍起動：在開機后短時間內(nèi)使電流迅速達到設(shè)定值，實現(xiàn)快速啟動。脈沖沖擊起動：適用于需要克服較大靜摩擦的重載場合，通過短時大電流脈沖幫助電機起動。在電機達到額定轉(zhuǎn)速后，軟啟動器自動使用旁路接觸器取代晶閘管，為電機提供額定電壓。這樣做不僅降低了晶閘管的熱損耗，延長了軟啟動器的使用壽命，還避免了電網(wǎng)受到諧波污染。此外，軟啟動器還提供軟停車功能。在停車過程中，晶閘管逐漸減小導(dǎo)通角，使電壓和轉(zhuǎn)速逐漸下降，終停機。這種方式避免了傳統(tǒng)瞬間停電造成的轉(zhuǎn)矩沖擊，防止了“水錘效應(yīng)”對設(shè)備的損害?？傊?，電機軟啟動器通過控制晶閘管的導(dǎo)通角，實現(xiàn)了電機的無沖擊平滑啟動和軟停車，有效保護了電機、電網(wǎng)及相關(guān)設(shè)備，延長了設(shè)備使用壽命，提高了工作效率。

軟啟動器具備多種保護功能，這些功能對于保障電機和整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。以下為你詳細介紹軟啟動器常見的保護功能：

過載保護
- 原理：當(dāng)電機的負載電流超過其額定電流且持續(xù)一定時間時，軟啟動器會檢測到電流的異常變化。它依據(jù)反時限特性曲線來動作，即過載電流越大，動作時間越短。
- 作用：有效防止電機因長時間過載運行而發(fā)熱，避免絕緣材料老化、損壞，從而延長電機的使用壽命，減少因過載引發(fā)的設(shè)備故障和停機時間。

過流保護
- 原理：在電機啟動或運行過程中，如果電流突然急劇增大，超過了軟啟動器設(shè)定的過流保護值，軟啟動器會迅速動作。
- 作用：能快速切斷電路，保護電機和軟啟動器本身不受過大電流的沖擊，防止因過流造成的電氣元件損壞，保障設(shè)備的安全。

過壓保護
- 原理：實時監(jiān)測電源電壓，當(dāng)電壓超過軟啟動器設(shè)定的過壓保護閾值時，軟啟動器會采取相應(yīng)措施。
- 作用：避免過高的電壓對電機和軟啟動器的絕緣造成破壞，防止因過壓導(dǎo)致的電機繞組擊穿、電子元件損壞等問題，提高設(shè)備的可靠性。

欠壓保護
- 原理：持續(xù)監(jiān)測電源電壓，當(dāng)電壓低于軟啟動器設(shè)定的欠壓保護值時，軟啟動器會做出響應(yīng)。
- 作用：防止電機在電壓過低的情況下運行，因為欠壓會使電機的轉(zhuǎn)矩下降，轉(zhuǎn)速降低，可能導(dǎo)致電機堵轉(zhuǎn)，損壞電機繞組。同時，欠壓保護也能避免因電壓不穩(wěn)定對軟啟動器的正常工作產(chǎn)生影響。

缺相保護
- 原理：通過檢測三相電源的電壓或電流，判斷是否存在缺相情況。一旦檢測到某一相缺失，軟啟動器會立即動作。
- 作用：電機在缺相狀態(tài)下運行會產(chǎn)生不平衡轉(zhuǎn)矩，導(dǎo)致電機振動加劇、發(fā)熱嚴重，甚至燒毀電機繞組。缺相保護能及時切斷電源，保護電機免受缺相運行的危害。

過熱保護
- 原理：在軟啟動器內(nèi)部設(shè)置溫度傳感器，實時監(jiān)測功率模塊等關(guān)鍵部件的溫度。當(dāng)溫度超過設(shè)定的過熱保護溫度時，軟啟動器會采取保護措施。
- 作用：防止軟啟動器因長時間工作或散熱不良而溫度過高，避免功率模塊等元件因過熱損壞，確保軟啟動器的正常運行。

相序保護
- 原理：檢測三相電源的相序，當(dāng)相序與軟啟動器設(shè)定的相序不一致時，軟啟動器會禁止電機啟動。
- 作用：確保電機按照正確的方向旋轉(zhuǎn)，避免因相序錯誤導(dǎo)致電機反轉(zhuǎn)，從而影響設(shè)備的正常運行，特別是對于一些對電機旋轉(zhuǎn)方向有嚴格要求的設(shè)備，相序保護尤為重要。

漏電保護
- 原理：通過檢測電路中的漏電電流，當(dāng)漏電電流超過設(shè)定的閾值時，軟啟動器會迅速切斷電源。
- 作用：防止因設(shè)備漏電對人員造成觸電危險，同時也能保護設(shè)備免受漏電引起的損壞，提高電氣系統(tǒng)的安全性。

軟啟動器一般由主電路、控制電路、人機界面和保護電路等部分構(gòu)成，以下是各部分的詳細介紹：

主電路
- 晶閘管組件：這是主電路的核心部分，通常由三對反并聯(lián)的晶閘管組成。晶閘管具有可控的導(dǎo)通特性，通過控制其導(dǎo)通角的大小，可以調(diào)節(jié)施加在電機上的電壓，從而實現(xiàn)電機的軟啟動。在電機啟動過程中，晶閘管的導(dǎo)通角逐漸增大，使電機端電壓從較低值逐步上升到額定電壓，實現(xiàn)平穩(wěn)啟動。
- 旁路接觸器：在電機啟動完成并達到額定轉(zhuǎn)速后，旁路接觸器閉合，將晶閘管短接。這樣做的目的是為了減少晶閘管在電機正常運行時的損耗，提率，同時也能延長晶閘管的使用壽命。

控制電路
- 微處理器：作為控制電路的核心，微處理器負責(zé)整個軟啟動過程的控制和管理。它能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的啟動參數(shù)（如啟動時間、啟動電壓、限流值等），控制晶閘管的導(dǎo)通角，實現(xiàn)對電機啟動過程的調(diào)節(jié)。同時，微處理器還能實時監(jiān)測電機的運行狀態(tài)，如電流、電壓、溫度等，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果做出相應(yīng)的處理。
- 觸發(fā)電路：觸發(fā)電路的作用是為晶閘管提供合適的觸發(fā)信號，使其按照微處理器的控制指令導(dǎo)通。觸發(fā)電路需要控制觸發(fā)信號的時間和幅度，以確保晶閘管能夠準確、可靠地導(dǎo)通，從而實現(xiàn)對電機電壓和電流的有效調(diào)節(jié)。
- 檢測電路：檢測電路用于實時監(jiān)測電機的運行參數(shù)，如電流、電壓、溫度等。通過對這些參數(shù)的監(jiān)測，微處理器可以及時了解電機的運行狀態(tài)，判斷是否存在異常情況，并采取相應(yīng)的保護措施。例如，當(dāng)檢測到電機電流過大時，微處理器可以通過調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角來降低電流，避免電機因過流而損壞。

人機界面
- 操作面板：操作面板通常包括顯示屏和按鍵，用戶可以通過按鍵輸入各種啟動參數(shù)，如啟動時間、啟動電壓、限流倍數(shù)等。顯示屏則用于顯示軟啟動器的工作狀態(tài)、運行參數(shù)以及故障信息等，方便用戶實時了解設(shè)備的運行情況。
- 通信接口：一些軟啟動器還配備了通信接口，如 RS - 485、Modbus 等，通過這些接口可以與上位機（如 PLC、工控機等）進行通信，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和控制。用戶可以通過上位機對軟啟動器進行參數(shù)設(shè)置、啟動停止控制以及故障診斷等操作，提高設(shè)備的自動化管理水平。

保護電路
- 過流保護電路：當(dāng)電機的啟動電流或運行電流超過設(shè)定的過流保護值時，過流保護電路會迅速動作，通過微處理器控制晶閘管減小導(dǎo)通角或切斷電路，防止電機因過流而損壞。
- 過壓保護電路：實時監(jiān)測電源電壓，當(dāng)電壓超過設(shè)定的過壓保護閾值時，過壓保護電路會發(fā)出信號，微處理器會采取相應(yīng)措施，如降低電機端電壓或切斷電源，以保護電機和軟啟動器不受過壓的影響。
- 欠壓保護電路：當(dāng)電源電壓低于設(shè)定的欠壓保護值時，欠壓保護電路會觸發(fā)，微處理器會根據(jù)情況采取停止電機運行等措施，避免電機在欠壓狀態(tài)下運行而損壞。
- 過熱保護電路：在軟啟動器內(nèi)部設(shè)置溫度傳感器，實時監(jiān)測功率模塊等關(guān)鍵部件的溫度。當(dāng)溫度超過設(shè)定的過熱保護溫度時，過熱保護電路會動作，微處理器會采取降低負載或停止運行等措施，防止設(shè)備因過熱而損壞。

應(yīng)用案例
某大型化工企業(yè)采用醴陵市湘創(chuàng)電器有限公司的軟啟動器來控制其關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備 —— 大型離心泵。在引入湘創(chuàng)軟啟動器之前，該企業(yè)經(jīng)常面臨電機啟動時電流沖擊導(dǎo)致的電網(wǎng)波動和設(shè)備損壞問題。自從安裝了湘創(chuàng)軟啟動器后，離心泵的啟動過程變得平滑穩(wěn)定，啟動電流大幅降低，設(shè)備壽命顯著延長，維護成本也隨之減少。

醴陵市湘創(chuàng)電器有限公司的軟啟動器提供多種啟動模式，以滿足不同負載的需求：
1.?斜坡恒流軟啟動 ：在啟動初期，電流逐漸增加至設(shè)定值后保持恒定，適用于風(fēng)機、泵類等負載，是為常用的啟動方式。
2.?斜坡升壓軟啟動 ：輸出電壓隨時間呈特定函數(shù)關(guān)系增長。盡管簡單直接，但在實際應(yīng)用中由于可能產(chǎn)生較大沖擊電流而較少采用。
3.?階躍起動 ：能夠在短時間內(nèi)使電流迅速達到設(shè)定值，實現(xiàn)快速啟動，適用于某些特殊應(yīng)用場景。
4.?脈沖沖擊起動 ：針對重載場合，通過短時大電流脈沖幫助電機克服靜摩擦，順利起動。


電機軟啟動器工作原理:在三相電源與電機間串入三相反并聯(lián)晶閘管(可控硅整流器)，利用晶閘管移相控制原理，啟動時電機端電壓隨晶閘管的導(dǎo)通角從零逐漸上升，電機轉(zhuǎn)速逐漸增大，直至達到滿足啟動轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束啟動過程，此時旁路接觸器接通(避免電機在運行中對電網(wǎng)形成諧波污染，延長晶閘管壽命)，電機進入穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)，停車時先切斷旁路接觸器，然后由軟啟動器內(nèi)晶閘管導(dǎo)通角由大逐漸減小，使三相供電電壓逐漸減小，電機轉(zhuǎn)速由大逐漸減小到零，停車過程完成。啟動時，使晶閘管的導(dǎo)通角從0開始，逐漸前移，電機的端電壓從零開始，按照預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸
上升，直到達到滿足啟動轉(zhuǎn)矩而是電動機順利啟動，再使電機全電壓運行。從工作原理上看,軟啟動器實際上是一一個調(diào) 壓器,輸出只改變電壓，并沒有改變頻率。這一點與變頻器不同。
電機傳統(tǒng)的減壓起動方式如: Y-A起動、自耦減壓起動、電抗器起動等，皆屬于有級減壓起動，其缺點是在起動過程中會出現(xiàn)二次沖擊電流。而軟啟動器則避免了這些缺點，故近年來使用比較廣泛。
軟起動器的優(yōu)點有:
1)、起動時無沖擊電流,通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使起動電流從零線性上升至設(shè)定值;
2)、屬恒流起動，軟起動器可引入電流閉環(huán)控制，使電動機在起動過程中保持恒流，確保電動機平穩(wěn)起動;
3)、可根據(jù)負載情況及電網(wǎng)繼電保護特性選擇，能自由地?zé)o級調(diào)整至佳的起動電流。
4)、可以頻繁的啟動電動機，軟啟動允許10次/小時,而不致電動機過熱。