软起动器在水利泵站中的实践应用
科学与财富
在泵站设计和改造工作中，我单位引进电机软起动软停车技术，
并结合中小型排涝泵站的特点，成功应用于泵站电动机的控制系统，
有效解决了泵站电动机起动时电流波动大、
停机时“水锤”影响的难题。一、软起动器介绍
电动机软起动软停车技术的产品是交流电机固态节能起动器
（又称软起动器，以下均简称软起动器），是一种笼式异步电动机的新型起动设备，
它是电力电子技术与自动控制技术的综合，
也是将强电和弱电结合的控制装置。
1、工作原理
电动机软启动器是目前常用的降压启动方式之一，
使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，
电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，
实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电
压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，
提高其工作效率，减小对电网的影响。
2、软启动器启动方式
目前市场上低压电动机软启动器有很多种，
常用的有几种：水阻（液态）软启动器、干式（固态）软启动器、
数字式软启动器以及绕线式异步电动机限流增矩控制器等。
2.1水阻（液态）
软启动器水阻（液态）软启动器是在电动机转子回路中串入特制的水电阻，
利用机械传动装置，均匀改变电阻液中两极板之间的距离，使阻值由大无级减
小直至为零，从而使电动机均匀加速，平稳启动至额定转速，
最后切除，完成启动过程。
2.2干式（固态）
软启动器固态软启动器是以双CPU 为管理中心，采用大规模集成电路为控制器件，大功率晶闸管为主电路控制器件组成的电气系统。由微处理器发出
“触发”脉冲加到六只晶闸管的触发极上控制晶闸管的导通角，
使晶闸管的输出电压受“触发”脉冲的相位角控制，
由零逐渐升至全压，而使电动机转速由零升到额定转速，实现电动机的软启动。
2.3数字式软启动器
数字式软启动器是以先进的微处理器为核心，控制大功率晶闸管组
件，具有限流启动、电压斜坡启动、软停止功率，
参数均可根据负载自行设定，并具有过流、过载、
缺相等多种保护。2.4绕线式异步电动机限流增矩控制器
绕线式异步电动机限流增矩控制器是整体安装在电机转轴上，与电机转子同步运转，控制器的线圈绕组直接串入到了电机的转子电流回路中，在电机启动过程中，转子电流频率随转子转速升高而降低，当转子转速上
升到额定转速时，转子电流频率则从50Hz 平滑降到（1~3）Hz ，控制器阻
抗减少，当启动结束后控制器阻抗降到很小，
接近似可忽略不计，因此电机在启动时，既能限制启动电流，也能增加启动转矩。
二、软起动器在水利泵站中的实践运用效果和比较1、根据泵站设计和改造工作中的实际运用，总结软起动器在水利泵站中的实践运用效果如下：
1.1实现电动机恒流软起动援防止起动电流突然上升对电网的冲击。软起动器的主电路如图1所示，在三相电源与被控电机之间串入三相反并联
的晶闸管，利用晶闸管移相控制原理，
起动时使晶闸管导通角从0度开始逐渐前移，电机的端电压从零开始以预设的函数关系逐渐上升直至起动结
束，给电机以全压运行，即实现了电动机的斜坡恒流软起动。
避免了自耦变压器起动瞬间电流即达额定电流的3倍左右，并且在切换成全压运行时产
生2次冲击电流冲击电网的情况（见图2）。
图1软起动器的主电路
图2不同起动方式下的电流变化曲线
软起动器以电动机起动电流为设定值整定，
在晶闸管的移相电路中引入电机电流反馈，电网电压上下波动时，
通过控制电路自动增大或减小晶闸管导通角，维持原设定值，保持起动电流恒定，
使电动机起动不受电网电压波动的影响。整个起动过程无冲击电流，
而且起动初始的上升电流的上升速率可调，以适应不同工况下水泵负载的阻力矩变化，
从而极大减少了起动转矩对负载的冲击。
不同的起动方式其起动转矩曲线也不同。自耦变压器起动时，由于降低了起动电压，使起动转矩相应减小（必须保证克服阻力矩）
，但对水泵负载仍有相当的冲击，并在起动电压切换为全压运行时再次产生较大冲击。
软起动器起动时，由于电机的输入电流、
电压均由小逐渐变大，故产生的电磁转矩也由小逐渐增大。应用软起动技术可人为设定起动电流大小，使整
个过程电磁转矩平稳变化无冲击，
保证其克服阻力矩而成功起动。1.2实现电动机减速软停车。避免瞬间停电会发生
“水锤”危害的问题。应用软起动器，停车时晶闸管导通角由全导通逐渐减小，
使三相电源供给电机的电压从全电压（380V ）逐渐降低，直至晶闸管关断，
电机的转速也逐渐变小直至停车（电压下降的速率可在一定范围内任意设定）
。此时水泵抽水量也逐渐减小，出水管口的拍门缓缓下落，
直至完全闭合出水口，从而延长了停车时间而实现软停车，避免了普通配电控制系统中电机在快速停机
时因机械负载造成的瞬间冲击力及
“水锤”破坏力。1.3实现电动机轻载节能，减少无功损耗提高轻载时的功率因数。
普通配电系统控制交流异步电机运行时，不管负载轻重，其输入端始终施加额
定电压，当电机负载很轻时，其输出的有功功率小，
此时电机从电网输入的功率相当大的部分化为电机自身的损耗（铜耗与铁耗）。电机是电感性负
软起动器在水利泵站中的实践应用
赖海东
（云浮市水利水电勘测设计院）
摘要：文章主要介绍了异步电动机软启动器的工作原理及其在中小型泵站当中的实践运用，
解决了泵站运行过程中对电网冲击电流大，停机时电机机械冲击大和运行成本高等问题。
关键词：软起动器；水利泵站；
实践
应用科学研究45