原理:在三相电源与电机之间串入三相晶闸管,利用移相控制原理改变晶闸管触发角。启动时电机端电压随晶闸管导通角从零逐渐上升,输出电压平滑升高(可具限流功能),电机转速逐渐增大,直至满足起动转矩要求;随后晶闸管全导通,电机在额定电压下工作,此时旁路接触器接通(避免运行中晶闸管对电网的谐波污染并延长其寿命),电机进入稳态运行。停车时先切断旁路接触器,再由软启动器使晶闸管导通角由大逐渐减小,三相供电电压渐降、转速由大渐小到零,完成停车。

选用:常见软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等,按负载性质选择。旁路型在电机达额定转速后用旁路接触器取代软启动器,降低晶闸管热损耗、提高效率,也可一台起动多台电机;无旁路型晶闸管全导通、电机工作于全压方式,忽略电压谐波分量,常用于短时重复工作电机;节能型在电机轻载时自动降低施加于定子上的电压、减少励磁电流、提高功率因数。
规格选择须依电动机标称功率、电流及负载性质,一般软启动器容量略大于电机工作电流,并考虑保护功能是否完备(缺相、短路、过载、逆序、过压、欠压等)。
起动方式:(1)斜坡升压软起动——最简单,不具备电流闭环,仅使晶闸管导通角随时间成函数增加,因不限流可能产生较大冲击电流损伤晶闸管、对电网影响大,实际应用少。(2)斜坡恒流软起动——起动初始阶段电流渐增,达设定值后保持恒定直至起动完毕;电流上升速率可依负载设定,速率大则起动转矩大、时间短,是应用最多的方式,尤其适用于风机、泵类负载。(3)阶跃起动——开机即以最短时间使起动电流迅速达到设定值,通过调节设定电流实现快速起动。(4)脉冲冲击起动——起动开始阶段让晶闸管短时间内以较大电流导通再回落,再按原设定线性上升进入恒流起动,适用于重载及需克服较大静摩擦的场合。
与传统减压起动相比:笼型电机传统的Y-△、自耦减压、电抗器起动均属有级减压,起动过程中存在二次冲击电流。
保护功能:(1)过载保护——引入电流控制环随时跟踪电机电流,通过过载电流设定与反时限控制模式,过载时关断晶闸管并发报警。(2)缺相保护——随时检测三相线电流,发生断流即动作。(3)过热保护——经内部热继电器检测晶闸管散热器温度,超限自动关断并发报警。(4)其他联锁保护——通过电子电路组合实现。
与变频器的区别:软启动器是集软起动、软停车、轻载节能与多种保护于一体的电机控制装置,主要构成为串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管及电子控制电路,通过控制导通角使输入电压按要求变化。软启动器与变频器用途完全不同:变频器用于调速,既变电压又变频率;软启动器实质是调压器,用于起动时只变压不变频。变频器具备全部软启动器功能,但价格高得多、结构复杂得多。
适用场合:笼型异步电动机凡不需调速的场合均可适用,应用范围多为交流380 V(也可660 V)、功率数千瓦至800 kW。尤其适用各类泵类、风机类负载及需软起动软停车的场合;对变负载、电机长期轻载而短时重载的场合,用不带旁路接触器的软启动器可获轻载节能效果。
应用举例:空气压缩机(大容量电机轻载时节能运行,输入不平衡时自动调节使相电流平衡);离心泵(泵控制功能减少启停时液流冲击与系统喘振);桥式起重机(双斜坡起动实现加速最有效控制);皮带运输机与自动传输线(软起动与预置低速平滑起动,避免产品移位、液体溢出);通风机(取代旧机电启动器,减少皮带磨损与机械冲击);粉碎机械(堵转与失速保护,避免电机过热烧毁);切碎机(取代自耦降压起动,减少电网冲击、节能);搅拌机(双斜坡起动与预置提速,避免机械故障、节能,不需变频器驱动)。