為抑制電動機的啟動電流，本文對軟起動作了研究，主要論述了軟啟動設備的系統結構及其仿真。

　　電機起動分為直接起動和軟起動。直接起動為全壓起動，所用設備簡單，投資少，但啟動電流大，在配電系統產生較大壓降，影響同母線連接設備運行，尤其是起動轉矩過大對電機及傳動機械產生巨大的沖擊，加速電機的老化及機械的損壞。軟啟動能抑制電動機起動電流，在限定時間內將它驅動到額定轉速，并在必要情況下多次連續起動。該過程兼有若干保護功能，當短路、過載、起動超時、欠電壓、系統異常等故障時，軟啟動裝置能做出相應防護并發出警示信號。

　　軟啟動過程以計算機為工具，利用軟件，通過建立輸入電動機、電網和負載數學模型，根據選定控制策略作出離線模擬。其中電子式感應電機軟啟動，選用微處理器和晶閘管電子元件組成啟動器控制。

　　啟動器開啟時，微處理器發出脈沖加到晶閘管觸發極上，控制晶閘管導通角，使晶閘管輸出電流電壓大小受觸發脈沖寬度來決定。緩慢調節微處理器，控制晶閘管輸出電壓由零緩慢升至全壓，此時電動機轉速也由零升至額定轉速。在發出停機指令后，微處理器監測電壓電流和電動機反饋信號，晶閘管可使輸出電壓按一定要求下降，使電動機由全壓逐漸降為零而實現軟停止。

　　實際應用中，軟啟動具有如下優點：①起動電流小，通過調節起動轉矩實現低速起動，頻繁起動和軟停止。②在起停時過渡自然，不易傷害設備，節電效果良好。③當多臺同容量水泵工作，可采用一臺電子式軟啟動器，操作方便。④軟啟動離線仿真研究可以預知在硬起動過程中電機轉速、電流、線電壓和其它機械特性，對產品設計和用戶使用有重要指導作用。

　　1　電路結構

　　1.1　系統框圖

　　電子式感應電機軟啟動框圖如圖1所示。信號采集及對應的處理電路采集同步信號作為相角移動控制基礎參考，確保信號正確觸發;信號感應電路對信號發生反應，如電流和功率因數角等，為起動控制和保護控制提供必要信息;啟動控制電路為軟啟動選擇合適控制策略;保護控制電路對過壓、過流等進行監控，確保電機安全運行;相角移動控制電路產生脈沖，控制觸發角時刻和大小。

　　1.2　感應電機軟啟動主電路

　　軟啟動器是從速度控制裝置得到的，其主電路見圖2，三對可控晶閘管形成固態三相電壓調節器，通過均勻控制可控晶閘管觸發角，靈活的控制電機在額定電壓下運行。

　　1.3　控制電路模型

　　控制電路模型是由4個控制子系統構成。

　　每個子系統直接由仿真模塊建立。在交流電路模塊控制角開始時，每相電壓為零，同步信號應從電源相電壓信號獲得。

　　根據同步脈沖產生原理，可由普通仿真模塊組成脈沖發生器模型。筆者采用6同步脈沖發生器，電機起動電流值可以應用RMS模塊獲得。軟啟動過程關鍵要限制啟動電流，當電壓逐步升高，直到接近給定限制電流時，保持電壓不變。

　　2　軟啟動仿真

　　2.1　感應電機軟啟動系統

　　軟啟動子系統的內部結構，它由兩個雙向晶閘管封裝而成。系統仿真電路圖中，三相電源由三個單相電源組成。系統采用鼠籠式感應電機，異步電機測量系統可以測出很多參數，如定子、轉子電流，電壓等。同步信號采集器將A、B、C三個相電壓轉化成A-C、B-A、C-B三個線電壓輸入脈沖發生器。脈沖發生器產生寬脈沖，觸發三對雙向晶閘管來控制機端電壓。觸發控制器根據定子電流反饋來控制脈沖發生器觸發角。

　　2.2　參數設置

　　①三相電源：每一相電源電壓為380V，頻率為50Hz，第一個單向電源的相角為0°，第二個單向電源的相角為120°，第三個單向電源的相角為-120。②電機：視在功率3×746VA，線間電壓為380V，頻率50Hz，其它參數為默認值。③觸發系統：頻率50Hz。④仿真時間：3s。

　　2.3　結果分析

　　設置好參數后，單擊運行可進行離線仿真，雙擊顯示器可查看參數曲線。如直接啟動時的定子電流和轉矩曲線，可知系統啟動瞬時，產生較大的沖擊量(約為穩定時的10倍)，過程變化突然，在0.1s后趨于平穩。并可查看電子式軟啟動下的情形，可看出定子電流和轉矩在啟動瞬時沖擊明顯減弱，變化趨于平緩，有利于系統穩定和保護設備。

　　3　結束語

　　電子式軟啟動以計算機為工具，在已知并輸入電動機，電網和負載數學模型基礎上，根據選定控制策略做出離線模擬。本文通過設計系統框圖和仿真模擬電路，得到軟啟動下電機定子電流和轉矩的變化曲線，較好的改善了直接啟動所帶來的巨大沖擊。該方法在小容量電機中得到廣泛應用，收到較好的經濟效益。

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