变频器和软启动器的区别及优劣比较

李萍

【摘要】随着新型工业化的发展，战略性新兴产业、合同能源管理政策、市场化节能环保服务体系建设、资源综合利用和再制造及节能产品惠民工程推广为新型电动机行业的发展带来巨大挑战。而电动机的启动方式已成为影响电动机性能和使用寿命等重要因素，本文主要讨论电动机目前较为先进的两种启动方式，通过与传统电机启动方式的纵向比较以及两种自身方式的横向比较，为生产工业企业找到合理的启动方式。

【关键词】变频器；软启动器；电机启动

一、引言

工业化时代电动机在工业企业生产中占有举足轻重的地位，而电动机的启动方式已成为影响电动机性能和使用寿命等重要因素。传统三相交流电动机启动方式分为直接启动和降压启动两种，然而传统的这两种启动方式也带来了诸多问题。传统交流电动机直接启动时将全部电压直接加载在电动机定子绕组上，启动电流是额定电流的3～7倍，过高的启动电流直接影响该电动机所在变配电网上的其他电气设备的运行，甚至造成电气设备损坏及电网跳闸。同时直接启动电动会产生过高启动冲击转矩，这种冲击转矩会使机械设备以及连接件受到损坏。而另一种电动机启动方式为了避免启动电流过大进而通过降低电压的方式来启动电动机，然而这种降低电压的启动方式本身便可引起电动机无法正常运行，更为严重时可烧毁电动机，造成直接经济损失。为了传统电动机启动带来的问题，我们研究和采用了一种新的启动方式即为软启动。

二、软启动相比全压启动的优势

软启动是指电压由零慢慢提升到额定电压，电机在启动过程中的启动电流由不可控过载冲击电流变为可控电流，并且可以按照需要调节启动电流的大小。电动机启动的全过程不存在冲击转矩。与传统启动方式相比软启动具有以下优势：1、无冲击电流：软启动在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。对电动机无冲击，提高了供电安全性和可靠性，减少对负载机械设备和连接件的冲击转矩，延长机器使用寿命；2、有软停车功能：当电动机瞬间断电停机时，其可做到平滑减速，逐渐停机，进而减轻对重载机械的冲击，减少设备损坏；3、起动参数可调：软启动的启动参数可根据负载情况及所在变配电网继电保护特性选择调整，可按照设备运行情况调整至最佳的启动电流。在软启动设备中软启动器和变频器是两种具有代表性和实用性的应用产品，而两种软启动设备又有着相同和不同之处，下面我们将分别分析两种软启动设备的应用特点。

三、软启动器的启动特性

（一）限流启动

限流启动就是限制电动机的启动电流，它主要是用在轻载启动的设备上，它可以直观地看到启动电流，同时在启动时启动压降难以获取使其不足之处，不能充分利用压降空间损失启动力矩，对电动机不利。

（二）斜坡电压启动

斜坡电压启动就是电压由小到大斜坡线性上升，主要应用在重载启动设备上，它实现了将传统的降压启动从有级变成了无级，启动转矩特性抛物线型上升对拖动系统有利，启动平滑，柔性好使其优点，对拖动系统有更好的保护，延长拖动系统的使用寿命。但启动电流较大却是它的缺点。

（三）转矩加突跳控制启动

转矩加突跳控制启动就是在电压斜坡控制启动的基础上加一个电压突跳，它主要应用在静惯量较大的设备上，用于如风机负载等电压斜坡启动比较困难的设备上。它用突跳转矩在启动瞬间克服电机静阻力矩，然后将转矩抛物线上升，缩短启动时间。但是其缺点是突然跳电会给电网发送100ms的浪涌电流进而给电网带来大电流冲击。

四、变频器软启动的启动特性

变频器软启动是一种采用电压频率按比例平滑上升为基本原则的启动方式，在启动过程中不存在大的转差功率，有利于电动机平稳启动，从而实现降压启动，消除了启动冲击，避免启动功耗，且可控制启动速度。变频器软启动是一门综合性的技术，它是建立在电力电子技术、自动化控制技术、计算机技术的基础之上逐渐发展起来的。由于直流电动机受换向等因素制约，无法进行高速旋转，但对于异步电机来说不存在上述制约因素，可以在相当高的转速下运行。变频器可进行调速控制，易实现电机的正反转切换，只需改变变频器内部逆变管的开关顺序，即可实现输出换相，不存在因换相不当而烧毁电机的问题。这样变频器启动变可以方便的进行启、停运转，具有直流制动功能，适用各种环境。

五、软启动器和变频器的区别和优劣比较

软启动器和变频器的区别在于：软启动器是个调压器，用于电机启动时，输出时改变电压不改变频率，而变频器是用于需要调速的地方，其输出时不但改变电压而且同时改变频率。变频器具备所有软启动器功能，但它的价格比软启动器要贵得多，结构也复杂得多。此外变频器启动对所在变配电网造成谐波，必须利用电抗器和有源滤波器抑制谐波，增加格外成本。但对于变频器本身来说，可以看作是可进行调频调压的交流电源，可以用一台同时供给多台电机；电源功率因素不受电机功率因素的的影响，启动电流小，节能效果明显节电率可达20%-60%虽先期投入成本高，但远期节能效果好，此外由于高性能的变频器的外部接口功能丰富，可以作为自动控制系统的一个部件使用，构成所需的自动控制系统。

六、结论

综上所诉，传统的电动机的启动方式存在诸多弊端，对于大型生产联合企业以及电网负载复杂的企业均不适合，而利用软启动器进行电动机启动这一方式具有较好的启动特性，启动参数可调，一定程度上可解决轻载启动设备启动冲击电网的问题，其不足之处不宜作随载降压节能设备用，不能达到完全的平稳平滑启动。变频器软启动其具有调速、保护、节能等优点，他可以通过微機计算信息化、全数字化、节能化控制，对电动机提供全方位服务，但对于电机的负荷使用方面受其变载变频影响对于恒定频率和负荷的设备较为不适合。

参考文献

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