异步电动机软起动器应用PLC控制技术的分析

伍沛凌

（江西气体压缩机有限公司，江西赣州341000）

异步电动机软起动器应用PLC控制技术的分析

伍沛凌

（江西气体压缩机有限公司，江西赣州341000）

简要介绍了软起动器及PLC控制技术，综述对其发展历史，系统地论述了PLC控制技术以及软启动器，详细介绍了PLC在交流电机软启动中的应用。

软起动；PLC控制技术；异步电动机

可编程序控制器，简称PLC，是工业专用计算机。PLC主要是为适应当今新的环境而设计，其用新的控制装置来取代生产线上的继电器控制系统，它可以代替继电器系统软化硬件，提高可靠性和灵活性，并且采用可编程序的存储器存储执行逻辑运算等操作的指令，控制机械及其生产的全过程。电动机作为重要的动力装置，已被广泛用于各项领域以及我们的日常生活中。过去更多地使用的是直流电动机，但由于其自身结构的原因，比如电刷容易磨损，使其难以适应大工业时代高速大容量化的生产要求。而在交流异步电机的控制中，较常用的启动方式主要有两种：一种是在电机额定电压下直接进行启动的方式，这种启动方式常被称为硬启动；另一种启动方式是在启动过程中，通过调整电机的启动电压或者电流，并与具体启动环境相结合的启动方式，通常这种方式被称为软启动。本文结合实际工作经验，对于软启动器在PLC控制技术中的应用做了分析和探讨。

1　软启动技术的历史发展

随着社会生产技术的不断发展和进步，对于电动机的使用性能提出了更高的要求［1］。比如一方面要求电动机在工作过程中能够提供平稳的启动转矩，同时尽可能的降低启动电流的大小，而且还要求启动设备应该设计简单，便于操作，减少损耗等。这些客观要求促进了我国电动机启动设备技术的研究与发展。

软启动是目前在电动机启动技术中的一项新启动技术。在现代的机械装备系统中所使用的软启动器，其系统主要控制部件大多都是以单片机为主，部分也使用DSP，调压系统采用的是三相晶闸管调压。所以在现代软启动系统控制中，晶闸管技术的研究进步和应用成熟是关键。不过该项该技术的应用一开始主要为了解决我国三相异步电动机启动问题。

从上个世纪80年代开始，三相异步电动机开始在我国的工农业生产设备中得到广泛的应用。不过这种三相异步电动机的性能并不是最理想的，尤其是它的启动性能。这一方面是由于三相异步电动机不便于直接使用额定电压进行启动，因为这样会导致启动电流超出电动机的额定电流设定值，最高时可达到额定电流值的15倍以上，这会对机器产生严重的损坏。为了解决这一问题，同时也伴随着电子技术和自动控制技术的发展，在晶闸管应用技术的基础上，实现了对于三相异步电动机的软启动器控制技术，这也被成为固态电子式启动控制技术。

经过30多年的不断研究与发展，目前相关技术领域攻破了变频及软启动技术难关，大大提升了电机控制能力，有效解决了以往难啃的硬骨头。新兴的软启动技术有助于解决大中容量启动，其控制效果非常好，成为降压启动领域不可缺失的先进技术。

2　软启动技术的原理与优点

2.1软启动技术的技术原理

软启动器的技术原理是通过将软启动器串联在需要被启动的电动机与启动电源之间，利用电路系统中晶闸管的特性，并通过电路回路系统中的单片机来实现对于系统中晶闸管脉冲触发角的调节，进而改变晶闸管发射触发脉冲的导通角，这样在电动机的启动过程中便实现了对于电动机转矩的改变。

由于三相异步电动机进行直接启动时其启动电流通常都会达到额定电流的几倍，最高可以达到15倍以上［2］，所以这种启动方式对设备的损坏极大。通过将软启动器与电动机进行串联后，接通电源后，软启动器通过对系统中的晶闸管导通角的调节，控制脉冲的发射，从而在不改变电动机电路参数的情况下，实现电动机转速缓慢平稳的上升，最终达到额定转速。在实际的启动过程中，为了提高设备的使用效率，通常会将一台软启动器与多台电动机设备进行连接的情况。

2.2软启动技术的优点

2.2.1启动方式更灵活方便

软启动方式通过与相关的技术进行结合，可以根据不同的设备要求提供不同的启动方式。常用的一些可以提供的软启动方式有可选突跳起动的软启动方式，限流软启动以及斜坡软启动和全压软启动等。在选择不同类型的软启动方式中，除了结合设备的参数意外，还需要考虑系统电网的具体要求，进而使达到最佳的软启动效果。

2.2.2能够提供全功能的保护系统

软启动器优于其他启动器的一个重要区别在于软启动器不仅可以在启动过程中提供过载保护，同时还可以根据电动机系统启动过程中出现的故障状态进行保护。比如电动机的堵转故障、电路系统的失压、过压故障等。而且软启动器系统能够自动读取电动机的相关参数，省去了配备其他仪器的麻烦，而内置的过载保护系统可以替代热继电器进行使用，使电路系统运行更可靠、更方便。

3　通过PLC实现对软启器控制

目前，在工业控制领域中PLC的应用非常广泛，它的运算能力超强而且控制能力卓著，和传统的单片机相比，PLC拥有更好的抗干扰能力，在运行时性能十分稳定。所以通过PLC控制电动机的软启器，更能提高这种启动方式的优越性。常见的PLC控制软启器的方式主要有以下几种：

3.1斜坡升压软启动

这种启动方式不具备进行电流闭环控制的条件，因此在使用PLC进行控制时，可以通过调整斜率的方式进行。同时输出斜坡信号，并通过PLC的积分器功能，使输出的信号在一定的时间点上按照一定的斜率增加。

3.2斜坡恒流软启动

这种启动方式是一种闭环型的控制方式，主要是通过对电动机的启动电流进行控制。在启动过程中，控制器逐渐增加电流，电流的增加曲线呈现斜坡形状。此时为电流设定一个最高值，当电流增加到最高值后即保持稳定，一直持续到启动完成。在这一过程中，可以对电流上升变化的速率进行调节，参照电动机负载进行。一般电流上升速率大，启动时间快，起动转矩大。斜坡恒流软启动的应用范围较广，常见于风机、泵类负载的起动。在启动过程中，为了减少控制中的计算量，首先将模糊控制规则转化为数据表存放在PLC的存储区，如此一来大大提高了PLC控制的时效性［3］。

3.3突跳电压斜坡起动

在这种启动方式中，启动电压，随着时间的增加，是斜线上升的，这是一种开环控制方式。如果要实现移相触发的同步基准，只需要对晶闸管进行过载电流保护即可。在一拖三的启动方式中，通过PLC对其进行控制时，除了需要完成一般的控制以外，还必须要对电机的切换功能进行检验。PLC控制具有非常强大的逻辑运算能力，所以在控制过程中，可以通过对设备的逻辑条件进行置位或者是复位，达到对电动机设备的互锁选择。

4　结束语

在工农业的生产设备使用过程中，通过软启动器的应用能够有效的提高电动农机的启动性能。而通过PLC对电动机的软机器进行控制，又对于软启器的性能进行了优化，PLC具有强大的逻辑数据处理能力，因此可以同时对多台以上的电动机进行软启动。通过PLC控制，软启动的方式也可以以多种方式进行，这大大优化了软启器的启动效果。身为相关行业的从业者或者学习者，都应在学习或者工作中，不断改进方式方法，不断提升个人的专业素质和能力水平，从而带动整体行业的向前进步与发展。时代在进步，从业者也需要进步，才能赶上时代的步伐，分析与总结审核工作的要点，本文的目的在于对实际工作进行规范地分析与总结，形成相关新的经验，运用到实际中。

［1］李传伟.基于PLC控制的异步电动机软起动器的应用［J］.机床电器，2008，35（6）:55-57.

［2］刘利，王栋，白本督，等.异步电动机软起动器控制方式的研究［J］.电气应用，2010，（16）:36-40.

［3］王岩.浅谈PLC控制技术的特点和发展方向［J］.兰州工业学院学报，2011，18（1）:40-44.

Asynchronous Motor Soft Starter App lication Analysis of PLC Control Technology

WU Pei-ling
（Jiangxi Gas Compressor Co.，Ltd.，Ganzhou Jiangxi341000，China）

Briefly introduces the soft starter and PLC control technology，review the history of the development，systematically discusses the PLC control technology and soft starter and the application of PLC in the AC motor soft start are introduced in detail.

soft start；PLC control technology；asynchronousmotor

TM 573

A

1672-545X（2016）05-0180-02

2016-02-10

伍沛凌（1975-），男，江西赣州人，本科，工程师，研究方向：机电工程，电气设计。