軟啟動器

軟啟動技術就是一種控制和啟動電機的新興技術, 現如今已經受到現代人們十分廣泛的關注, 並積極的應用在了企業生產活動之中。這種技術能夠平滑啟動電機, 能夠很好的降低電壓, 還能夠對電機進行補償與變頻, 從而有效的減小電機啟動對電網以及相關設備的不良影響, 從而有效的保護各種相關設備。

軟啟動器於20世紀70年代末和80年代初投入市場，填補了星-三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝。採用軟啟動器，可以控制電動機電壓，使其在啟動過程中逐漸升高，很自然地控制啟動電流，這就意味著電動機可以平穩啟動，機械和電應力降至最小。因此軟啟動器在市場上得到廣泛應用，並且軟啟動器所附帶的軟停車功能有效地避免水泵停止時所產生的“水錘效應”。

非同步電動機以其優良的性能及無需維護的特點，在各行各業中得到廣泛的應用。然而由於其起動時要產生較大衝擊電流（一般為額定電流 的5-8倍），同時由於起動應力較大，使負載設備的使用壽命降低。國家有關部門對電機起動早有明確規定，即電機起動時的電網電壓將不能超過15%。解決辦法有兩個：增大配電容量，採用限制電機起動電流的起動設備，如果僅僅為起動電機而增大配電容，從經濟角度上來說，顯然不可取。為此，人們往往需要配備限制電機起動電流的起動設備，過去人們多採用Y/△轉換，自藕降壓，磁控降壓等方式來實現。這些方法雖然可以起到一定的限流作用，但沒有從根本上解決問題。

伴隨傳動控制對自動化要求的不斷提高，採用可控硅為主要器件、單片機為控制核心的智能型電動機起動設備－軟起動器，已在各行各業得到越來越多的應用，由於軟起動器性能優良、體積小、重量輕，並且具有智能控制及多種保護功能，而且各項起動參數可根據不同負載進行調整，其負載適應性很強。因此電子式軟起動器將逐步取代落後的Y/Δ、自耦減壓和磁控式等傳統的減壓起動設備成為必然。

電力電子技術的快速發展，智能型軟起動器得到廣泛應用。智能型軟起動器是一種集軟起動、軟停車、輕載節能和多功能保護於一體的新穎電機控制裝置，又稱為SoftStarter。它不僅實現在整個起動過程中無衝擊而平滑的起動電機，而且可根據電動機負載的特性來調節起動過程中的參數，如限流值、起動時間等。此外，它還具有多種對電機保護功能，這就從根本上解決了傳統的降壓起動設備的諸多弊端。

隨著國產變頻器產業的迅速發展，變頻器的價格不再高高在上，它不僅解決了電機啟動產生大衝擊電流的問題，並且具有很好的節能效果，因此，曾經風光一時的軟啟動器似乎有些沒落，聲音越來越小。但是軟啟動器面臨的替代壓力確實越來越大，這種情況在中國尤為明顯。由於中國工業技術一直較為落後，在十多年前，中國的變頻器產業剛剛起步，沒有定價權，國內市場大部分為國際品牌佔據，變頻器的成本一直居高不下。當時，國內鼠籠型非同步電動機一般採用直接啟動，或用自耦、星三角啟動器啟動。上世紀九十年代，以單片機為核心、半導體可控硅為執行元件的智能化電機軟啟動器進入中國市場，並在2000年以後開始加速發展，目 前市場規模約為20億。軟啟動器主要解決電動機啟動時對電網的衝擊和啟動后旁路接觸器工作的問題，對電機有較好的保護作用，在輕載情況下可以實現一定程度的節能（約5%），但是節能效果遠遠不如變頻器。隨著中國變頻器產業的崛起，並因此使變頻器的價格大幅下降，近幾年來，變頻器才又逐漸取代了軟啟動器的作用。

中國變頻器的國產化進程正在快速崛起，質量穩定性進步很快，加上服務和成本上的優勢，變頻調速的性價比高，質量和價格的競爭優勢越來越明顯，軟啟動器面臨的替代壓力越來越大，科技進步帶來的產品更新換代應該會是一個趨勢。這就如同節能燈替代白熾燈一樣，這是科技和生活進步的必然結果，變頻器替代軟啟動器也是同樣道理。特別是中國的變頻器產業在近十多年的發展中已經實現國產化，國產變頻器技術已經比較成熟，製造成本明顯下降。中國軟啟動器行業從興旺到衰弱也經歷了一個性價比的變革，價格從以前的每千瓦150元降到每千瓦不到50元左右，國內很多企業產品質量非常穩定，但市場在逐漸萎縮。從直起、自耦和星三角啟動器的發展演變，到變頻調速器的出現，軟啟動器是這當中的過渡產品。現只有很小部分工況採用軟啟動器，比如電動機工作負載在90%以上的，其他工況以前是採用軟啟動方式起動的，現大多採用變頻調速器了，因為變頻調速器的節能效果有30%左右。此外，變頻器價格也從早期的每千瓦1000元左右下降到每千瓦只有200多元（大功率），價格下降十分顯著。如今的工礦企業對變頻器的應用已經全面普及了，幾乎涵蓋了所有領域，不誇張地說，凡是用到電動機的地方肯定有變頻調速器的身影。而且變頻調速器具備了電動機所需要的起動效果和節能效果。科技進步決定市場佔有，這就是為什麼軟起動器市場發展空間會逐步下降，而變頻器市場佔有率飛速提高的主要原因。

中國變頻器產業的國產化水平已經有了質的突破，國產變頻器的市場份額也在逐步提升，但是和國外品牌在技術上相比，還是有一定距離。

目 前談超越還為時過早，因為我們在變頻技術領域的研究、開發方面，無論在基礎上還是起步時間上都落後於歐美國家。但至少目 前技術已經不是中國與國外變頻器行業的壁壘，而穩定性及產品性能才是各個廠商面臨的主要技術問題。許多國內軟啟動企業都在變頻器研發上投入大量的人力與物力，力求在變頻器技術方面佔領制高點。一批優秀的變頻器企業脫穎而出，成為了國內上市企業。儘管如此，變頻器的核心器件IGBT和晶元始終依賴進口，成為制約變頻器國產的瓶頸。變頻器核心器件的研發製造是中國變頻器產業需要突破的一個重要關口，中國威爾凱電氣也正在這個領域進行不懈地堅持和努力。我想不久的將來，中國的變頻技術是有可能達到甚至超越外國先進水平，至於多久能夠實現，我們一起拭目以待吧。

全球性“節能減排”工業改造計劃正在大規模推行，中國作為世界大國也高度重視節能減排，低能耗、低污染的低碳經濟將是中國未來發展的必經之路。如今，中國正在堅定不移地推動低碳經濟，相關節能減排政策已密集出台。這些舉措其實都是國內變頻器企業千載難逢的機遇，變頻器行業將迎來新一輪高速增長期。變頻器不僅要滿足國內市場的需求，還要出口的世界各地，在全球的節能減排革命中發揮作用。

由於變頻器具有軟啟動器的所有功能，但它軟啟動器也只是一個過渡產品。

軟啟動器是為了填補星-三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝而研發的產品，因此說它是過渡產品。隨著變頻器成本的逐漸下降，軟啟動器的市場空間將越來越小。至於未來軟啟動器是否會完全消失，這還需要市場的進一步驗證。就目 前情況而言，軟啟動器依然有自己的生存空間，在電機運行負載功率在80%以上時，選用軟啟動器依然是最好、最實用、最省錢的。在未來幾年，軟啟動器的市場依然會穩定增長，但是增速遠遠低於變頻器市場的增速，並隨著市場競爭的加劇，一批規模小競爭力弱的企業被淘汰，軟啟動器市場集中度將進一步增加。軟啟動器產品的應用現只涉及到中國國民經濟較多領域，電力、冶金、建材、機床、石化和化工、市政、煤炭是七個主要行業。

1、根據電壓分類：高壓軟啟動器、低壓軟啟動器；

2、根據介質分類：固態軟啟動器、液阻軟啟動器；

3、根據控制原理：電子式軟啟動器、電磁式軟啟動器；

4、根據運行方式：在線型軟啟動器、旁路型軟啟動器；

5、根據負載：標準型軟啟動器、重載型軟啟動器。

軟啟動器（軟啟動器）是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節能和多種保護功能於一體的新穎電機控制裝置，國外稱為Soft Starter。軟啟動器採用三相反並聯晶閘管作為調壓器，將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉數時，啟動過程結束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管，為電動機正常運轉提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉數逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉矩衝擊。

運用串接於電源與被控電機之間的軟起動器，控制其內部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數關係逐漸上升，直至起動結束，賦予電機全電壓，即為軟起動，在軟起動過程中，電機起動轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加。軟起動一般有下面幾種起動方式。

斜坡升壓軟起動：這種起動方式最簡單，不具備電流閉環控制，僅調整晶閘管導通角，使之與時間成一定函數關係增加。其缺點是，由於不限流，在電機起動過程中，有時要產生較大的衝擊電流使晶閘管損壞，對電網影響較大，實際很少應用。

斜坡恆流軟起動：這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加，當電流達到預先所設定的值后保持恆定（t1至t2階段），直至起動完畢。起動過程中，電流上升變化的速率是可以根據電動機負載調整設定。電流上升速率大，則起動轉矩大，起動時間短。該起動方式是應用最多的起動方式，尤其適用於風機、泵類負載的起動。

階躍起動：開機，即以最短時間，使起動電流迅速達到設定值，即為階躍起動。通過調節起動電流設定值，可以達到快速起動效果。

脈衝衝擊起動：在起動開始階段，讓晶閘管在極短時間內，以較大電流導通一段時間后回落，再按原設定值線性上升，連入恆流起動。該起動方法，在一般負載中較少應用，適用於重載並需克服較大靜摩擦的起動場合。籠型電機傳統的減壓起動方式有Y-q起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬於有級減壓起動，存在明顯缺點，即起動過程中出現二次衝擊電流。

軟起動與傳統減壓起動方式的不同之處是：

1、無衝擊電流。軟起動器在起動電機時，通過逐漸增大晶閘管導通角，使電機起動電流從零線性上升至設定值。

2、恆流起動。軟起動器可以引入電流閉環控制，使電機在起動過程中保持恆流，確保電機平穩起動。⑶根據負載情況及電網繼電保護特性選擇，可自由地無級調整至最佳的起動電流。適用於重載並需克服較大靜摩擦的起動場合。

電壓雙斜坡起動：在起動過程中，電機的輸出力矩隨電壓增加，在起動時提供一個初始的起動電壓Us，Us根據負載可調，將Us調到大於負載靜磨擦力矩，使負載能立即開始轉動。這時輸出電壓從Us開始按一定的斜率上升（斜率可調），電機不斷加速。當輸出電壓達到達速電壓Ur時，電機也基本達到額定轉速。軟起動器在起動過程中自動檢測達速電壓，當電機達到額定轉速時，使輸出電壓達到額定電壓。

限流起動：就是電機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設定值（Im）的軟起動方式。其輸出電壓從零開始迅速增長，直到輸出電流達到預先設定的電流限值Im，然後保持輸出電流I這種起動方式的優點是起動電流小，且可按需要調整。對電網影響小，其缺點是在起動時難以知道起動壓降，不能充分利用壓降空間。

電動機屬感性負載，電流滯后電壓，大多數用電器都屬此類。為了提高功率因數須用容性負載來補償，並電容或用同步電動機補償。降低電動機的激磁電流也可提高功率因數（HPS2節能功能，在輕載時降低電壓，使激磁電流降低，使COS∮提高）。節能運行模式：輕載時降低電壓減少了激磁電流，電機電流分為有功分量和無功分量（激磁分量）提高COS∮。

當電動機負載輕時，軟啟動器在選擇節能功能的狀態下，PF開關熱撥至Y位，在電流反饋的作用下，軟啟動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數（COS∮）。（國產軟啟動器多無此功能）在接觸器旁路狀態下無法實現此功能。TPF開關提供了節能功能的兩種反應時間；正常、慢速。節能運行模式：自動節能運行。（正常、慢速兩種反應速度）空載節能40%，負載節能5%。

軟啟動器是通過控制可控硅的導通角來控制輸出電壓。因此，軟啟動器從本質上是一種能夠自動控制的降壓啟動器，由於能夠任意調節輸出電壓，作電流閉環控制，因而比傳統的降壓啟動方式（如串電阻啟動，自耦變壓器啟動等）有更多優點。例如滿載啟動風機水泵等變轉矩負載、實現電機軟停止、應用於水泵能完全消除水錘效應等。

1、過載保護功能：軟起動器引進了電流控制環，因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設定和反時限控制模式，實現了過載保護功能，使電機過載時，關斷晶閘管併發出報警信號。

2、缺相保護功能：工作時，軟起動器隨時檢測三相線電流的變化，一旦發生斷流，即可作出缺相保護反應。

3、過熱保護功能：通過軟起動器內部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動關斷晶閘管，併發出報警信號。

4、測量迴路參數功能：電動機工作時，軟啟動器內的檢測器一直監視著電動機運行狀態，並將監測到的參數送給CPU進行處理，CPU將監測參數進行分析、存儲、顯示。因此電動機軟起動器還具有測量迴路參數的功能。

5、其它功能：通過電子電路的組合，還可在系統中實現其它種種聯鎖保護。

交流鼠籠非同步電動機由於結構簡單，控制方便，效率高而被人們廣泛地應用於機械設備的拖動中。在民用建築中的大多數機械設備如消防泵、噴淋泵、生活泵、冷凍機組等的動力都是交流鼠籠非同步電機。當建築物層數較高或規模較大時，這些機械設備的電機的額定功率通常都較大，如消防泵的額定功率通常都在55kW-150kW之間。這些設備在起動過程中，將產生較大的起動電流，造成較大的電壓降。因此恰當地選擇起動方式具有減少供電容量和保證建築物供電可靠性等重要意義。正因為如此，軟啟動器在民用建築領域的應用中將具有廣闊前景。

1、民用建築中水泵等動力設備的啟動方式的比較

眾所周知，鼠籠式非同步電機採用全壓起動時起動電流大，起動時間長的。當電機的功率較大時，起動電流很大（起動電流為額定電流的5—8倍）。很大的起動電流將引起配電系統的電壓降，影響接在同一台變壓器或同一條供電線路上的其它電氣設備的正常工作，甚至使柴油發電機組熄火停機。同時由於起動轉矩較大，將對負載產生衝擊，增加傳動部件的磨損和額外維護。所以當電機的容量較大（一般為超過電源容量的20%—30%時）均採用降壓起動。

傳統上採用的降壓起動的方法有Y/△換接起動和自耦變壓器降壓起動。雖然這兩種起動方式均可降低起動電流，但是在降壓起動過程完成後的分檔投切和加全壓的瞬間，仍將產生數倍額定電流的尖峰電流（二次衝擊電流），此電流將對配電系統造成衝擊，同時產生的破壞性的動態轉矩會引起水泵電機的機械震動，對電機的轉子、中間齒輪等非常有害，並使供電線路電耗增大。

軟啟動器也是降壓起動器的一種。它是利用性能先進的微處理器，合理有序地控制大功率晶閘管組件導通，使之產生逐步增加的平滑的交流電壓加在交流電動機上，使電動機按預先設定的方式和參數進行漸進地加速，實現軟起動。可見採用軟起動器可以對大電機實現平滑、均勻穩定的起動，避免大電機起動時對電網的衝擊，減少機械震動和噪音，減少供電線路的電耗。

2、軟起動器在民用建築動力設備控制中的應用

軟起動器具有軟起動，軟停止，泵控制，定時低速運行等多種功能。因此，在民用建築領域的動力設備控制中具有傳統降壓起動器不可比擬的優越性。下面以某高層建築中的消防泵為例，分析軟起動器在消防泵的起動及運行控制方面的突出優點。該高層建築中消防泵的最大容量為110KW，一備一用。採用A-B公司的150-B240NBD軟起動器。

1）軟起動如前所述，在起動時間ts內，電機的端電壓從設定的初始值逐漸增長至滿壓，電機是平滑、無級地加速。同時起動時間ts可調節（通常在0.5-60秒之間），這有利於與空氣開關之間的配合，防止空氣開關的瞬時脫扣器在電機起動時誤跳閘。

2）泵控制功能水泵在起動和停車時，水流衝擊管道，產生嚴重的“水錘效應”。雖然水道專業已採取了一些消除水錘效應的措施，但是如果採用帶泵控功能的軟起動器，則完全可以消除水錘效應，減少機械維護的工作量，節省系統維修費用，並保證供水可靠。值得一提的是該功能為可選件，定貨圖上應註明。

3）過載保護功能一般電機的過載保護是通過熱元件來實現的。熱元件在電動機起動的過程中很難避開電機的起動電流而產生誤動作。為避免誤動，用戶常加大熱元件的動作電流，使過載保護形同虛設。而軟起動器內置的過載保護功能是根據I2t演演算法用電子裝置來完成的。它可根據起動負荷的輕重即起動時間的長短不同來選擇不同的脫扣特性曲線以避免在起動過程中誤跳。由於它的過載保護是可編程的，從而為用戶提供了更大的靈活性。並且選用帶內置過載保護功能的軟起動器可以省去熱繼電器，使控制櫃內布線更簡單，迅速。

4）參數測試功能可通過按鍵在顯示窗口選擇顯示電機的運行參數如三相電壓值、三相電流值、功率因數、運行時間等，而不需增加任何儀錶。此功能可使用戶很方便的查詢電機在運行過程中的各種參數。

5）消防水泵定期自動試機由於消防水泵屬消防應急設施，平常時長期處於不使用狀態，容易出現泵卡死的現象。一旦火災發生時如果無法正常運轉，將影響消防撲救的順利進行，造成嚴重後果。《民用建築電氣設計規範》JGJ/T16-92第24.6.6條規定“消防泵（包括噴灑泵）、排煙風機及正壓送風機等重要消防用電設備，宜採取定期自動試機、自動檢測措施。”該軟起動器具有的定時低速運行功能，可根據用戶設定的時間自行定時起動、停止，對消防泵起到一個定期自動試機、自動檢測的作用，提高消防泵作為消防設施的可靠性，應急性。而採用傳統的降壓起動方式將很難對消防水泵定期自動試機。

3、民用建築動力設備控制中採用軟起動器時應注意的問題

1）有的軟起動器具有多種內置的保護功能，如失速及堵轉測試、相間平衡、欠載保護、欠壓保護、過壓保護等，對電機而言起到了進一步的保護作用。設計時應根據具體情況通過編程來選擇保護功能或使某些保護功能失效。《低壓配電設計規範》GB50054-95第4.3.5條規定：“突然斷電比過負載造成的損失更大的線路，其過負載保護應作用於信號而不應作用於切斷電路。”在前面提到的消防泵控制系統中，由於消防泵是消防應急負荷，它是在消防救火的緊要關頭工作的。當火災發生時，最重要的問題是消防泵能地運轉打水到消防管網中，而對消防泵電機的保護就不是重要問題。所以上面提到的某些保護功能可以通過編程使它失效，或者使保護動作於信號而不是作於使消防泵電機停機。前面提到的過載保護功能也只應動作於信號。

2）支路保護由於軟起動器本身沒有短路保護，為保護其中的晶閘管，應該採用快速熔斷器（自動空氣開關的開斷時間較長，為0.1秒，不能有效地保護晶閘管）。設計時可依據廠家提供的產品樣本，根據軟起動器的額定電流選擇相應的快熔斷器。

3）當軟起動器使電機制動停機時，只是晶閘管不導通，在電機與電源之間並沒有形成電氣隔離。如果此時檢修軟起動器之後的線路、電機，那是不安全的。所以在電機一次控制迴路中應在軟起動器之前增加斷路器。

4）由於信息及網路技術的飛速發展，現代的樓宇特別是智能建築中電子設備日益增多，它們對電網的質量有較高的要求。而由於軟起動器採用了可控硅等非線性器件，所以當軟起動器功率較大或者台數較多時，產生的高次諧波將對電網造成不良的影響並對建築物內的電子設備產生干撓。此時可裝設旁通接觸器。在軟起動器使電機平穩起動至正常轉速后，接觸器KM閉合，把軟起動器短接。

即在起動完成之後，大功率晶閘管處於不導通狀態，減少高次諧波對電網及電子設備的干撓。

5）軟起動器在通過電流時將會產生熱耗散，安裝時應注意在其上、下方留出一定空間，以使空氣能流過其功率模塊。當軟起動器額定電流較大時，要採用風機降溫。風機的電源可取自電機控制系統的二次迴路。

總之，軟起動器是一種新型的、性能優良的起動裝置，是交流非同步電機起動器的首選產品。但是由於軟起動器主要為進口產品，價格較高。

1、在結構上採用電動機軟啟動器作為控制輸出執行元件，控制邏輯用PLC 可編程式控制制器實現，使得系統結構簡單明了，採用數字監控和數字設定，提高了控制系統的可靠性，也便於維護。同時具有外控功能，可根據使用情況進行連接，方便控制。

2、電動機軟啟動器對電動機提供平滑漸進的啟動過程，減少啟動電流對電網或發電設備的衝擊，將啟動電流控制在安全範圍內，改善了原控制系統因啟動電流較大衝擊廠用電源而影響其它設備正常運行的狀況。

3、啟動過程採用雙向可控硅，啟動過程完成後，接觸器短接可控硅的控制方式，避免了用接觸器直接控制電動機使觸點易拉弧、粘連、燒壞等故障的發生CONTROL ENGINEERING China版權所有，同時也節約了能源。

4、軟啟動、軟停車方式，降低設備的振動和雜訊，減少機械應力，延長發電設備及機械傳動系統地使用壽命。

5、具有過流、過載、電源缺相等多種保護功能，同時可以檢測到負載所涉及（如空壓機）系統各種不良運行情況，有利於保護設備的安全運行。

6、控制盤上的顯示功能，便於在現場全面了解設備運行情況。

7、數字化參數設定及顯示功能直觀、方便、省時。

軟啟動採用軟體控制方式來平滑啟動電動機，控制方式是以軟（件）控強（電）。其控制結果將電動機啟動特性由“硬”平滑為“軟”平滑，故被稱為“軟啟動”。軟啟動又分為兩種：一種是採用變頻恆轉矩限流啟動；另一種是採用晶閘管調壓啟動，又稱智能軟啟動。

兩類軟啟動的對比：

1、技術性能。採用變頻調速啟動，啟動時具有良好的靜、動態性能，即使是在低速情況下也能隨意調節電動機轉矩，能以恆轉矩啟動電動機，啟動電流可以限制在 的額定電流以下。採用智能軟啟動，啟動時由於轉矩是按電壓比的二次方減小，因此啟動轉矩很小。軟啟動器有電流反饋，也可採用恆流啟動，即在啟動過程中保持啟動電流不變，直到電動機接近同步轉速。從技術性能方面考慮，變頻調速啟動適用於較大啟動轉矩的負載，一般是大於 的場合，如往複式空壓機、離心分離機、帶負載的輸送機、破碎機、螺旋式或如旋轉式空壓機、離心式風機、離心泵、空載啟動的輸送機及各種空載啟動的設備。

2、經濟性。採用變頻器調速啟動比智能軟啟動的投資費用高兩倍甚至三倍。

綜合以上技術性能和經濟性，對於工礦企業能實際推廣的啟動方式當數後者。

智能軟啟動器：

智能軟啟動主要由串接於電源與被控電動機之間的三對反並聯晶閘管組成的調壓電路構成，以微處理器為控制核心，整個啟動過程在數字化程序軟體控制下自動進行。智能軟啟動器利用三對晶閘管的電子開關特性，通過啟動器中的微處理器，控制其觸發脈衝的遲早來改變觸發延遲角的大小，而晶閘管觸發延遲角的大小，又可改變晶閘管的導通時間，從而最終改變加到定子繞組的三相電壓的大小。非同步電動機定子調壓的特點是，電動機轉矩近似與定子電壓的二次方成正比，電動機的電流和定子電壓成正比，因此，電動機的啟動轉矩和初始電流的限制可以通過定子電壓的控制來實現。而電動機定子電壓又是通過晶閘管的導通角來控制的，所以不同的初始相角可實現不同的端電壓，以滿足不同的負載啟動特性。在電動機啟動過程中，晶閘管的導通角逐漸增大，晶閘管的輸出電壓也逐漸增加，電動機從零開始加速，直到晶閘管全導通，啟動完成，從而實現電動機的無級平滑啟動。電動機的啟動轉矩和啟動電流的最大值可根據負載情況設定。

軟啟動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節能和多種保護功能於一體的新穎電機控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構成是串接於電源與被控電機之間的三相反並聯閘管及其電子控制電路。運用不同的方法，控制三相反並聯閘管的導通角，使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實現不同的功能。

軟啟動器和變頻器是兩種完全不同用途的產品。變頻器是用於需要調速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率；軟啟動器實際上是個調壓器，用於電機起動時，輸出只改變電壓並沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動器功能，但它的價格比軟啟動器貴得多，結構也複雜得多。

軟啟動器只是改變電源電壓，相當於降壓起動器。變頻器要比軟啟動器複雜得多，價格也貴得多。變頻器也有軟啟動功能，是通過改變電源頻率實現。

高壓啟動器和低壓啟動器的區別

軟啟動器主迴路採用晶閘管，通過逐步改變晶閘管的導通角來抬升電壓，完成啟動過程，這是軟啟動器的基本原理。在低壓軟啟動器市場，產品繁多，但是高壓軟啟動器產品還是比較少。高壓軟啟動器與低壓軟啟動器基本原理一樣，但是高壓軟啟動器與低壓軟啟動器相比，有些地方存在著其特殊性：

1、高壓軟啟動器在高壓環境下工作，各種電氣元器件的絕緣性能一定要好，電子晶元的抗干擾能力要強。高壓軟起動器組成電氣櫃時，電氣元器件的布局以及與高壓軟啟動器與其它電氣設備的連接也是非常重要的。

2、高壓軟啟動器必須有一個高性能的控制核心，能對信號進行及時和快速地處理。因此這個控制核心一般採用高性能的DSP晶元，而不是低壓軟啟動器的普通單片機芯。低壓軟啟動器主迴路由三組反並聯的晶閘管組成。而在高壓軟啟動器中，由於單隻高壓晶閘管的耐壓能力不夠，所以必須由多個高壓晶閘管串聯進行分壓。但是每個晶閘管的性能參數沒有完全一致。晶閘管參數的不一致，會導致晶閘管開通時間不一致，從而導致晶閘管的損壞。因此在晶閘管的選配上，必須保證每一相的晶閘管參數儘可能地一致，並且每一相晶閘管的RC濾波電路的元件參數儘可能一致。

3、高壓軟起動器的工作環境容易受到各種電磁干擾，因此觸發信號的傳遞必須安全可靠。高壓軟起動器中，傳遞觸發信號，一般採用光纖傳輸，能有效地避免各種電磁干擾。通過光纖傳遞信號，也有兩種方式：一種多光纖方式，一種單光纖方式。多光纖方式即每塊觸發板有一路光纖；單光纖方式即每一相只有一路光纖，信號傳遞到一塊主觸發板，再由主觸發板傳遞到同一相的其他觸發板。由於各路光纖光電傳輸過程中損耗不盡一致，因此從觸發一致性上看，單光纖的方式比多光纖可靠。

4、高壓軟啟動器對信號的檢測比低壓軟啟動器要求更高。高壓軟起動器所在的環境存在著大量的電磁干擾，並且高壓軟啟動器所用的真空接觸器和真空斷路器在其分斷和閉合過程中會產生大量的電磁干擾。所以對檢測到的信號不僅要進行硬體濾波，也要進行軟體濾波，去掉干擾信號。

5、軟啟動器在完成啟動過程后，要切換到旁路運行狀態，如何平滑地切換到運行狀態，這也是軟啟動器的一個難點，如何選准旁路點非常重要。旁路點早了，電流衝擊非常大，即使在低壓條件下，也會造成三相電源中斷路器跳閘，甚至會損壞斷路器。高壓條件下危害更大。旁路點遲了，電機抖動得厲害，影響負載正常工作。因此，旁路信號的硬體檢測電路必須非常精確，並且程序處理也要恰到好處。

平時注意檢查軟起動器的環境條件，防止在超過其允許的環境條件下運行。注意檢查軟起動器周圍是否有妨礙其通風散熱的物體，確保軟起動器四周有足夠的空間（大於150mm）。

定期檢查配電線端子是否鬆動，櫃內元器件有否過熱、變色、焦臭味等異常現象。

定期清掃灰塵，以免影響散熱，防止晶閘管因溫升過高而損壞，同時也可避免因積塵引起的漏電和短路事故。

清掃灰塵可用乾燥的毛刷進行，也可用於皮老虎吹和吸塵器吸。對於大塊污垢，可用絕緣棒去除。若有條件，可用0.6MPa左右的壓縮空氣吹除。

平時注意觀察風機的運行情況，一旦發現風機轉速慢或異常，應及時修理（如清除油垢、積塵，加潤滑油，更換損壞或變質的電容器）。對損壞的風機要及時更換。如果在沒有風機的情況下使用軟起動器，將會損壞晶閘管。

如果軟起動器使用環境較潮濕或易結露，應經常用紅外燈泡或電吹風烘乾，驅除潮氣，以避免漏電或短路事故的發生。

軟啟動技術相比傳統啟動技術有著無可比擬的優點。

第一, 軟啟動技術有著多種啟動方式, 這樣相關工作人員就可以結合實際情況選擇相應的啟動方式, 從而靈活的對電機進行啟動, 避免了傳統啟動技術的固定性。並且, 軟啟動技術還比較靈活多變, 相關工作人員可以對電機的啟動參數自由設置, 從而使電機可以達到最佳效果, 保證電機可以處於最好的運行狀態之中, 更好的保護相關設備。在軟啟動技術中有著三種最常用的啟動方式, 分別是限流啟動、軟啟動以及脈衝突跳啟動。這三種方式能夠應付各種情況下啟動, 這樣相關工作人員就能夠根據生產需求選擇合適的啟動方式。

第二, 軟啟動技術可以更好的保護電機設備, 比如故障保護、過載保護以及電壓保護等。比如, 一旦電機發生短路的問題, 那麼電機就會處於電壓過小或者過大的故障狀態, 那麼如果應用的是軟啟動技術, 就可以更好的保護電機, 使電機可以處於正常的工作狀態, 不會造成更嚴重的後果。並且, 在應用軟啟動技術的過程中, 還可以在電機設備的工作中對其進行自動檢測, 獲取電機的各種工作數據資料, 從而可以為相關工作人員評估電機的運行狀態提供準確的參考, 不僅可以減少傳統檢測的成本, 還有效的減少了檢查的時間。同時, 萬一電機設備出現任何故障, 採用軟啟動技術還可以自動分析故障原因, 使維修人員可以“對症下藥”, 更好更快的維修設備, 有效減少設備的維護成本。

第三, 通過使用軟啟動技術可以保證電機的平穩運行, 即使電機出現了任何問題, 也可以更好的對其維修。並且, 由於軟啟動器的大電流沒有觸點, 所以就可以有效的避免出現接觸不良的問題, 保證電機的平穩工作。同時, 由於軟啟動器通常都會配置可視化菜單, 其中都會有著十分全面的功能, 可以使相關工作人員更好的工作, 可以自動化的操作各種電機設備, 從而有效的提升電機的可操作性, 一旦電機設備出現任何問題, 都可以迅速的找到故障點, 使維修效率大幅上升。

第四, 採用軟啟動技術可以有效的節約能源。由於軟啟動器不屬於用電設備, 只可以實現控制功能, 並且軟啟動器的啟動時間也比較迅速, 所以啟動時間也不會很長, 通常電機完成啟動之後就會自動關閉。雖然軟啟動技術並沒有包含節能功能, 但是該技術能夠有效減少啟動電機所需要的電力, 還能夠很好的節省電力變壓器的無端損耗, 就可以起到良好的間接節能作用。並且, 軟啟動技術主要是針對電機的啟動, 從而有效減少電機自身為了控制啟動所消耗的能源, 所以說軟啟動技術可以有效的節約能源。

此種技術在電機控制中的應用，主要表現為可以按照已經設定好的流程來進行降壓啟動。主要有以下兩種模式：

在具有較輕負載的狀態下，通過限流啟動方式來控制電機的啟動電流，對輸出電壓進行設定來保證其從零開始逐漸提升，在輸出電流達到限定數值之後保持此數值不變來繼續提升電壓到額定數值，從這樣就從而實現電機運轉速度的不斷提升。通過此種方式可以實現對啟動電流的靈活調整，且不會對電網電壓造成不利影響。但是此種方式對壓降數值的控制難度較大且增加了啟動過程的負載型。

在上述狀態下採用電壓控制啟動方式，在控制啟動壓降在固定範圍內時，對電機的啟動轉矩進行提升來縮短啟動時間。而其他的電壓斜坡啟動方式則比較適合在較重負載狀態下的電機啟動，但是也表現出較慢的啟動速度和安全性差的缺點。該種啟動方式在實現對拖動電機系統穩定的同時，減小對電網的影響來保證啟動安全，但是也表現出耗時較長的問題，需要在後期進行改善。