1、引言
長期以來，各種各樣的軟啟動技術不斷出現，就三相交流異步電動機降壓啟動來說，從傳統的串電阻、電抗器、自藕變壓器啟動等發展到智能軟啟動、熱變電阻、液體變阻以及變頻變壓等各種現代的軟啟動，可以說是百花開放，并且已經在多個領域內廣泛應用。將智能軟啟動器應用于我廠破碎機中，取代原電機主回路加自藕變壓器降壓啟動，可實現破碎機平滑啟動，減小沖擊電流，避免沖擊電網。同時，智能軟啟動器具有的缺相、逆相、過載、堵轉、啟動過流、電機溫度保護等更適合于破碎機使用。
2、自藕變壓器啟動的缺點
由于其電動機的啟動電流仍然較大，達到額定電流的4-6倍，所以多數情況下，不能完全滿足要求，傳統的降壓啟動雖然可以人為地滿足啟動電流的要求，然而它們又存在著以下缺點：屬于有級啟動、啟動特性不理想、切除時造成二次沖擊電流無法解決、裝置復雜、不能頻繁啟動等。所以，應用現代的智能軟啟動技術就勢在必行，智能軟啟動器作為現代啟動技術的應用之一，同液態變阻軟啟動、熱變電阻軟啟動以及變頻變壓軟啟動相比較，在目前情況下，更適合破碎機使用。
3、智能軟啟動器
3.1智能軟啟動器的概念
智能軟啟動器是以技術成熱的傳統的電力電子器件一晶閘管為開關元件，結合現代微電腦技術發展而成的現代電機啟動技術，是一種集電機軟啟動、軟停車和多種保護功能于一體的新型電機控制裝置，它最早出現在美國，在國外稱為SoftStarter，隨著其智能化程度不斷提高，在國內常稱為智能軟啟動器。
3.2 PST250智能軟啟動器的主要功能特點
(1)控制電動機平滑啟動，減小沖擊電流，避免沖擊電網：(2)啟動電流可根據負載情況調整，減小啟動損耗，以最小電流產生最佳的轉矩：(3)啟動電壓可調，保證電機啟動的最小啟動轉矩，避免電動機過熱和能源浪費：(4)啟動時間可調，在設定的范圍內，電機轉速逐漸上升，避免轉速沖擊；可頻繁啟動。(5)自由停車和軟停車可選，軟停車時間可調。(6)具有缺相、逆相、過熱、啟動過程過流、過載的檢測及保護，過流過載值可調：(7)智能化設計，中文界面，可以與上位控制計算機接口（一般為RS232或RS485串行通迅接口）實現遠程集中自動化控制。
3.3智能軟啟動器的工作原理
智能軟啟動器主回路采用三對反并聯可控硅作為調壓器，將其接入電源和電動機定子之間（原理圖見圖1）。這種電路如三相全控橋式整流電路，利用可控硅的電子開關特性，通過控制其觸發導通角的人小來改變可控硅的開通程度，從而控制電動機的輸入電壓，達到控制加速轉矩和啟動電流的目的，實現電動機的軟啟動。
由于電動機的轉矩與加在定子端的電壓的平方成正比，而電動機電流與定子端的電壓成正比，因此，可以通過控制電動機的輸入電壓對加速轉矩和啟動電流進行限制。
啟動時，當軟啟動器接到控制信號（啟動）時，由軟啟動裝置的微處理器根據設定進行有關計算，確定可控硅的觸發信號，通過控制可控硅的導通角，使可控硅的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到可控硅完全導通，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。待電機達到額定轉速時（即：加在電機上的電壓為額定電壓Ue%），啟動過程結束，由控制器發出信號，啟動外接中間繼電器，中間繼電器常開點閉合使旁路接觸器吸合，取代已完成任務的可控硅，可控硅暫停工作，由旁路接觸器為電動機正常運轉提供額定電壓，以降低可控硅的熱損耗，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。
停機時，當軟啟動控制器接收到停車指令時，（若原設定為自由停車方式），則先控制斷開旁路接觸器，然后逐漸改變可控硅的導通角，使旁路接觸器完成無弧切斷：如果電機的停機方式設定在軟停機方式，則控制可控硅的觸發脈沖，使可控硅的輸出電壓逐漸降低，轉速逐漸下降，完成設定的軟停機過程。
3.4智能軟啟動器的啟動控制模式
(1)斜坡電壓啟動控制模式
如圖2．電機起動時，電壓迅速上升到初始電壓U,然后依設定啟動時間t逐漸上升直至電網額定電壓Ueo這種控制模式最簡單，不具備電流閉環控制，以調整可控硅導通角，使輸出電壓呈線性上升，其缺點是初始轉矩小，轉矩特性呈拋物線型上升對拖動系統不利，如果要增大初始轉矩，則必須增大初始電壓，不能限定啟動電流。
(2)限流啟動控制模式
如圖3．電機啟動的初始階段，輸入電壓從零迅速增加，啟動電流逐漸增加，直至輸出電流上升到設定的限流值Iq，然后保證輸出電流在不大于Iq情況下，電壓逐漸上升，電機加速，直至啟動完畢啟動過程中，電流上升變化的速率可以根據電動機負載調整設定，電流上升速率大，則啟動轉矩大，啟動時間短。該啟動方式是應用最多的啟動方式，尤其適用于風機、泵類輕載啟動的負載。
(3)轉矩啟動控制模式
如圖4．電機啟動時，根據設定的程序，通過控制可控硅的觸發角，使啟動轉矩線性上升。優點是啟動平滑，柔性好，對拖動系統有更好的保護，延長拖動系統的使用壽命，同時降低電機啟動時對電網的沖擊是最優的重載啟動方式，它的缺點是啟動時間較長。
4.PST250型智能軟啟動器用于破碎機時應用設置
(1) PST250型智能軟啟動器為用戶提供了9種應用類型（離心泵、液壓泵、離心風機、軸流風機、壓縮機、皮帶輸送機、攪拌機、推進器、破碎機），當軟啟動器用于破碎機時，只需在“應用設置”項中選擇“破碎機”，在設定電流選項中設定電流為額定電流，軟啟動器將自動辯識生成6組參數，即：升壓時間、降壓時間、初始電壓、結束電壓、級落電壓、限流倍數。如果需要更精確調節，這6組參數可單獨調節。
(2)在“基本設置”項中將“旁路監測”參數設為“是”；在“功能設置”項中，將“電機過載”保護設為“常規”；將“過載保護方式”設為“電機停止，手動復位”：激活“轉子堵轉保護”，堵轉跳閘時間軟啟動器已自動設定：激活“三相失衡保護”：激活“大電流保護”及“逆相保護”，并將處理方式全選擇為“電機停止，手動復位”。
(3)在“報警”選項中，激活“大電流報警”、“電機欠載報警”、“電機過載報警”。
(4)在“故障”選項中，根據工藝流程要求，將“缺相故障”、“旁路監測故障”、“頻率故障”、“內部過熱故障”、“可控硅( SCR)短路故障”處理方式選擇為“電機停止，手動復位”或“電機停止，自動復位，重新啟動”。
5．選型及使用中應注意的問題
5.1根據設備啟動和停車的需要選擇軟啟動器最優的啟動模式和停車性能
一般來說，對于泵、風機類負載，可以選用任一種啟動模式，但對于皮帶機、刮板機、破碎機等易重載啟動的設備最好選用轉矩控制模式，而ABB公司的PST系列智能軟啟動器根據負載類型提供了9種可供用戶選擇的應用類型。安裝完后，電機啟動前，只需選擇負載類型，大量的參數都由啟動器自動辯識、設定，我們僅需設置少量參數。
5.2根據使用場合選擇是否需要節能功能
由于軟啟動器本質上屬于“降壓啟動”，不具備無級調速和功率平衡的功能。一般來說如果負載率超過50%，則軟啟動器的節能效果就不明顯，相反，軟啟動器在節能運行狀態下，旁路接觸器不閉合，屬在線運行，可控硅需要不停的工作，降低使用壽命。另外對于不變荷載，即便負載率很低，也不適宜使用節能運行。結合破碎機，由于其負載率為70-80%，而且運行中負荷變化不大。因此，選型時，不需要考慮節能功能。
5.3根據使用場合的重要性選擇在線或非在線型
近年來的軟啟動多數都屬于非在線型，但仍有部分軟啟動器屬于在線型，應盡量選用非在線型（可外接旁路接觸器），以減少事故率，提高軟啟動器使用壽命。因此，破碎機就選用了可加裝旁路接觸器的非在線型。
5.4看保護是否齊全
一方面看軟啟動器的保護是否齊全，另一方面應注意現在軟啟動器的各項保護都僅在啟動過程中起作用，電動機一旦運行，保護功能將不起作用（正常工作，由旁路接觸器代替軟啟動器），所以需要另外增設保護器件。由于破碎機選用可加裝旁路接觸器的軟啟動器，所以，在旁路接觸器后串接熱繼電器，當軟啟動器起動完成，切換到旁路運行時，還要依靠熱繼電器來實現保護功能。
5.5根據長遠發展選擇通訊及遠程控制功能
選擇軟啟動要注意它是否帶微機接口，接口是否帶有通訊地址和程序，能否達到遠程通訊控制功能等。
5.6軟啟動器必須有正確的接線方式
錯誤的接線方式對軟啟動器有很大的危害性。有人設計時在軟啟動器前部加了一個接觸器，該接觸器又有一套控制回路。實際運行中，由于軟啟動器上部有接觸器，其主回路的通、斷是通過接觸器來實現的，勢必對軟啟動器內部產生瞬間高壓。由于軟啟動器是由Interl芯片板構成，內部有SCR硅片，屬半導體元器件，其抗過電壓能力弱，瞬間高壓會造成內部主板上的元器件損壞。同時，停機時，是靠軟啟動器前部的接觸器切斷電源，其內部軟停車也沒有發揮其應有的作用。故在設計使用時應特別注意接線方式，不可隨意添加接觸器。
6、應用效果
破碎機改為智能軟啟動，通過幾個月的運行，表明該智能裝置可靠性高，性能完善，能滿足生產要求。主要體現在以下幾點：
使用軟啟動器后，啟動電流明顯降低，減少了配電容量與增容投資
軟啟動器實現平穩啟動，對破碎機無沖擊，啟動過程電網電壓不受影響，提高了供電的可靠性。
采用軟停車方式減少對機械的沖擊，延長了破碎機、電機及其相關設備的使用壽命。
多種啟動模式及保護功能融于一體，降低了破碎機的故障率。
7、結束語
智能軟啟動器作為交流電動機的現代啟動技術應用之一，通過降低機械、電流的沖擊，最大限度地降低設備事故率、減少設備維護，同時又具備了遠程控制及通訊功能，可實現集中控制、無人操作等。在供水、供熱、引送風、電廠、鋼廣等領域已經迅速普及和廣泛應用。因此，我們工程技術人員在新建、改造項目中，設計選型時應優先考慮應用現代的智能軟啟動技術，不斷提高我們企業的自動化水平。
