技術知識

大功率的電機在啟動的時候往往需要借助軟啟動柜或者變頻柜，其原因如下：

　　1、起動電流達到電機全載工作電流的800%以上；

　　2、巨大的起動電流引起電網電壓下降，影響到其他負載；

　　3、電機在全壓啟動時的電流過大，會引起電路中具有過載保護功能的元器件動作；

　　4、機械系統-齒輪箱、風扇皮帶、電機軸、水泵軸壽命縮短，磨損加劇；

　　5、易碎的產品碎裂、破裂、散落，定位產品的位移等。

由于變頻軟起動柜與變頻柜的名稱非常接近，而且變頻柜也具有軟起動功能，不了解者往往認為變頻軟起動柜器就是變頻柜，將兩個不同的產品混為一談。在這里，就我所知對這兩個產品進行一個比較，以便需要者有所區分。

　　一、工作原理的不同

　　1、變頻軟起動柜的工作原理

　　變頻軟起動柜的全稱是分級交-交變頻軟起動柜，也稱為離散變頻軟起動柜。變頻軟起動柜利用三相交流調壓回路，通過控制三相晶閘管的觸發順序，使晶閘管導通一個或者多個半波周期，對電網電壓進行斬波，使幾個工頻周波內去掉一部分工頻上半波和一部分工頻下半波，實現電機端電源頻率變化的目的。

　　2、變頻柜的工作原理

　　變頻柜是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現在使用的變頻柜主要采用交—直—交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻)，先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機

　　變頻柜在啟動時：

　　1、啟動時，電機轉速由低往高轉

　　2、變頻柜頻率由低往高變，直至額定頻率，電機轉速與變頻柜頻率基本成正比(忽略轉差率)。

　　3、負載啟動時，如果啟動時間設置合理，情況差不多。

　　4、是電機跟隨變頻柜給定的頻率調節轉速。

　　5、變頻柜給定頻率后，電機有慣性，有一個反應過程，最終與變頻器頻率對應的轉速相當。變頻器之所以給出由低往高的頻率，就是為了讓電機在轉速較低時，不要有太大的轉差率，降低啟動電流。

　　6、最終，電機按照變頻柜給定的頻率運行，轉速與頻率基本成正比(有一轉差率，與負載有關，負載越大，轉差率越大，一般小于5%)。

　　二、主回路結構的不同

　　1、變頻軟起動柜的主回路結構

　　變頻軟起動器的主回路是由六只晶閘管兩兩反并聯組成的三相交流調壓回路和短接開關并聯構成。電機起動時，晶閘管工作;起動完畢后，短接開關動作，短接晶閘管，晶閘管停止工作。

　　2、變頻柜的主回路結構

　　變頻柜主要由整流回路、平波回路、逆變回路以及制動回路構成，共計需用12只電力電子器件。當前大多使用六只電力二極管用于整流回路，六只IGBT用于流變回路。整流回路將工頻交流電變為脈動的直流電，平波回路將脈動的直流電變為平整的直流電，逆變回路將直流電變為所需頻率的交流電。

　　對比兩個主回路可知，變頻軟起動柜由于結構簡單，使用電力電子器件數量較少，成本低于變頻柜。

　　三、性能的不同

　　雖然變頻軟起動柜和變頻柜在起動電機時都有較大的起動轉矩，但工作原理的不同，表現的性能也有很多的不同。

　　變頻軟起動柜的頻率是離散的，定子電壓和電流是不連續的，轉矩也是不連續的、脈動的，轉速也出現脈動的現象，平滑性沒有變頻器好。因此，電機在運行時會有振動和噪聲(低頻)，不像變頻軟起動那樣只有調制脈沖的高頻噪聲。由于變頻軟起動柜只是在起動的時候出現這種狀況，時間極短，所以對電機的影響可以忽略不計。

　　電力電子器件工作時會產生諧波。變頻軟起動柜的晶閘管是短時工作的，所以產生的諧波量比變頻器少。

　　變頻軟起動柜雖然也能夠改變電機端電壓的頻率，但其短時工作制的設計，使其不能長時間變頻工作，更重要的是其頻率是固定的幾種，不能連續調節，而且不高于25Hz，電機只能在半速以下運行，所以變頻軟起動器不適合用于電機的調速。變頻柜是為電機調速而設計的，如果只是用于電機起動，使其利用率非常低，是一種很大的成本和資源浪費。

　　總得來說變頻柜可以在電機啟動的時候做軟起用，而且又可以在電機工作的時候，通過調節電機的輸入頻率，進而調節電機的轉速，可以實現節能，對電能的高效利用，因為變頻柜的價錢較軟起貴，很多企業在電機啟動的時候往往選擇用軟起，但變頻柜依它卓越的性能，以及被市場上普遍接受，必將成為將來的主流。