作者：张森华 时间：2005年1月
摘要 ： 该篇文章简单介绍了双向可控硅软起动的工作原理，并与传统三相电动机
起动方式相比的优势，也列举了在实际使用中的一些注意事项及经验。
关键词： 双向可控硅 软起动器 原理 应用 优势
1 引言
- 三相异步电机的起动，传统的方法常采用“Y---- △”起动及“自耦降压” 起动，但其使用元件较多、能耗较大、体积笨重、故障率高、寿命短。随着科技发展，其使用范围愈来愈小，而双向可控硅软起动器因其能耗低、性能稳定、控制线路简单等优点愈来愈受到欢迎。因其使用的广泛性，笔者在学习使用中逐步了解其工作原理及性能，并积累了一些使用经验。
2 双向可控硅软起动器的工作原理与分析 交流电动机使用双向可控硅软起动器的优势在于：
2.1 在起动过程中，避免了运行电压、电流的急剧变化，有益于被控制电动
机及机械传动，更有利于电网的稳定。
2.2 起动过程中，用可控硅实施无触点控制，装置使用寿命长，故障率低且易于维
护。
2.3 具有故障检测、过流保护功能，能对电机起到极好的保护作用。
交流电动机可控硅软起动（即：电动机在起动过程中，装置所输出的电压按一定规律上升，被控电动机电压由起始电压平滑地上升到额定电压，其转速随控制电压变化而发生相应的软性变化，即由零平滑地加速至额定转速的全过程称为交流电动机软起动）器的最重要元件就是双向可控硅，下面就以双向二极管触发双向可控硅为例说明其工作原理。
如图1所示：VT1为双向二极管，VT2为双向可控硅，R1与R2为电阻，C1为电容， Rf为输出负载，Ui为输入电压，U。是输出电压。
当双向可控硅VT2阻断时，电容C1经R1、R2和负载Rf充电，当电容电压充到一定值时，双向二极管VT1导通，从而使双向可控硅触发导通。当电源反相后，电容C1反向充电，待电容电压又达到一定值时触发VT1导通，从而使VT2再次导通，只要改变R1就可以改变正负半周VT2的触发时间，即改变了触发脉冲的相位，也就改变了VT2的导通角，使负载Ｒf得到不同的电压输出，即实现了交流调压。
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VT2 ● ● R1 VT1 ● Rf Ui R2 U。 C1
图中 VT1——双向二极管； VT2——双向可控硅； C1——电容；
RF——输出负载； Ui ——输入电压 U。——输出电压
R1、R2——电阻 .
在电路中，一旦VT2导通，电容C1充电电压就等于VT2的管压降，数值很小，所以在VT2的导通期间，电容C1几乎不再充电；交流电压一经过零，VT2就关断，电容C1又开始重新充电，这样就保证了每个周期VT2都是在相同的相位导通，从而使VT2的触发脉冲与电源频率同步。
在实际线路中常使用“定时器”（时间继电器）控制双向可控硅的导通角，即双向可控硅起动时随着时间的推移，逐渐增大其导通角，使输出电压从一定值逐步升到 额定值，停止时则相反。整个过程正好实现了线性升压、线性降压即所谓的“软起动”、 “软停止”。
3 双向可控硅软起动的结构及控制
在使用软起动器前，我们须先了解其结构组成,下面以“ABB PSS”系列软起动器为例介绍一下软起动器接线端子及控制线路。软起动器的上端有一排端子，如图2所示：
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10 11 12
图 2 （端子示意图）
端子1接中性线（零线）N，端子2接相线（火线）L，提供软起动器的工作电源；端子3接地，这是功能接地而不是保护接地，接地电缆应尽可能短，并应接到软起动器旁最近的接地点；端子4，5，6为起动、停止控制端子，其接线如图3、图4所示：
L SB2 SB2 ● ● ● SB1 SB1 KA
N
4 5 6 4 5 6 图 3 （端子接线图） 图 4 （端子接线图）
图中 SB1——起动按钮； SB2——停止按钮； KA——中间继电器；
L——火线； N——零线 .
其中SB1、SB2为起动、停止按钮，KA为中间继电器；端子7，8为故障输出端子，故障时发出信号，即提供一个无源触点；端子9，10为达到额定电压后的输出端子，起动完毕后发出信号，即提供一个起动完毕后输出的无源触点，常用于控制旁路 桥接接触器；端子11，12为互感器连接端子，起过流保护作用。
在软起动器的玻璃窗下有两个时间调节钮（电位器），主要用于调节起动时电压
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提升时间（标有START RAMP字样）和停止时电压下降时间（标有STOP RAMP字样），范围在1~30秒；在两个时间调节钮下面还有一个起始电压调节钮，用于调节软起动器的起始电压，调节范围30%----70%U额定.
4 软起动器的使用经验
因双向可控硅属半导体材料，在传输能量的同时，其自身有一定能耗，将电能转
化为热能，随着热能的积累, 使其工作温度升高，影响其稳定性，当温升过高时、热量积累到一定程度时，势必烧坏可控硅，所以我们在使用中应尽量减小其工作电流，尽量做好散热工作。
在实际使用时，30千瓦及以下电机可直接起动，但应注意散热, 一次线路如图5所示；30千瓦以上电机须加“旁路桥接接触器”，目的是为了最大限度地减小软起动器的工作电流、降低发热量，从而达到提高使用寿命的作用，可用端子9、10来控制旁路桥接接触器，一次线路如图6所示。
L1 L2 L3 L1 L2 L3
●
● ●
PSS PSS KM
● ● ●
M M 图5 图6
图中 M——电机；
KM——旁路接触器 PSS ——软起动器；
L1、L2、L3——相线 .
软起动器的容量选择应在电机额定值的120%以上，另环境温度在40℃以上时，每超过1℃应增加0.8%的容量系数，目的是提高软起动器的安全系数，但应注意，安全系数选得太高，必然影响成本。
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5 结束语
综上所述，双向可控硅软起动器的确比传统起动（“Y——△”及“自耦降压”）方式具有优势；又因体积小、重量轻、能耗低、性能稳定、控制简单、易维护，值得推广使用。
参考文献
1 汪爱民等. 电工基础. 上海：科学普及出版社. 2007 .
2 张普庆等. 电动机及控制线路. 北京：化学工业出版社. 2007 .
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