文摘:介绍了软启动器的原理和特点，以及它的功能，即软启动、软停止、轻载节能和各种保护功能。最后举例说明了软启动器在煤矿生产中的应用。
关键词:煤矿；启动模式；软启动器；功能；
电动机全压起动的应用是最简单、最经济、最可靠的起动方法，但其直接起动电流通常是额定电流的5 ~ 7倍左右。当电机功率较大时，直接起动的浪涌电流会对电网产生很大的冲击，影响同一电网中其他负载的工作。因此，考虑到电网和变电站供配电设备的限制，大功率电动机大多采用降压起动来限制起动电流。
降压的传统启动方式有:Y-△切换启动、串联电阻(电抗)启动、自动补偿器启动、扩展三角形启动等。上述降压起动方式虽然降低了电压降，但起动电压是跳加的，起动电流也会对电网和供配电设备产生一定的影响，给电机和负载带来一定的损坏，影响其使用寿命。
自20世纪80年代以来，国内许多研究机构开发了软启动技术，解决了上述部分问题。随着软起动技术的逐渐普及和使用，出现了各种软起动器。
1。软启动器的原理及分类
软启动器是一种新型电机控制装置，可以实现电机的软启动和软停止，以及轻载节能和各种保护功能。它的基本结构是三个反向并联的晶闸管串联在电源和被控电机及其电子控制电路之间。通过参数设置，CPU控制晶闸管的导通角，从而控制软启动器的输出电压和电流，使被控电机的输入电压根据不同的要求而变化，从而实现不同的功能。
软起动器分为固态晶闸管软起动器、液态软起动器(俗称液阻柜、水阻柜)、磁力软起动器、变频调速起动器四大类。
2。软启动器的作用
2.1软启动
在电动机的启动过程中，通过软启动器的电子控制电路控制晶闸管的导通角，使电动机的输入电压以设定的函数关系从零开始逐渐上升，直至启动过程结束，并向电动机施加满电压，称为软启动。在软启动过程中，电机的启动电流和启动方式可以根据需要任意选择和调整，使电机始终处于最佳启动过程，启动转矩逐渐增大，转速逐渐提高，降低启动过程中的功率损耗。交流电机软启动主要有以下几种方式:
2.1.1斜坡电压软启动。这种软启动方法最简单。早期的软起动器大多以控制起动电压为控制对象，在整个起动过程中只控制晶闸管的导通角，使电压随时间呈一定的函数关系上升，没有电流闭环控制。它的缺点是在电机启动过程中，电流不受限制，有时会产生较大的冲击电流，不仅会损坏晶闸管，而且对电网的影响也很大，所以在实际中很少使用。
2.1.2脉冲恒流起动。开始时有较大的冲击电流产生较大的冲击力矩来克服负载较大的阻力矩，使设备启动；然后进入恒流启动阶段，直到启动过程结束。电流的大小和持续时间可以任意设置。这种起动方式适用于重载起动场合，如带式输送机。
2.1.3恒流软启动。机器启动后，启动电流会在最短的时间内达到设定值并保持恒定，直到启动过程结束，即启动电流在整个启动过程中都会受到限制。电流极限值通常在电机额定电流的1.5倍到4.5倍之间。通过改变极限值，可以控制电机的启动时间。这种方法一般适用于大惯性负载的快速启动。
2.1.4斜坡恒流软启动。电机启动初期，电流会以一定的速率稳定增加，当启动电流达到设定值时，会保持恒定，直到启动过程结束。起动电流的上升变化率和恒流值可以任意设定，一般根据负载情况和生产要求。这种软启动方式在实践中应用最为广泛，尤其是对于风机和水泵的启动。
2.2轻载节能
电动机在空负载或轻载下的功率因数和效率都比较低，而软启动器可以解决上述问题。软启动器通过监测电机负载的变化，可以根据变化改变晶闸管的导通角，使电机在空负载或轻载下工作电压会自动下降，从而降低损耗，提高功率因数，达到轻载节能的目的。
2.3软停车
在高层建筑的给水系统中，电机的瞬间停车会产生巨大的& ldquo水锤& rdquo效果，以至于管道和水泵都损坏了。因此，当驱动水泵负载的电机停止时，往往会通过电子控制电路，经过0 ~ 120s的延时，使晶闸管逐渐从全开状态过渡到全关状态，从而实现电机的安全停止。
2.4故障检测与保护
软启动器引入电流闭环系统后，可以检测电机电流的变化，对过载、短路故障进行报警，并做出相应的保护，大大提高了电机的工作可靠性。
3。软启动器在煤矿生产中的应用实例
软启动器安全可靠、体积小、价格低、免维护，给用户带来了极大的方便，在煤矿中的应用日益广泛。
3.1在排水泵中的应用
井下排水也是煤矿生产中的主要工作之一。排水系统是煤矿生产中的耗电大户，占全部生产用电的13%-18%。因此，对排水系统进行有效控制，使其高效、经济、可靠地运行具有重要意义。近年来，随着煤矿开采深度的增加，许多煤矿需要改扩建，井下用电负荷成倍增长。但由于已形成的地面供电系统容量较小，往往难以满足高压排水泵等井下大功率(1 000 kw以上)高压电机的启动要求。
利用软启动器控制高压排水泵具有明显的技术优势。在排水泵运行过程中使用软启动器具有启动电流小、启动速度稳定、启动性能可靠、对电网冲击小等优点。同时还具有软启动、低速制动、轻载节能等多种保护功能，保障了矿井排水系统的安全可靠运行。
3.2在风机中的应用
由于煤矿生产的特殊性，巷道通风系统在煤矿安全生产中起着至关重要的作用。矿井巷道通风是否畅通，风量是否充足，直接关系到矿井的安全生产。随着采掘的不断延伸和巷道的延伸，所需风量也会增加，风机的功率也会增大。四季的交替，冷热的变化，所需的风量也需要不断调整。传统的调节系统是由风门根据所需风量来实现的，不仅浪费电能，而且调节不方便。原电控系统一般采用直接或降压起动。对于大功率电机(一般在55 kW以上)，启动时间长，启动电流大，对电网也造成很大冲击，甚至导致供电系统跳闸。而且对电机的各种保护不全，很容易烧坏电机。
风机可以在软启动器或变频器的帮助下完成启动过程。目前由于变频器价格比较高，软启动器充分发挥了它的优势。软启动器不仅能实现平稳启动，而且在调节风量时也能达到显著的节能效果。同时还集成了缺相、过流、短路、三相电流不平衡等多种保护功能。这不仅大大提高了矿井生产的安全性，降低了生产成本，提高了自动化程度，而且节约了资金，方便了工人使用。
4。结论
随着电机软启动技术和电力电子器件的不断发展，电机的软启动方式多种多样，如磁控软启动、可控硅软启动、液压电阻软启动等。如今，为了控制方便，人们往往将软启动器、开关、控制电路和计量设备设计在一个集成柜中，简称为电机控制中心(MCC)，以实现各种电机控制、故障监测和报警。软启动器可与可编程控制器(PLC)结合，使电机的控制更加方便、可靠、灵活，实现了控制的数字化；还可以与计算机网络技术相结合，使电机控制智能化、网络化。随着煤矿各种监控系统的逐步建立，煤矿企业的自动化水平不断提高，人们现在可以在中央控制室检测和控制井下风机、水泵等设备。
参考文献:
[1]李艳丽。隔爆型高压软启动器在煤矿中的应用[J].西北煤炭，2008，03。
[2]徐军.软启动器在煤矿中的应用[J].陕西煤炭，2008，04。
