软启动器在排涝泵站运行控制中的应用

软启动器在排涝泵站运行控制中的应用

摘要：介绍城市排涝泵站水泵电机控制启动装置软启动器的原理、启停方式、

应用及使用效果

异步电动机以其优良的性能及无需维护的特点，在各行各业中得到广泛的应
关键词：电动机；软启动器；应用效果

确规定，电机起动时的电网电压不能超过15%，常规解决办法有两个：增大配

电容量及采用限制电机起动电流的起动设备，如果仅仅为起动电机而增大配值

电容量，从经济角度上来说，并不可取，为此，往往需要配备限制电机起动电

流的起动设备，过去人们多采用Y/△转换，自藕降压，磁控降压等方式来实

现。这些方法虽然可以起到一定的限流作用，但存在二次冲击，直接停止，起

动时间较长，所用元件较多，电机侧接线复杂等问题，没有从根本上解决问题

伴随传动控制对自动化要求的不断提高，采用可控硅为主要器件、单片机为控

制核心的智能型电动机起动设备－软起动器，已在各行各业得到越来越多的应用，由于软起动器性能优良、体积小、重量轻，并且具有智能控制及多种保护

功能，而且各项起动参数可根据不同负载进行调整，其负载适应性很强。因此

电子式软起动器现已逐步取代落后的Y/Δ、自耦减压和磁控式等传统的减压起

动设备成为必然。

随着电力电子技术的快速发展，智能型软起动器也在深圳火车站1#、2#雨水排

涝泵站得到实践应用。使用的智能型ABB软起动器是一种集软起动、软停车、

轻载节能和多功能保护于一体的水泵电机控制装置，它不仅实现在整个起动过

程中无冲击而平滑地起动电机，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程

中的参数，如限流值、起动时间等。此外，它还具有多种对电机保护功能，这

就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。

一、软启动器的工作原理

软起动器的主要构成是在三相电源与电机间串入三相联晶闸管，利用晶闸管移
通，电机进入稳态运行状态；停车时先切断旁路接触器，然后由软启动器内晶

闸管导通角由大逐渐减小，使三相供电电压逐渐减小，电机转速由大逐渐减小

到零，停车过程完成。旁路接触器，保证了晶闸管仅在起动、停车时工作，避

免长期运行使晶闸管发热，延长晶闸管寿命，同时可以避免在电机运行时软起

动器产生的谐波，另外一旦软起动器发生故障，可由旁路接触器作为应急备

用。采用软启动器，可以控制电动机电压，使其在启动过程中逐渐升高，很自

然地控制启动电流，使电动机可以平稳启动，机械和电应力降至最小。

1、电压斜坡软启动

启动电机时，软启动器的电压快速升至U1，然后在设定时间t内逐渐上升，电

机随着电压上升不断加速，达到额定电压和额定转速时，启动过程完成。

2、限流启动

启动电机时，软启动器的输出电压迅速增加，直到输出电流达到限定值Im，保

持输出电流不大于该值，电压逐步升高，使电动机加速，当达到额定电压、额

定转速时，输出电流迅速下降至额定电流，启动过程完成，该方式用于某些需

快速启动的负载电机。

3、软停车

降低至零，停车过程完成。
在该方式下停止电机时，电机的输出电压由额定电压在设定的软停时间内逐步

深圳火车站雨水排涝泵站存在进水水量变化大，水泵起停比较频繁的特点，使

水泵电机无冲击平稳软起、软停功能尤为重要，目前安装的5台格兰富水泵

（型号S3806M1A511Z、S31006H1A511Z、S2508H1A511Z、、）均采用ABB软启

动器（型号PST210-600-700、PST175-600-700、PST105-600-700），高性能软

启动器及控制系统已实现一台软启动器顺序带动多台电机完成软起、软停操

作，如启动泵站1#电机，软启动器晶闸管的起始导通角由小变大，电机端电压

逐渐升高到电网电压，电机以较平稳的升速完成起动过程，此时1#电机的端电

压与电网电压同频率、同相位，此时和软启动器并联的接触器闭合，使用软启

动器旁路，同时软启动器退出运行，完成软起全过程。在电机由软启动器向电

网切换过程中，1#水泵电机端子上始终保持较稳定的电压，所以整个启动过程

平稳，无冲击。

软启动器退出运行以后可准备接受下一次启动或停机操作指令。如果下一次操

作指令是再启动一台电机，软启动器将关闭其上的晶闸管，然后使相应的接触

器闭合再重复上述过程。如果下一次操作是1#电机停机，软启动器先使晶闸管

全导通，输出电压接近电网电压，再断开1#电机直接和电网相联结的接触器，

这时就由软启动器单独带动1#电机运行，软启动器逐步降低输出电压，电机速

度逐渐下降，直到停机，完成软停操作后，接触器断开。

四、软启动的运行效果

在排涝水泵机组中应用软启动器，可提高该排涝泵站的可靠性，满足生产需

求。其效果主要体现在以下几点：

资； 2排涝水泵负荷实现平稳启动，对水泵及排水管线无冲击，提高了整个供电系

统的可靠性和排水可靠性；

3软启动器所附带的软停车功能有效地减少了对水泵机械构件的冲击，防止¡°

水锤效应¡±的产生，延长了水泵及其相关设备的使用寿命；

4水泵电机多种启动模式和保护功能融为一体，避免了事故的产生，改善了工

艺、保护了设备。

5软启动器具有安装简单、操作方便、保护功能齐全、运行可靠等优点，为排

涝泵站安全生产、经济运行等提供保障，大大减少了以后的检维修工作量及停

机检维修时间。

6软启动器备有外控端子，在排涝泵站实现了远程异地自动控制。

7全数字开放式操作显示键盘，设置操作灵活简便。

五、结论

城市雨水排涝泵站通过应用软启动器方式对排涝水泵电机进行控制，改善了水

泵机组启动、停机时的性能，这种控制方式不仅适合于污水泵，而且还适合于

排涝泵站的风机、输送设备等各类负荷。软启动器的应用使水泵的启停运行情

的其他设备，泵组电机检维修工作量大大减少，有效延长了水泵及其相关设备
况良好，启动后装置稳定、安全，避免电机轴扭曲、键槽破坏、损坏和轴联结

-全文完-