交流调压在电机软起动中的应用+Matlab/Simulink(6)
停车方式有三种：一是自由停车，二是软停车，三是制动停车。软起动器带来的最大好处是软停车和制动停车，软停车消除了拖动系统的反惯性冲击，对于水泵就是“水锤”效应，制动停车则在一定场合代替了反接制动停车功能[5-7]。
1.3 变频软起动的原理及应用
变频器是利用交流异步电动机同步转速 随电源频率变化而变化的特性实现电动机调速运行的装置。变频器产生于20世纪60年代。在20世纪70年代，随着大功率晶体管(GTR)的问世，即场效应晶体管的出现和性能不断提高，使变频器的性能有了极大完善和发展[7]。
变频器有以下特点：
（1）可很好地实现异步电动机的无级调速；
（2）可方便地进行恒转矩调速和恒功率调速；
（3）调速范围广、平滑性较好、机械特性较硬；
（4）可实现有效的节能。
1.3.1 变频软起动的基本结构
以电压型交-直-交变频器结构为例，如图1-6，变频器主电路：
图1-6 变频器主电路
主电路—为电动机提供调频调压电源的电力变换部分；
整流器—将工频电源变换为直流电压；
滤波器—抑制电压波动、缓冲和平滑直流电压；
逆变器—将直流电变换为频率可调的三(单)相交流电。
另外，在变频调速系统中，异步电动机的降速和停机是通过逐渐减小频率来实现的，所以通常需要加入能耗制动环节。
1.3.2 变频软起动的工作原理
（1）异步电机的调速方法
同步转速：
转子转速： （1-8）
由式（1-8）可见，有三种调速方法：
(a)改变极对数 ；
(b)改变转差率 ；
(c)改变电源频率 —最好的调速方法。
变频调速：有两种调速方式：恒转矩调速 ，恒功率调速
图1-7 转矩、转速、频率关系
（2）变频调速器的控制方式
(a)恒转矩调速（ （ 控制方式）
由 可知：为了保持电机中的磁通 不变，在变频的同时控制变频器的输出电压，即保证 为常数。
由 可知：当磁通 不变时，即可保证转矩 基本不变。但这种调速方式的低速性能较差。
(b)恒功率调速（ ）
当 时，若保持电压不变而增大频率时，磁通 一定会减小，因而保证功率为一常数。对不同的负载，可采用不同的调速方式。
图1-8 电压与频率关系
（3）变频器的正弦波脉宽调制(SPWM)方式
在现代变频器中，普遍采用(SPWM)方式来实现 控制：用一系列脉冲，其脉冲宽度按正弦波进行调制，如图1-9所示。这种电压脉冲序列可以大大减小负载电流中的高次谐波分量。
图1-9 正弦波脉宽调制
PWM控制技术有许多种，并且还在不断发展中。但从控制思想上分，可把它们分成四类，即等脉宽PWM法、正弦波PWM法（SPWM）、磁链跟踪PWM法（SVPWM）和电流跟踪PWM法等。
1.4 变频软起动与软起动的比较
（1）两者所具有的功能不同，软起动器只有起动一个功能，但变频器有三个功能：起动、调速、节能；但是软起动器的价格只有变频器的十分之一，且软起动器的起动任务完成后，能从回路中切除，但变频器不能，一直连接在回路中，因此变频器会发热，这样会减少其使用寿命。
（2）两者应用的条件和场所不同，软起动适用于重载、不允许有起动冲击的场合，如水泵、输煤机、传送带等。而且用在起动、停车时；并且要对转矩要求不高。如果对起动转矩有要求，那也只能用变频器。变频器是用于调速的场合，比如生活供水，白天用水少，改变频率，即改变电机转速，减少供水；晚上用水量大，频率增加，转速增加，增加供水，当然也可用做起停，但成本相对会增高。