大功率的電機(jī)在啟動(dòng)的時(shí)候往往需要借助軟起或者變頻器，其原因如下：

1、起動(dòng)電流達(dá)到電機(jī)全載工作電流的800%以上

2、巨大的起動(dòng)電流引起電網(wǎng)電壓下降，影響到其他負(fù)載

3、電機(jī)在全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)的電流過大，會(huì)引起電路中具有過載保護(hù)功能的元器件動(dòng)作。

4、機(jī)械系統(tǒng)-齒輪箱、風(fēng)扇皮帶、電機(jī)軸、水泵軸壽命縮短，磨損加劇

5、易碎的產(chǎn)品碎裂、破裂、散落，定位產(chǎn)品的位移等

由于變頻軟起動(dòng)器與變頻器的名稱非常接近，而且變頻器也具有軟起動(dòng)功能，不了解者往往認(rèn)為變頻軟起動(dòng)器就是變頻器，將兩個(gè)不同的產(chǎn)品混為一談。在這里，就我所知對(duì)這兩個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行一個(gè)比較，以便需要者有所區(qū)分。

一、工作原理的不同

1、變頻軟起動(dòng)器的工作原理

變頻軟起動(dòng)器的全稱是分級(jí)交-交變頻軟起動(dòng)器，也稱為離散變頻軟起動(dòng)器。變頻軟起動(dòng)器利用三相交流調(diào)壓回路，通過控制三相晶閘管的觸發(fā)順序，使晶閘管導(dǎo)通一個(gè)或者多個(gè)半波周期，對(duì)電網(wǎng)電壓進(jìn)行斬波，使幾個(gè)工頻周波內(nèi)去掉一部分工頻上半波和一部分工頻下半波，實(shí)現(xiàn)電機(jī)端電源頻率變化的目的。幾種頻率波形示例如下圖：

由于這些頻率是對(duì)工頻交流電分頻得到的，是交流電源的一系列子頻率，不可能得到連續(xù)的頻率，所以稱之為分級(jí)變頻或者離散變頻。由于分頻是通過斬波的方式實(shí)現(xiàn)的，所以得到的波形是不連續(xù)的。

考慮到變頻后的三相相序和對(duì)稱性，在這些子頻率中，只有3n+1分頻能夠滿足要求，所以變頻軟起動(dòng)器的頻率變化為f/13→f/7→f/4→f/3→f/2→f(50Hz)。其中3分頻和2分頻是為了避免從4分頻直接變?yōu)楣ゎl造成過大沖擊而增加的過渡過程。

從上圖可以看出，頻率改變的時(shí)候電壓也發(fā)生了改變。通過適當(dāng)?shù)目刂?，可以?shí)現(xiàn)V/f成比例，從而提高電機(jī)的低頻轉(zhuǎn)矩，讓電機(jī)以高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩順利起動(dòng)。由于頻率的不連續(xù)，所以電壓的變化也是不連續(xù)的。

電機(jī)起動(dòng)完成后，短接開關(guān)閉合，短接交流調(diào)壓回路，使電機(jī)直接并網(wǎng)運(yùn)行。

變頻軟起動(dòng)器也能實(shí)現(xiàn)軟停車功能，采用的方式是低速反接制動(dòng)，即將頻率以f/5→f/8→f/11的順序變化，使電機(jī)電源的相序相反。

軟起動(dòng)器將電力電子技術(shù)與微電腦控制技術(shù)相結(jié)合(結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù))，起動(dòng)時(shí)，由電子電路控制晶閘管的導(dǎo)通角使輸出電壓逐漸增加，電動(dòng)機(jī)逐漸加速，自動(dòng)地將起動(dòng)電壓連續(xù)、平滑地上升，直至晶閘管全導(dǎo)通，達(dá)到額定電壓，使電機(jī)實(shí)現(xiàn)無沖擊軟起動(dòng)；停機(jī)時(shí)，則控制晶閘管的關(guān)斷速度，使電機(jī)的端電壓由全電壓逐漸下降至零，實(shí)現(xiàn)軟停車；并能徹底的解決傳統(tǒng)起動(dòng)方式帶來的“二次沖擊”的問題。

2、變頻器的工作原理

變頻器是利用電力半導(dǎo)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(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—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(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。

變頻器的輸出頻率是通過直流逆變而來，其頻率理論上是可以連續(xù)變化的。由于采用了先進(jìn)的PWM調(diào)制技術(shù)，其波形非常接近正弦波。變頻器的輸出電壓和頻率的比值也是成比例的，所以電壓的變化也是連續(xù)的。

變頻器在起動(dòng)電機(jī)時(shí)，其頻率是平滑變化的，每一次頻率的變化很小，所以可以看成是連續(xù)的。

變頻器是為調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速而設(shè)計(jì)的，可以帶電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，不需要短接開關(guān)。

變頻器在啟動(dòng)時(shí)：

1、啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速由低往高轉(zhuǎn)

2、變頻器頻率由低往高變，直至額定頻率，電機(jī)轉(zhuǎn)速與變頻器頻率基本成正比（忽略轉(zhuǎn)差率）。

3、負(fù)載啟動(dòng)時(shí)，如果啟動(dòng)時(shí)間設(shè)置合理，情況差不多。

4、是電機(jī)跟隨變頻器給定的頻率調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。

5、變頻器給定頻率后，電機(jī)有慣性，有一個(gè)反應(yīng)過程，最終與變頻器頻率對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速相當(dāng)。變頻器之所以給出由低往高的頻率，就是為了讓電機(jī)在轉(zhuǎn)速較低時(shí)，不要有太大的轉(zhuǎn)差率，降低啟動(dòng)電流。

6、最終，電機(jī)按照變頻器給定的頻率運(yùn)行，轉(zhuǎn)速與頻率基本成正比（有一轉(zhuǎn)差率，與負(fù)載有關(guān)，負(fù)載越大，轉(zhuǎn)差率越大，一般小于5%）。

二、主回路結(jié)構(gòu)的不同

1、變頻軟起動(dòng)器的主回路結(jié)構(gòu)

從圖二中可以看出，變頻軟起動(dòng)器的主回路是由六只晶閘管兩兩反并聯(lián)組成的三相交流調(diào)壓回路和短接開關(guān)并聯(lián)構(gòu)成。電機(jī)起動(dòng)時(shí)，晶閘管工作;起動(dòng)完畢后，短接開關(guān)動(dòng)作，短接晶閘管，晶閘管停止工作。

2、變頻器的主回路結(jié)構(gòu)

變頻器主要由整流回路、平波回路、逆變回路以及制動(dòng)回路構(gòu)成，共計(jì)需用12只電力電子器件。當(dāng)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?yōu)槊}動(dòng)的直流電，平波回路將脈動(dòng)的直流電變?yōu)槠秸闹绷麟?，逆變回路將直流電變?yōu)樗桀l率的交流電。

對(duì)比兩個(gè)主回路可知，變頻軟起動(dòng)器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用電力電子器件數(shù)量較少，成本低于變頻器。

三、性能的不同

雖然變頻軟起動(dòng)器和變頻器在起動(dòng)電機(jī)時(shí)都有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但工作原理的不同，表現(xiàn)的性能也有很多的不同。

變頻軟起動(dòng)器的頻率是離散的，定子電壓和電流是不連續(xù)的，轉(zhuǎn)矩也是不連續(xù)的、脈動(dòng)的，轉(zhuǎn)速也出現(xiàn)脈動(dòng)的現(xiàn)象，平滑性沒有變頻器好。因此，電機(jī)在運(yùn)行時(shí)會(huì)有振動(dòng)和噪聲(低頻)，不像變頻軟起動(dòng)那樣只有調(diào)制脈沖的高頻噪聲。由于變頻軟起動(dòng)器只是在起動(dòng)的時(shí)候出現(xiàn)這種狀況，時(shí)間極短，所以對(duì)電機(jī)的影響可以忽略不計(jì)。

電力電子器件工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧波。變頻軟起動(dòng)器的晶閘管是短時(shí)工作的，所以產(chǎn)生的諧波量比變頻器少。

變頻軟起動(dòng)器雖然也能夠改變電機(jī)端電壓的頻率，但其短時(shí)工作制的設(shè)計(jì)，使其不能長(zhǎng)時(shí)間變頻工作，更重要的是其頻率是固定的幾種，不能連續(xù)調(diào)節(jié)，而且不高于25Hz，電機(jī)只能在半速以下運(yùn)行，所以變頻軟起動(dòng)器不適合用于電機(jī)的調(diào)速。變頻器是為電機(jī)調(diào)速而設(shè)計(jì)的，如果只是用于電機(jī)起動(dòng)，使其利用率非常低，是一種很大的成本和資源浪費(fèi)。

總得來說變頻器可以在電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候做軟起用，而且又可以在電機(jī)工作的時(shí)候，通過調(diào)節(jié)電機(jī)的輸入頻率，進(jìn)而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能，對(duì)電能的高效利用，因?yàn)樽冾l器的價(jià)錢較軟起貴，很多企業(yè)在電機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候往往選擇用軟起，但變頻器依它卓越的性能，以及被市場(chǎng)上普遍接受，必將成為將來的主流。