一、工作原理的不同

1、變頻軟起動器的工作原理

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

圖一 幾種頻率的波形

由于這些頻率是對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，所以稱之為分級變頻或者離散變頻。由于分頻是通過斬波的方式實現(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。

從圖一中可以看出，頻率改變的時候電壓也發(fā)生了改變。通過適當?shù)目刂?，可以實現(xiàn)V/f成比例，從而提高電機的低頻轉(zhuǎn)矩，讓電機以高起動轉(zhuǎn)矩順利起動。由于頻率的不連續(xù)，所以電壓的變化也是不連續(xù)的。

電機起動完成后，短接開關閉合，短接交流調(diào)壓回路，使電機直接并網(wǎng)運行。

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

2、變頻器的工作原理

變頻器是利用電力半導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機。

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。由于采用了先進的PWM調(diào)制技術，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。

變頻器在起動電機時，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)電機轉(zhuǎn)速而設計的，可以帶電機長時間運行，不需要短接開關。

二、主回路結構的不同

1、變頻軟起動器的主回路結構

變頻軟起動器的主回路如下圖所示:

圖二 變頻軟起動器的主回路圖

從圖二中可以看出，變頻軟起動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)壓回路和短接開關并聯(lián)構成。電機起動時，晶閘管工作;起動完畢后，短接開關動作，短接晶閘管，晶閘管停止工作。

2、變頻器的主回路結構

變頻器的主回路拓撲結構如圖三所示。

圖三 變頻器主回路拓撲結構圖

變頻器主要由整流回路、平波回路、逆變回路以及制動回路構成，共計需用12只電力電子器件。當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}動的直流電，平波回路將脈動的直流電變?yōu)槠秸闹绷麟姡孀兓芈穼⒅绷麟娮優(yōu)樗桀l率的交流電。

對比兩個主回路可知，變頻軟起動器由于結構簡單，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

雖然變頻軟起動器和變頻器在起動電機時都有較大的起動轉(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、脈動的，轉(zhuǎn)速也出現(xiàn)脈動的現(xiàn)象，平滑性沒有變頻器好。因此，電機在運行時會有振動和噪聲(低頻)，不像變頻軟起動那樣只有調(diào)制脈沖的高頻噪聲。由于變頻軟起動器只是在起動的時候出現(xiàn)這種狀況，時間極短，所以對電機的影響可以忽略不計。

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

變頻軟起動器雖然也能夠改變電機端電壓的頻率，但其短時工作制的設計，使其不能長時間變頻工作，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，電機只能在半速以下運行，所以變頻軟起動器不適合用于電機的調(diào)速。變頻器是為電機調(diào)速而設計的，如果只是用于電機起動，使其利用率非常低，是一種很大的成本和資源浪費。 網(wǎng)址：www.gzmonita.cn