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[关键词]：软起动
优化
软起动方式
电流闭环控制
[摘要]：本文提出软起动评优的标准，在此基础上比较了电流、电压两种闭环控制，有说服力地推荐了以电流闭环为主的软起动方式。本文对于电子式软起动装置的软件开发具有指导意义。
电动机起动是从一个运动稳态（静止）到另一个运动稳态（全速）的物理过程，它是由相关变量（电动机电压、电流和转速）的时间曲线描述的。
软起动方式是指相关曲线的实现方式（开环或是闭环，什么变量的闭环）以及相关曲线姿势特点。
本文讨论电子式（SCR或饱和电抗器）软起动装置的软起动方式及其优化问题。
一、软起动过程的评优标准
这个问题，似乎至今仍未引起软起动业界的重视。人们常常只是问起动是否成功，而不予评分。
由于软起动对象（电网-电动机-负载）的情况不同，生产工艺的要求不同，不可能提出一个咸宜的标准。但是，提出可资评判的项是很有意义的，不同个例的评分可取各项的加‘权’和。这些‘项’是：
（1）、可靠性高（故障率低，无故障周期长，维护量小，对环境变异的适应力强等）。
（2）、满足约束条件，这些约束条件包括：冲击电流上限，电网压降的限制，软起动时限，对负载机械冲击力矩的限制等。这些条件以极限数据的形式表述。软起动过程必须在其框架内完成。
（3）、软起动时间短。
（4）、电动机在软起动时间内的电能损耗小。
在电动机负载一定的条件下，项（3）、（4）意味着充分利用电动机的潜能。
（5）、其他：例如允许连续起动的次数大于2~3等等。
以上项（1）主要由装置硬件保证，而项（2）、（3）、（4）在很大程度上依赖于装置的软件。
二.两种闭环及其比较
尽管开环控制也能实现软起动，但它难以抑制电网电压波动、电动机温度以及环境变化等扰动的影响。另外，对电子式软起动装置而言，实现闭环控制并不困难，因为对输出变量（电动机电流I和电压U）的连续测量和控制均易于实现。
所以，软起动装置普遍采用闭环控制。
（1）、电流和电压两种闭环：
目前，对电子式软起动装置而言，比较流行的是以某一斜坡状曲线
为期望曲线的电压闭环，斜坡的起始高度和陡度由人预估并通过试投运修正。
另一种是以某一形状为期望曲线
的电流闭环。
可取阶跃：
，其大小由人预估或在试投后确定，一般取
（下标‘
’表示额定，下同）。
两种闭环的控制手段并无二致，在合理预设
和
的条件下，均能确保软起动的平稳性。但是，它们仍各具特色。
（2）、比较：闭环的结果是可以人为塑造软起动曲线，电压闭环使
逼近
，电流闭环使
逼近
。如果想预知电压闭环下的
或电流闭环下的
，只有依靠电动机的数学模型。但是，这个模型是难建立的，而且，它还受外界扰动的影响。
如果我们的目的是在软起动过程中获取一条好的
曲线，我们可以生成一条对应的
曲线，通过电压闭环实现之。但是，这是间接的方法。由
得到
不易。扰动不可避免地会引起数学模型参数的变化，使
适应扰动的变化更不易。所以，远不如直接通过电流闭环直截了当。
同理，要想通过电流闭环获取一条好的
，也是不明智的。
事实上，我们往往难以说清究竟什么
可谓之‘优’；相反，一条‘优’的
却容易把握，它能够确保电流不超极限，能够更充分发挥电动机的潜能。
所以，电流闭环更为可取。
三.两种实用的软起动方式：
（1）、以电压闭环为主的软起动方式（RQD-1）：
为了克服电压闭环引起
的不确定甚至超极限的问题，RQD-1在电压闭环的基础上引入电流
的限幅控制。在
超限后，自动使软起动装置转入电流闭环。以后，或者：
①
、一直按电流闭环方式工作下去，直到电动机电压
，
②
、按电流闭环工作某个预设的时间以后，自动地回到电压闭环。新电压闭环的起始
可取此刻的实测值，
③
、其他的后续控制。
本来，在电压闭环下，
的时刻就是软起动的完成时刻。但是，在RQD-1的控制下，若不能贯彻始终地实行电压闭环，完成时刻就无法准确预知了。而且，由于电流曲线不可避免地偏离合理曲线，其软起动评分也难看好。
（2）、以电流闭环为主的软起动方式（RQD-2）：
在整个软起动过程中，RQD-2使
合理化。
由于对象情况的变异，我们无法准确预知软起动的完成时刻，因而无法确定在什么时刻闭合旁路接触器，将SCR或饱和电抗器旁路（以节省功耗）。
然而，软起动实际完成时刻是可测量的。因为在软起动辅近完成时，
，而
且电流闭环必定会开环，其特征是
（
）突然增大。RQD-2藉以自动检出电流开环时刻，并在其后，或者
①
、经过某预设延时自动闭合旁路接触器，
②
、自动给
附加若干个适当幅度的负阶跃，直到
再闭合旁路接触器，
③
、其他善后处理。
作者推荐以电流闭环为主的RQD-2方式。
本文未涉及期望信号的生成问题，因为对于电子式软起动装置而言，任何时间单值函数电压的发生是不费事的。
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