【摘 要】本文介绍一种针对水泵电机的软起停方式，它以传统晶闸管软起动的主电路结构为基础，通过转矩闭环控制来调节触发角度，按照水泵系统的特性曲线来控制电机的电磁转矩，使控制电机起停的电磁转矩与泵系统特性曲线相匹配，使水泵能够平稳起停，避免“水锤”现象的发生。

　　2 “水锤”的概念

　　3 解决水锤效应的方法

　　泵系统的流量Q和转速N有基本关系式：

　　泵系统的转速N与液流压力P有如下关系：

　　电机的转矩T与转速N有如下关系：

　　由上述三式可得：

　　4.1 起动方式的比较

　　下图为三种起动方式转矩与速度的曲线图。

图4.1 三种起动方式的的转矩/转速曲线

　　从图4.1中可以比较全压起动，电压斜坡软起动以及泵控制软起动的转矩/转速曲线，可知使用了泵控制功能后，电机转矩一直和泵负载的转矩相差一个近似恒定且数值不大的一个值，使起动过程产生的加速转矩大大地降低，使输出转矩得到了完善的控制。

　　通过上面的比较，可以知道泵控制功能的软起动器在解决转矩冲击，消除水锤上的优越性，下面对它的控制原理进行进一步的分析。

　　本文研究的泵控软起动是以传统晶闸管软起动的主电路结构为基础，并通过转矩闭环控制来实现的，它的控制策略是通过对转矩给定值和反馈值进行运算，来调整可控硅的触发角，从而调整电压值。具体来说，首先由反馈的电压和电流值运算出电磁转矩，再把它与给定值进行比较，得出差值，运算出需要调整的电压值，在把它转换为需要调整的触发角变化值，以此来控制电机转矩。

　　由电机运动方程，可知：

　　其中 为电机电磁转矩， 为负载转矩， 为转动惯量。将电磁转矩近似为时间t的一次函数，故可设　 为初始转矩， 为电磁转矩的上升斜率;

　　根据异步电机转子的转速公式：

?

　　得到转差率s的计算公式：　　　其中 为电机极对数，a , b, c为常数， f为电源频率;

　　假定起动过程中负载转矩几乎是不变的，且在可控硅的移相角 变化到 这一小段时间内，由于电机转速的变化相对应其电磁量的变化来说要缓慢的多，因此只要足够小，就可以假定电机在时刻处于稳定状态，此时，电磁转矩与负载转矩 相等。

　　将 和s代入三相异步电动机机械特性方程 　　( ， 分别为定子的电阻和漏抗。 , 分别为转子的电阻和漏抗)得到电压U的表达式：

　　即相电压与时间t的函数。再通过可控硅调压后电压有效值的计算公式

　　即得到可控硅的触发角与时间的关系式。这就是在转矩预定规律下得到的 角变化规律。