一.课题研究背景及意义

感应电动机以其结构简单性能良好被广泛应用于各行各业，感应电动机直接起动时，其起动电流可达5~7倍的额定电流，造成对生产机械和电网的冲击，随着生产规模的不断扩大，越来越多的电动机投入到实际工作中，为此不论是电网还是生产工艺对感应电动机起动性能的要求越来越高。

软起动器是一种集软起动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的新型电机控制装备，国外称为Soft Starter。它不仅可以在整个起动过程中实现无冲击而平滑地起动电机，而且可以根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数，如限流值，起动时间等。此外，它还具有多种对电机的保护功能，从根本上解决了传统降压起动设备的诸多弊端。整个起动过程是数字化程序软件控制下的自动运行。利用三对晶闸管的电子开关特性，通过起动器中的单片机控制其触发脉冲来改变触发角的大小，从而改变晶闸管的导通时间，装置输出电压按一定规律上升，使被控电动机的电压由零升到全电压，转速相应地由零平滑加速到额定转速的过程。

软起动器采用三对反并联的晶闸管实现交流调压。由于晶闸管是典型的非线性器件，在使用过程中会产生大量的谐波，将对设备的稳定运行及电网造成不良影响。谐波产生的根本原因是非线性负载所致，如今随着电力电子技术的发展，各种新型用电设备不断投入使用，各种非线性负载日益增加，导致大量谐波电流注入电网。谐波在电网中的存在，会对多种电气设备造成损害，在有些地方甚至直接威胁电网的安全运行。

研究谐波的意义，首先是因为大量电力电子装置的成熟使用，使得谐波的危害日益突出。对电力系统而言，大量的谐波使电能的产生、传输和利用效率降低，用电设备的涡流损耗因电流中高频成分的增加而增大，引起设备过热，缩短设备使用寿命，严重时甚至发生设备损毁。对电力系统外部，谐波对附近的通讯线路和电子设备的工作也会产生严重干扰。

其意义还在于其对电力电子技术自身发展的影响。电力电子技术是未来科学技术发展的重要支柱。然而，电力电子装置所产生的谐波污染问题已成为阻碍电力电子技术发展的重大障碍。如何有效的抑制谐波，推动电力电子技术的发展，成为科研工作者的重点研究方向。

抑制谐波，就是减小甚至消除谐波波源产生的谐波分量，从而使注入电网的谐波降到国家标准的规定值下。抑制谐波的措施一般分为补偿和消除两种：补偿是设置装置来吸收谐波；消除是通过改变谐波源的工作方式和工作特征，使其少生产甚至不生产谐波。

因此，本课题以此为背景，对感应电机的软起动器以及所产生的谐波及抑制方法进行了研究。

二.国内外现状及发展趋势

进入上世纪九十年代以来，随着电力电子器件的发展，出现了一大批大功率的电力电子器件，如SCR，GTO，MOSFET，IGBT等。使用这些大功率电力电子器件为功率元件，发展出一系列新型的无触点、且电压可连续可调的电子型软起动装置，如通用变频器、交流调压电路。其中通用变频器的功能非常全面，不但可以很好的控制感应电机的起动和停止，还能调节感应电机运行时的速度。但是在没有需要用到调速功能、只是要实现软起动的工况下，通用变频器由于价格昂贵、操作复杂而显得不适用。所以现在用的最多的电子式软起动装置为交流调压电路，也被称为感应电机软起动控制器。