在調速泵切換到工頻狀態運行時，會產生很大電流，有可能對電網造成沖擊。并且， 水泵在工變頻來回切換的過程中也會對管網水壓造成很大波動，影響用戶的用水舒適度 [49]。如圖4.9為，變頻調速恒壓系統的電氣控制原理圖。當用水量小于一臺水泵工頻運 行的出水量時，變頻器對單泵水泵調速運行（假定為Mi泵），此時除了開關KM2是閉 合的，其他開關都斷開；當用水量大于一臺泵工頻運轉的出水量時，Mi泵切換成工頻 運行，變頻器對M2調速，此時KMi、KM4閉合，其他開關都斷開；當用水量大于兩臺 泵用水量時，Mi、M2泵都工頻運行，變頻器對M3調速，此時KMi、KM3、KM6閉合， 其他開關斷開；最終可能三臺水泵全部工頻運行，此時KMi、KM3、KM5閉合，其他開 關斷開。

圖4.9變頻調速恒壓系統的電氣控制原理圖

在變頻調速恒壓供水系統中，當水泵變頻調速運行切換成工頻運行時，剛脫離變頻 器的水泵在慣性作用下高速運轉，電機轉子中存在著很大的電流，此電流形成的磁場電 機定子中感應出較高的電壓，此電壓與電網的電壓頻率和相位都不同。若此時立即將電 機合到電網上使之工頻運轉，會產生非常大的沖擊電流，對電機及配電設施產生非常大 的損害，影響電機的使用壽命，甚至直接將電機燒毀。通常的解決辦法是，根據電機容 量大小，確定一個合適的延時，等轉子電流衰減到一定程度再將電機合到電網上。但是， 當電機脫離變頻器經過一定延時后并入電網，此期間由于水的勢能阻止電機旋轉，水泵 失去了很大動力，轉速迅速降低，此時若將電機并入電網近似于直接啟動，仍將產生很 大的電流沖擊，所以此方法效果一直不太理想。

本文將介紹一款軟啟動器，以解決此類問題。軟啟動器的基本原理是通過改變晶閘 管的導通角來改變輸出電壓，使電機無論是啟動、切換、停止過程中按照預先設定的方 式逐漸變化，從而使整個過程平穩。如圖4.10所示，當要啟動M1電機時，軟啟動器的 起始導通角為零，將KM11閉合，然后軟啟動器晶閘管的導通角由小逐漸變大，電機端 電壓逐漸升高至電網電壓，電機可完成平穩啟動。此時電機的端電壓與電網電壓的頻率 和相位相同，這樣就可合并KM12開關，斷開KM11開關，軟啟動器退出運行。在電機 由軟啟動器向電網切換過程中，電機端子上始終保持較穩定電壓，所以整個啟動過程平 穩，無沖擊；當要關閉一臺電機時，比如關閉M1電機。軟啟動器先使晶閘管全導通， 輸出電壓接近電網電壓，然后將KM11閉合，斷開KM12。這時就由軟啟動器單獨帶動 M1電機，軟啟動器逐漸降低輸出電壓，電機轉速逐漸下降，直到停機，停機后KM11 斷開。

綜上所述，軟啟動器的引入能夠避免在電機啟動、切換、停機過程中所產生的巨大 沖擊電流，避免了對電機及電網的損害，同時也保證了用戶用水的舒適性。