一、问题的提出
 1.1社会的发展
      随着生产设备的大型化，工业领域的球磨机、破碎机、风机、水泵、打浆机等设备中的电动机容量越来越大。交流电动机以结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜等特点，得到了广泛的应用。但是,
 1、起动电流是额定电流的5-7倍，对供电设备、电机及所拖动的机械设备的造成极大的损害。
      2、起动时因过大的起动电流产生过大的电压降，严重威胁着邻近用电设备的安全运行。
      3、起动转矩只有电机额定转矩的0.4-1.2倍(电机容量越大,起动转矩倍率越小),对起动转矩比较大的负载（如球磨机、抽油机等）为了能正常起动电机,必须增加电机容量，造成电机大马接小车。
 1.2传统起动设备存在的问题
      传统的鼠笼式异步电动机起动设备（Y-△、串电阻、串电抗器、自耦变压器等），属有级降压起动，起动控制过程靠时间继电器等间接控制。起动特性不理想、起动过程变换时产生较大的冲击电流、起动控制设备复杂、成本高。同时，起动转矩与起动电流的平方成正比，当电流降低50%时，起动转矩降低75% 绕线式异步电机串电阻多级起动，能极大地增加电机起动转矩、减少起动电流，但复杂的起动控制装置，且起动过程中需频繁切换起动电阻，造成多次冲击电流。绕线式异步电机串频敏变阻器起动，频敏变阻器仍属电抗器,起动电流仍达到电机额定电流的3-4倍，启动转矩不足额定转矩的1.5倍,电压稍低时，起动困难。同时，绕线式异步电机滑环、碳刷是造成电机运行维护工作量大、故障率高的根本原因。
 1.3现代的软起动设备不能满足用户的需要
      高压鼠笼式异步电动机液态电阻（热变电阻）、磁控电抗器、固态（晶闸管）软起动设备，能实现恒电流软起动电机（因电机起动电流与时间的关系是非线性，仅靠时间根本无法实现恒电流软起动）。但装置串联在电机的定子回路，要承受高电压。这使得起动装置体积较大、价格高、运行维护工作量大。同时，它仍受起动转矩与起动电流的平方成正比，当电流降低50%时，起动转矩降低75%的影响，起动电流必须大于电机额定电流3倍以上，才能起动轻载电机（对重载电机如球磨机，该起动方式无效）。绕线式异步电机液态电阻软起动设备，靠伺服电机改变水电阻极板距离。距离改变的速度需预先设置，无法自动跟踪实际负载的变化。同时它的结构复杂、体积大、价格高，无法克服滑环、碳刷造成的不良影响。
 变频器起动电机，虽具有良好的静、动态起动特性（能以1.5倍额定电流、额定转矩起动电机），起动电流倍数可以在一定的范围内随意调节、实现了恒电流、恒转矩起动电机的目的。但价格昂贵（高压电机每KW达到1000元、低压电机每KW近500元）、结构复杂、运行维护难度大，如用它起动电机，目前时机显然不成熟。
 二、 无刷自控电机软起动器工作原理及结构特点
 2．1无刷自控电机软起动器简介
      无刷自控电机软起动器是将起动电阻直接安装在电动机的转轴上，利用电机旋转时产生的离心力作为动力，控制电阻的大小，达到减少电机起动电流、增加起动转矩，使绕线式异步电动机实现无刷自控运行的装置。它在交流电动机上安装使用方法如图1所示
 
2．2无刷自控电机软起动器工作原理
 无刷自控电机软起动器控制原理如图2所示，它与绕线式交流异步电动机转子串入电阻相当，即：
 
人们将S = r1/x1+x2时的转差率定义为临界转差率Slj，Slj一般在0.06—0.16之间，此时，电机的转矩为最大转矩，电机电流为启动时电流的0.717倍即5倍额定电流；随着电机转速的升高，S减少，电机电流和转矩均降低。当S=Se时（0.02<S<0.06），电机电流为额定电流时，产生的转矩就达到额定转矩（电机转子不串入电阻，起动电流达到额定电流7倍以上）。因此，串入电阻RST》（X1+X2）》R1，为分析问题方便，上述
 公式简化为：
 起动转矩：Mst=K1U12S/（rst+r2） 其中：K1=m1/Ω
 起动电流：Ist= U1S/（rst+r2）
 上式说明：只要保证电机起动电流恒定，就能保证电机起动转矩恒定；只有使起动电阻rs随S按一定的函数关系变化，才能保证起动电流的基本恒定。
 2．3无刷自控电机软起动器结构特点
 为保证水电阻能在电机转子上长期免维护运行，无刷自控电机软起动器在整体设计上应用了以下技术：
      a）选用具有下述特性的电解液为水电阻：A、对金属（铜和钢）具有防锈作用；B、通过大电流后，不发生电解液变质、极板腐蚀、产生气体的化学反应；C、电解液的冰点为-20℃，沸点为120℃，以满足不同环境下安全工作。