軟啟動器的工作原理分析實用教案

1、第1頁/共38頁第一頁，共38頁。第2頁/共38頁第二頁，共38頁。第3頁/共38頁第三頁，共38頁。第4頁/共38頁第四頁，共38頁。 軟啟動的必然性： 在工程中最常用的就是三相異步電機，由于其電機啟動特性，這些電動機直接連接供電系統(tǒng)啟動（硬啟動），將會產生高達電機額定電流57 倍的浪涌（沖擊）電流，使得供電系統(tǒng)和串聯的開關設備過載。另一方面，直接啟動，也會產生較高的峰值轉矩，這種沖擊不但會對驅動電動機產生沖擊，而且也會使用機械(jxi)裝置受損；還會影響接在同一電網上其他電氣設備正常工作。鼠籠型異步電動機電子軟啟動器的誕生解決了這個問題。它既能改變電動機的起動特性保護拖動系統(tǒng)，更能保證電動

2、機可靠起動，又能降低起動沖擊 ，因此隨著電力電子技術的快速發(fā)展，智能型軟起動器將會得到更廣泛的應用。 第5頁/共38頁第五頁，共38頁。 電動機直接起動電動機直接起動(q dn)的危害性及的危害性及軟起動軟起動(q dn)好處好處: 引起電網電壓波動，影響同電網其它設備的運行 交流電動機在全壓直接起動時，起動電流會達到(d do)額定電 流的47倍， 當電機的容量相對較大時，該 起動電流會 引起電網電壓的急劇下 降，影響同電網其它設備的正 常運行。 軟起動時，起動電流一般為額定電流的23倍，電網電壓 波動率一 般 在10%以內，對其它設備的影響非常小。 第6頁/共38頁第六頁，共38頁。 對電

3、網的影響 對電網的影響主要表現(bioxin)在兩個方面： 超大型電機直接起動的大電流對電網的沖擊幾乎類 似于三相短路 對電網的沖擊，常常會引發(fā)功率振蕩， 使電網失去穩(wěn)定。 起動電流中含有大量的高次諧波，會與電網電路參數 引起高頻諧 振，造成繼電保護誤動作、自動控制失靈 等故障。 軟起動時起動電流大幅度降低，以上影響可完全免除。 第7頁/共38頁第七頁，共38頁。 傷害電機絕緣，降低電機壽命 大電流產生的熱量反復作用于導線外絕緣，使絕緣 加速老化、壽命降低。 大電流產生的機械力使導線相互摩擦，降低絕緣壽命。 高壓開關合閘時觸頭的抖動現象(xinxing)會在電機定子繞組上 產生操作過電壓，有時

4、會達到外加電壓的5倍以上，這 樣 , 高的過電壓會對電機絕緣造成極大傷害。 軟起動時，最大電流降低一半左右，瞬間發(fā)熱量僅為 直起的1/4左右，絕緣壽命會大大延長；軟起時電機端 電壓可以從零起調，可完全免除過電壓傷害。 第8頁/共38頁第八頁，共38頁。 電動力(dngl)對電機的傷害 大電流在電機定子線圈和轉子鼠籠條上產生很大的沖擊 力，會造成夾緊松動、線圈變形、鼠籠條斷裂等故障。 軟起動時，由于最大電流小，則沖擊力大大減輕。 對機械設備的傷害 全壓直接起動時的起動轉矩大約為額定轉矩的2倍，這 么大的力矩突然加在靜止的機械設備上，會加速齒輪磨 損甚至打齒、加速皮帶磨損甚至拉斷皮帶、加速風葉疲

5、勞甚至折斷風葉等等。 軟起動的轉矩不會超過額定轉矩，上述弊端可以完全克服。 第9頁/共38頁第九頁，共38頁。 軟啟動工作(gngzu)原理及運行特點 異步電機啟動性能主要兩個指標，啟動電流倍數和啟動轉矩倍數，軟啟動器就是在電動機啟動時通過改變加在電機上的電源電壓，以減小啟動電流和啟動轉矩來實現電動機的軟起。 軟啟動的限流特性可有效限制沖擊電流，避免(bmin)不必要的沖擊力矩以及對配電網絡的電流沖擊，有效地減少線路刀閘和接觸器的誤觸發(fā)動作；對頻繁啟停的電動機，可有效控制電動機的溫升，大大延長電動機的壽命。第10頁/共38頁第十頁，共38頁。軟啟動原理：在三相電源與電機間串入三相并聯晶閘管，利

6、用晶閘管的移相控制原理，改變晶閘管的觸發(fā)角，啟動時電機端電壓隨晶閘管的導通角從零逐漸上升，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現平滑啟動，降低(jingd)啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉數時，啟動過程結束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管，為電動機正常運轉提供額定電壓。此外軟啟動器還可以實現軟停車，停車時先切斷旁路接觸器，然后由軟啟動器內晶閘管導通角由大逐漸減小，使三相供電電壓逐漸減小，電機轉速由大逐漸減小到零，停車過程完成。第11頁/共38頁第十一頁，共38頁。 軟啟動典型(dinxng)控制圖第12頁/共38頁第十二頁，共38頁

7、。 軟啟動器接線圖第13頁/共38頁第十三頁，共38頁。第14頁/共38頁第十四頁，共38頁。 軟啟動的特點(tdin): （1）無沖擊電流。軟起動器在起動電機時，通過 逐漸增大晶閘管導通角，使電機起動電流從零線 性上升(shngshng)至設定值。 （2）恒流起動。軟起動器可以引入電流閉環(huán)控制， 使電機在起動過程中保持恒流，確保電機平穩(wěn)起 動。 （3）根據負載情況及電網繼電保護特性選擇，可 自由地無級調整至最佳的起動電流。第15頁/共38頁第十五頁，共38頁。其它的特點：(1) 降低電機起動電流、降低配電容量、避免增容投資。 (2) 降低起動機械應力，延長電動機及相關設備的使用壽命。 (3)

8、 起動參數可按負載調整(tiozhng)，以達到最佳起動效果。 (4) 多種起動模式及保護功能，易于改善工藝，保護設備。 (5) 特有外控端子，可方便實現異地控制或自動控制。 (6) 全數字開放式用戶操作顯示鍵盤，操作設置靈活簡便。 (7 高度集成的微處理器控制系統(tǒng)、性能可靠。 (8) 大電流無觸點交流開關無級調壓，調壓范圍寬，過載能 力強。 (9) 產品可作頻繁或不頻繁起動。(10) 還可提供遠控接口，還可與PLC直接接口。第16頁/共38頁第十六頁，共38頁。 軟啟動的起動(q dn)方式： （1）限流起動。顧名思義是限制電動機的起動電流，它主要是用在輕載起動的負載降低起動壓降，在起動時難

9、以知道起動壓降，不能充分利用壓降空間，損失起動力矩，對電動機不利。 （2）斜坡電壓起動。顧名思義是電壓由小到大斜坡線性上升，這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電壓逐漸增加，當電壓達到預先所設定的值后保持恒定（t1至t2階段），直至起動完畢。這種起動方式最簡單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調整晶閘管導通角，使之與時間成一定函數關系增加。其缺點是，由于不限流，在電機起動過程中，有時要產生較大的沖擊(chngj)電流使晶閘管損壞，對電網影響較大，實際很少應用。第17頁/共38頁第十七頁，共38頁。 （3）轉矩控制起動。它是將電動機的起動轉矩由小到大線性上升，它的優(yōu)點是起動平滑，柔性好，對拖動系統(tǒng)有更

10、好的保護，它的目的是保護拖動系統(tǒng)，延長拖動系統(tǒng)的使用壽命。同時(tngsh)降低電機起動時對電網的沖擊，是最優(yōu)的重載起動方式，它的缺點是起動時間較長。 （4）轉矩加突跳控制起動,。它與轉矩控制起動相仿也是用在重載起動，不同的是在起動的瞬間用突跳轉矩克服電機靜轉矩，然后轉矩平滑上升，縮短起動時間。但是，突跳會給電網發(fā)送尖脈沖，干擾其它負荷，應用時要特別注意。 （5）電壓控制起動。用在輕載起動的場合，在保證起動壓降下發(fā)揮電動機的最大起動轉矩，盡可能的縮短了起動時間，是最優(yōu)的輕載軟起動方式。第18頁/共38頁第十八頁，共38頁。第19頁/共38頁第十九頁，共38頁。軟啟動具有(jyu)的保護： 12

11、種保護功能： 外部故障輸入保護(瞬停端子、用于外加專用(zhunyng)保護裝置，如熱繼電 器等。 失壓保護：軟起動器斷電且又來電后，無論控制端子處于何種位 置，均不會自行起動，以免造成傷害事故。 起動時間過長保護: 由于軟起動器參數設置不當或其它原因造成長 時間起動不成功軟起動器會自行保護。 軟起動器過熱保護: 溫度升至80士5時保護動作，動作時間0.1 秒;當溫度降至55時(最低)，過熱保護解除。 輸入缺相保護：滯后時間: 3秒第20頁/共38頁第二十頁，共38頁。軟啟動具有(jyu)的保護： 輸出缺相保護：滯后時間: 3秒 三相(sn xin)不平衡保護：滯后時間: 3秒，以各相電流偏差

12、大 于 50%士10%為基準 起動過流保護：起動時持續(xù)大于電機額定工作電流5倍 時保護動作。 運行過載保護：以電機額定工作電流為基準作反時 限熱保護。第21頁/共38頁第二十一頁，共38頁。軟啟動具有(jyu)的保護： 電源電壓過低保護：滯后(zh hu)時間:當電源電壓低于極限值 50%時，保護動作，時間0.5秒，否則低于設定值時保 護 動作，時間3秒 電源電壓過高保護： 當電源電壓高于極限值 130%時，保護動作，時間0.5秒;否則高于設定值時保 護動作，時間3秒。 負載短路保護，滯后(zh hu)時間: 0.1秒，短路電流為軟起動 器標稱電機電流額定值10倍以上。第22頁/共38頁第二十

13、二頁，共38頁。 軟啟動器的應用： 按電機(dinj)的負載和速度變化分類，軟啟動常用于： 負載變化較大且不允許速度變化的設備：如港口皮帶輸送機、煤礦皮帶輸送機、 水泥皮帶傳送設備、電動扶梯、不帶變頻器的升降電梯、軋鋼設備、各類工業(yè)輸送機械等 . 變負載設備如: 中央空調主機、六角機床、碾磨機、研磨機、成形機、沖床、拋光機、懸垂機、切削機、壓縮機、油井抽油機、電動衣車、食品攪拌機、塑膠開煉機/密煉機、注塑機、鍛機、板機混凝土成型機、橡膠成型機、化工工業(yè)設備、農用設備、紡織機械、造紙設備、工業(yè)機械、食品 及其它重工業(yè)機械。 第23頁/共38頁第二十三頁，共38頁。 利用軟啟動特性(txng)設備

14、簡介 空氣壓縮機大容量電動機輕載時進入節(jié)能運行狀態(tài)；當輸入電源電壓不平衡時，可以自動調節(jié)使相電流平衡，減少電動機發(fā)熱和延長壽命。 離心泵利用泵控制功能，減少啟動和停止時液流沖擊所產生地系統(tǒng)喘振現象，節(jié)省系統(tǒng)維修費用。 橋式起重機利用雙斜坡起動，實現加速過程最有效控制，提高(tgo)生產率并減少產品的損壞 皮帶運輸機和自動傳輸線利用軟啟動和預置低速運行，實現平滑起動，避免產品移位和液體溢出。 通風機利用軟啟動取代舊的機電啟動器，減少皮帶磨損和機械沖擊，節(jié)省維修費用 粉碎機械利用堵轉和失速保護，避免機械故障或阻塞造成電動機過熱而燒毀。 攪拌機利用雙斜坡起動和預置提速運行，避免機械故障，節(jié)約能源，不

15、需要變頻器驅動第24頁/共38頁第二十四頁，共38頁。 軟啟動的應用(yngyng)： 軟啟動器還可以內置一拖多專用程序控制器選件，裝于軟起動(qdn)器內部，實現時間控制、聯鎖、互鎖功能，可控制多臺電機的分別起動(qdn)送上電網運行。電機可不分先后，任意起動(qdn)，自動避免二臺以上電機同時起動(qdn)。一臺電機起動(qdn)后延時時間沒到，其他電機也不能起動(qdn)。第25頁/共38頁第二十五頁，共38頁。第26頁/共38頁第二十六頁，共38頁。第27頁/共38頁第二十七頁，共38頁。第28頁/共38頁第二十八頁，共38頁。低壓軟起動器常見(chn jin)的故障： 1、上電后不顯

16、示 a-檢查控制電源(dinyun)是否接入。b-檢查顯示屏連接線是否插緊。c-檢查控制板有沒有問題。d-顯示屏本問題。2、起動報缺相故障，軟起動器故障燈亮，電機沒反應。 出現故障的原因可能是：a-起動方式采用帶電方式時，操作順序有誤（正確操作順序應為先送主電源(dinyun)，后送控制電源(dinyun)）。b-電源(dinyun)缺相或者三相電末上，軟起動器保護動作（檢查電源(dinyun)）c-軟起動器的輸出端未接負載（輸出端接上負載后軟起動器才能正常工作）d-控制板有問題更換控制板第29頁/共38頁第二十九頁，共38頁。 3、起動完畢，旁路接觸器不吸合現象。故障原因可能是： a-在起動

17、過程中，保護裝置因整定偏小出現誤動作。（將保護裝置重新整定即可） b-在調試時，軟起動器的參數設置(shzh)不合理。（主要針對的是55KW以下的軟起動器，對軟起動器的參數重新設置(shzh)） c-控制線路接觸不良（檢查控制線路） d-接觸器有問題不能正常吸合 e-控制板問題. 4、在起動過程中，偶爾有出現跳空氣開關的現象。故障原因有： a-空氣開關長延時的整定值過小或者是空氣開關選型和電機不配。（空氣開關的參數適量放大或者空氣開關重新選型） b-軟起動器的起始電壓參數設置(shzh)過高或者起動時間過長。（根據負載情況將起始電壓適當調小或者起動時間適當縮短。） c-在起動過程中因電網電壓波

18、動比較大，易引起軟起動器發(fā)出錯誤指令。出現提前旁路現象。（建議用戶不要同時起動大功率的電機，） d-起動時滿負載起動（起動時盡量減輕負載） e-軟起動額定電流設置(shzh)有問題.第30頁/共38頁第三十頁，共38頁。 5、軟起動器出現顯示屏無顯示或者是出現亂碼，軟起 動器不工作。故障原因可能是： a-軟起動器在使用過程中因外部元件所產生的震動使軟起動器內部連線震松（打開軟起動器的面蓋將顯示屏連線重新插緊即可） b-軟起動器控制板故障更換控制板 c-顯示屏故障更換顯示屏 d-顯示屏連接線損壞(snhui),更換連接線 6、軟起動器在起動時報故障，軟起動器不工作，電機 沒有反應。故障原因可能為

19、： a-電機缺相（檢查電機和外圍電路） b-軟起動器內主元件可控硅短路（檢查電機以及電網電壓是否有異常。和廠家聯系更換可控硅） c-濾波板擊穿短路（更換濾波板即可） d-控制板問題更換控制板第31頁/共38頁第三十一頁，共38頁。7、軟起動器在起動負載時，出現起動超時現象。軟起動器停止工作， 電機自由停車。故障原因有：a-參數設置不合理（重新整定參數，起始電壓適當升高，時間適當加長）b-起動時滿負載起動，（起動時應盡量減輕負載）c-機械故障d-控制板問題更換控制板.8、在起動過程中，出現電流不穩(wěn)定，電流過大。原因可能有：a-電流表指示不準確或者與互感器不相匹配（更換新的電流表）b-電網電壓不穩(wěn)

20、定，波動比較大，引起軟起動器誤動作，（更換控制板）c-軟起動器參數設置不合理。（重新整定參數）9、軟起動器出現重復起動。故障原因有：a-在起動過程中外圍保護元件動作，接觸器不能吸合，導致軟起動器出現重復起動（檢查(jinch)外圍元件和線路）b-中間繼電器出現有問題不能正常吸合c-控制板問題更換控制板.第32頁/共38頁第三十二頁，共38頁。 10、短路： a-檢查電機聯線和電機是否損壞。 b-過電流將軟起動器擊穿（檢查軟起動器功率是否與電機的功率相匹配，電機是否是帶載起動） c-軟起動器的散熱風扇損壞（更換風扇） d-起動頻繁，高溫(gown)將可控硅損壞（控制起動次數） e-濾波板損壞（更換損壞元件） 11、在起動時報過流 a.機械方面 解決方法： 檢查負載或電機的機械部件是否正常。 b.電機方面 解決方法：1. 檢查電機是否有短路。 c 軟起方面. 解決方法：1.檢查軟起的電流參數是否正確。 2.檢查軟起動器功率是否正確第33頁/共38頁第三十三頁，共38頁。