軟啟動器工作原理及應(yīng)用分解課件

1、軟啟動器工作原理及應(yīng)用 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(chǎn)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(lián)的開關(guān)設(shè)備過載。另一方面，直接啟動，也會產(chǎn)生較高的峰值轉(zhuǎn)矩，這種沖擊不但會對驅(qū)動電動機產(chǎn)生沖擊，而且也會使用機械裝置受損；還會影響接在同一電網(wǎng)上其他電氣設(shè)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)，更能保證電動機可靠起動，又能降低起動沖擊 ，因此隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，智能型軟起動器將會得到更廣泛的應(yīng)用。 電動機直接起動的危害性

2、及軟起動好處:引起電網(wǎng)電壓波動，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的運行 交流電動機在全壓直接起動時，起動電流會達到額定電 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(wǎng)電壓的急劇下 降，影響同電網(wǎng)其它設(shè)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(wǎng)電壓 波動率一 般 在10%以內(nèi)，對其它設(shè)備的影響非常小。 對電網(wǎng)的影響對電網(wǎng)的影響主要表現(xiàn)在兩個方面： 超大型電機直接起動的大電流對電網(wǎng)的沖擊幾乎類 似于三相短路 對電網(wǎng)的沖擊，常常會引發(fā)功率振蕩， 使電網(wǎng)失去穩(wěn)定。 起動電流中含有大量的高次諧波，會與電網(wǎng)電路參數(shù) 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

3、動時起動電流大幅度降低，以上影響可完全免除。傷害電機絕緣，降低電機壽命 大電流產(chǎn)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(chǎn)生的機械力使導線相互摩擦，降低絕緣壽命。 高壓開關(guān)合閘時觸頭的抖動現(xiàn)象會在電機定子繞組上 產(chǎn)生操作過電壓，有時會達到外加電壓的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(diào)，可完全免除過電壓傷害。 電動力對電機的傷害 大電流在電機定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)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

4、時，由于最大電流小，則沖擊力大大減輕。對機械設(shè)備的傷害 全壓直接起動時的起動轉(zhuǎn)矩大約為額定轉(zhuǎn)矩的2倍，這么大的力矩突然加在靜止的機械設(shè)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、加速風葉疲勞甚至折斷風葉等等。 軟起動的轉(zhuǎn)矩不會超過額定轉(zhuǎn)矩，上述弊端可以完全克服。 軟啟動工作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(shù)和啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，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(zhuǎn)矩來實現(xiàn)電動機的軟起。軟啟動的限流特性可有效限制沖擊電流，避免不必要的沖擊力矩以及對配電網(wǎng)絡(luò)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，

5、可有效控制電動機的溫升，大大延長電動機的壽命。軟啟動原理：在三相電源與電機間串入三相并聯(lián)晶閘管，利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(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓。此外軟啟動器還可以實現(xiàn)軟停車，停車時先切斷旁路接觸器，然后由軟啟動器內(nèi)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(zhuǎn)速由大逐漸減小到零，停車過程完成。 軟啟動典型控制圖 軟啟

6、動器接線圖 軟啟動的特點:（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至設(shè)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(jù)負載情況及電網(wǎng)繼電保護特性選擇，可 自由地無級調(diào)整至最佳的起動電流。 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(yīng)力，延長電動機及相關(guān)設(shè)備的使用壽命。 (3) 起動參數(shù)可按負載調(diào)整，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(shè)備。 (5) 特有外控端子，可方便實現(xiàn)異地控制或自動控制。 (6)

7、 全數(shù)字開放式用戶操作顯示鍵盤，操作設(shè)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(guān)無級調(diào)壓，調(diào)壓范圍寬，過載能 力強。 (9) 產(chǎn)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。 軟啟動的起動方式：（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(shè)定的值后保持恒定（t1至t2階段），直

8、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(diào)整晶閘管導通角，使之與時間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點是，由于不限流，在電機起動過程中，有時要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對電網(wǎng)影響較大，實際很少應(yīng)用。（3）轉(zhuǎn)矩控制起動。它是將電動機的起動轉(zhuǎn)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。同時降低電機起動時對電網(wǎng)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(zhuǎn)矩加突跳控制起動,。它與轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩克服電機靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，縮短起動時間。但是，

9、突跳會給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其它負荷，應(yīng)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(zhuǎn)矩，盡可能的縮短了起動時間，是最優(yōu)的輕載軟起動方式。軟啟動具有的保護：12種保護功能：外部故障輸入保護(瞬停端子、用于外加專用保護裝置，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(shù)設(shè)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

10、：滯后時間:3秒軟啟動具有的保護：輸出缺相保護：滯后時間: 3秒三相不平衡保護：滯后時間: 3秒，以各相電流偏差大 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。軟啟動具有的保護：電源電壓過低保護：滯后時間: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(shè)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(shè)定值時保 護動作，時間3秒。負載短路保護，滯后時間: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。

11、軟啟動器的應(yīng)用： 按電機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(shè)備：如港口皮帶輸送機、煤礦皮帶輸送機、水泥皮帶傳送設(shè)備、電動扶梯、不帶變頻器的升降電梯、軋鋼設(shè)備、各類工業(yè)輸送機械等 .變負載設(shè)備如:中央空調(diào)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(shè)備、農(nóng)用設(shè)備、紡織機械、造紙設(shè)備、工業(yè)機械、食品及其它重工業(yè)機械。 利用軟啟動特性設(shè)備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(diào)節(jié)使相電

12、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(chǎn)生地系統(tǒng)喘振現(xiàn)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(xiàn)加速過程最有效控制，提高生產(chǎn)率并減少產(chǎn)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(xiàn)平滑起動，避免產(chǎn)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(zhuǎn)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，不需要變頻器驅(qū)動 軟啟動的應(yīng)用：軟啟動器還可以內(nèi)置一拖多專用程序控制器選件，裝于軟起動器內(nèi)部，實現(xiàn)時間控制、聯(lián)鎖、互

13、鎖功能，可控制多臺電機的分別起動送上電網(wǎng)運行。電機可不分先后，任意起動，自動避免二臺以上電機同時起動。一臺電機起動后延時時間沒到，其他電機也不能起動。？可用可用低壓軟起動器常見的故障： 1、上電后不顯示 a-檢查控制電源是否接入。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(yīng)。 出現(xiàn)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(yīng)為先送主電源，后送控制電源）。b-電源缺相或者三相電末上，軟起動器保護動作（檢查電源）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

14、問題更換控制板3、起動完畢，旁路接觸器不吸合現(xiàn)象。故障原因可能是：a-在起動過程中，保護裝置因整定偏小出現(xiàn)誤動作。（將保護裝置重新整定即可）b-在調(diào)試時，軟起動器的參數(shù)設(shè)置不合理。（主要針對的是55KW以下的軟起動器，對軟起動器的參數(shù)重新設(shè)置）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(xiàn)跳空氣開關(guān)的現(xiàn)象。故障原因有：a-空氣開關(guān)長延時的整定值過小或者是空氣開關(guān)選型和電機不配。（空氣開關(guān)的參數(shù)適量放大或者空氣開關(guān)重新選型）b-軟起動器的起始電壓參數(shù)設(shè)置過高或者起動時間過長。（根據(jù)負載情況將起始電壓適當調(diào)小或者起動時間適當縮短。）c-

15、在起動過程中因電網(wǎng)電壓波動比較大，易引起軟起動器發(fā)出錯誤指令。出現(xiàn)提前旁路現(xiàn)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(shè)置有問題.5、軟起動器出現(xiàn)顯示屏無顯示或者是出現(xiàn)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(chǎn)生的震動使軟起動器內(nèi)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,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(yīng)。故障原因可能為：a-電機缺相（檢查電機和外圍電路）b-軟起動器內(nèi)主元件

16、可控硅短路（檢查電機以及電網(wǎng)電壓是否有異常。和廠家聯(lián)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7、軟起動器在起動負載時，出現(xiàn)起動超時現(xiàn)象。軟起動器停止工作， 電機自由停車。故障原因有：a-參數(shù)設(shè)置不合理（重新整定參數(shù)，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(yīng)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(xiàn)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(wǎng)電壓不穩(wěn)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(shù)設(shè)置不合理。（重新整定參數(shù)）9、軟起動

17、器出現(xiàn)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(xiàn)重復起動（檢查外圍元件和線路）b-中間繼電器出現(xiàn)有問題不能正常吸合c-控制板問題更換控制板.10、短路：a-檢查電機聯(lián)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，高溫將可控硅損壞（控制起動次數(shù)）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(shù)是否正確。 2.檢查軟起動器功率是否正確12、軟起不旁路，運行燈已亮：a 用萬用表的電壓檔量一下控制板的旁路輸出觸點。在起動時，旁路輸出觸點有220V 或380V。起動完成以后這一點電壓變成0。如果有以上變化則說明故障在外接電路。b 旁路中間繼電器不工作。c 交流接觸線圈電壓等級不對。d 交流接觸損壞。e 外部接線松動。f 控制板有問題。13、起動超時a 檢查參數(shù)是否設(shè)置正確。b 查看屏幕上的變流有沒有明顯的變化。如果電流一直在一個固定值，說明為電流采樣有問題。這一部分有2種情況：一是電流互感器到控制板的線或是水泥電阻在運輸過