軟啟動器工作原理及應用

軟啟動器工作原理及應用軟啟動的必然性：

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），將會產生高達電機額定電流5－7倍的浪涌（沖擊）電流，使得供電系統(tǒng)和串聯(lián)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。

電動機直接起動的危害性及軟起動好處:

⒈

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，起動電流會達到額定電

流的4~7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2~3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。

⒉

對電網的影響

對電網的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：

①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。

②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。

⒊

傷害電機絕緣，降低電機壽命

①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。

②大電流產生的機械力使導線相互摩擦，降低絕緣壽命。

③高壓開關合閘時觸頭的抖動現(xiàn)象會在電機定子繞組上

產生操作過電壓，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，可完全免除過電壓傷害。

⒋

電動力對電機的傷害

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。

⒌

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。

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(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。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(xiàn)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。軟啟動典型控制圖

軟啟動器接線圖

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。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)起動參數可按負載調整，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，保護設備。

(5)特有外控端子，可方便實現(xiàn)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。

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電流使晶閘管損壞，對電網影響較大，實際很少應用。（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。

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?！?/p>

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?！?/p>

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?！?/p>

輸入缺相保護：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?！?/p>

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。軟啟動器的應用：

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。

利用軟啟動特性設備簡介空氣壓縮機－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(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(xiàn)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