軟啟動(dòng)器

 

原則上，籠型異步電動(dòng)機凡不需要調速的各種應用場(chǎng)合都可適用。

 

目前的應用范圍是交流380V（也可660V/1140V），電機功率從幾千瓦到800KW。

 

軟啟動(dòng)器特別適用于各種泵類(lèi)負載或風(fēng)機類(lèi)負載，需要軟起動(dòng)與軟停車(chē)的場(chǎng)合。

 

同樣對于變負載工況、電動(dòng)機長(cháng)期處于輕載運行，只有短時(shí)或瞬間處于重載場(chǎng)合，應用軟起動(dòng)器（不帶旁路接觸器）則具有輕載節能的效果。

 

電機軟啟動(dòng)器一般以大功率雙向晶閘管構成三相交流調壓電路，以微處理器及信號采集、保護環(huán)節構成控制器，通過(guò)控制晶閘管的觸發(fā)角，調節晶閘管調壓電路的輸出電壓，實(shí)現電動(dòng)機的無(wú)觸點(diǎn)降壓軟啟動(dòng)、軟停車(chē)和空載、輕載的節能及保護功能。為此，通過(guò)對軟啟動(dòng)方式與傳統的啟動(dòng)方式進(jìn)行比較，來(lái)分析軟啟動(dòng)器的特性。

 

軟啟動(dòng)和一般降壓?jiǎn)?dòng)的區別

 

在電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)，降低加到電動(dòng)機定子繞組的電壓可以減小電動(dòng)機的啟動(dòng)電流。一般降壓?jiǎn)?dòng)是指電動(dòng)機在啟動(dòng)過(guò)程中加在電動(dòng)機定子繞組的電壓變化是瞬間突變的，主要有“Y—△”降壓?jiǎn)?dòng)和自藕變壓器降壓?jiǎn)?dòng)等;而軟啟動(dòng)是使用調壓裝置在規定的啟動(dòng)時(shí)間內，自動(dòng)地將啟動(dòng)電壓連續、平滑地上升，直到達到額定電壓。

若采用一般降壓?jiǎn)?dòng)，則啟動(dòng)過(guò)程是跳躍的、不平滑的，所以又叫作硬啟動(dòng)，對生產(chǎn)工藝要求穩啟動(dòng)的場(chǎng)合不宜采用。而軟啟動(dòng)從初始電壓開(kāi)始電壓連續平穩地增大，在啟動(dòng)過(guò)程中電動(dòng)機的轉矩是平滑的而不是跳躍的，啟動(dòng)過(guò)程是平穩的，所以叫軟啟動(dòng)。

 

軟啟動(dòng)器工作原理是當電機啟動(dòng)時(shí)，由電子電路控制晶閘管的導通角使電機的端電壓以設定的速度逐漸升高，一直升到全電壓，使電機實(shí)現無(wú)沖擊啟動(dòng)到控制電動(dòng)機軟啟動(dòng)的過(guò)程。當電動(dòng)機啟動(dòng)完成并達到額定電壓時(shí)，使三相旁路接觸器閉合，電動(dòng)機直接投入電網(wǎng)運行。

 

如果是輕載，則在正常運行時(shí)，也保持所需的較低端電壓，使電機的功率因數升高，效率增大。在電機停機時(shí)，也通過(guò)控制晶閘管的導通角，使電機端電壓慢慢降低至0，從而實(shí)現軟停機。

 

軟啟動(dòng)的特性

 

(1) 啟動(dòng)電流以一定的斜率上升至設定值，對電網(wǎng)無(wú)沖擊。

 

(2) 啟動(dòng)過(guò)程中引入電流負反饋，啟動(dòng)電流上升至設定值后，使電機啟動(dòng)平穩。

 

(3) 不受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響。由于軟啟動(dòng)以電流為設定值，電網(wǎng)電壓上下波動(dòng)時(shí)，通過(guò)增減晶閘管的導通角，調節電機的端電壓，仍可維持啟動(dòng)電流恒值，保證電機正常啟動(dòng)。

 

(4) 針對不同負載對電機的要求，可以無(wú)級調整啟動(dòng)電流設定值，改變電機啟動(dòng)時(shí)間，實(shí)現最佳啟動(dòng)時(shí)間控制。

 

電機各種啟動(dòng)方式的對比

 

因異步電動(dòng)機具有結構簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低廉、運行可靠、維修方便、運行效率較高及工作特性好等優(yōu)點(diǎn)，在電力拖動(dòng)平臺上廣泛使用。但是，它有啟動(dòng)電流大的缺點(diǎn)(一般啟動(dòng)電流為額定電流的4～7 倍，部分國產(chǎn)電動(dòng)機的啟動(dòng)電流經(jīng)過(guò)實(shí)際測量高達額定電流的8～12 倍)。

過(guò)大的啟動(dòng)電流對電動(dòng)機本身和電網(wǎng)以及其他電氣設備的正常運行會(huì )造成不利影響，會(huì )在電動(dòng)機軸上產(chǎn)生瞬時(shí)的過(guò)大轉矩(可達電機滿(mǎn)載轉矩的1.6～2.0 倍)，扭曲電機軸、破壞鍵槽、損壞和軸聯(lián)接的其他設備，使電機發(fā)熱影響其壽命，供電線(xiàn)路電壓損失增大，可能使并聯(lián)于同一供電線(xiàn)路上的其他電氣設備的正常運行遭到破壞。

 

國家有關(guān)部門(mén)早有明確規定，電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)電壓降不能超過(guò)15%。對于容量較大的電動(dòng)機，應采取措施降低電動(dòng)機的啟動(dòng)電流。通常異步電動(dòng)機總是在全電壓下運行。電動(dòng)機從空載到滿(mǎn)載，磁場(chǎng)幾乎不變。因此，磁化電流在所有負載下近似地相同。

 

通過(guò)比較異步電動(dòng)機的各種啟動(dòng)方式：

 

當電機全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，對電網(wǎng)的沖擊最大，沖擊時(shí)間也最長(cháng);而通常使用的降壓?jiǎn)?dòng)也就是硬啟動(dòng)，對電網(wǎng)的沖擊雖比較小，但是由于涉及到一個(gè)線(xiàn)圈電壓切換過(guò)程，所以出現二次沖擊的不利環(huán)節;

 

軟啟動(dòng)由于在啟動(dòng)前設定了一個(gè)不對電網(wǎng)產(chǎn)生影響的啟動(dòng)電流，電流是緩慢增大至設定電流，故無(wú)沖擊電流，對電網(wǎng)的影響最小，并且能消除啟動(dòng)力矩的沖擊。

 

 

運用串接于電源與被控電機之間的軟起動(dòng)器，控制其內部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數關(guān)系逐漸上上升，直至起動(dòng)結束，賦予電機全電壓，即為軟起動(dòng)。根據不同行業(yè)的需求不同，對軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)方式也有不同的要求，一般有以下幾種方式：

 

1、斜坡升壓軟起動(dòng)

 

這種起動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調整晶閘管導通角，使之與時(shí)間成一定函數關(guān)系增加。其缺點(diǎn)是，由于不限流，在電機起動(dòng)過(guò)程中，有時(shí)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(shí)際很少應用。

 

2、階躍起動(dòng)

 

開(kāi)機，即以最短時(shí)間，使起動(dòng)電流迅速達到設定值，即為階躍起動(dòng)。通過(guò)調節起動(dòng)電流設定值，可以達到快速起動(dòng)效果。

 

3、斜坡恒流軟起動(dòng)

 

這種起動(dòng)方式是在電動(dòng)機起動(dòng)的初始階段起動(dòng)電流逐漸增加，當電流達到預先所設定的值后保持恒定，直至起動(dòng)完畢。該起動(dòng)方式是應用最多的起動(dòng)方式，尤其適用于風(fēng)機、泵類(lèi)負載的起動(dòng)。

 

4、脈沖沖擊起動(dòng)

 

在起動(dòng)開(kāi)始階段，讓晶閘管在極短時(shí)間內，以較大電流導通一段時(shí)間后回落，再按原設定值線(xiàn)性上升，連入恒流起動(dòng)。該起動(dòng)方法，在一般負載中較少應用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動(dòng)場(chǎng)合。

 

5、電壓雙斜坡起動(dòng)

 

在起動(dòng)過(guò)程中，電機的輸出力矩隨電壓增加，在起動(dòng)時(shí)提供一個(gè)初始的起動(dòng)電壓Us，Us根據負載可調，將Us調到大于負載靜磨擦力矩，當輸出電壓達到達速電壓Ur時(shí)，電機也基本達到額定轉速。軟起動(dòng)器在起動(dòng)過(guò)程中自動(dòng)檢測達速電壓，當電機達到額定轉速時(shí)，使輸出電壓達到額定電壓。

 

6、限流起動(dòng)

 

限流起動(dòng)就是電機的起動(dòng)過(guò)程中限制其起動(dòng)電流不超過(guò)某一設定值的軟起動(dòng)方式。輸出電壓從零開(kāi)始迅速增長(cháng)，直到輸出電流達到預先設定的電流限值Im，然后保持輸出電流I這種起動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流小，且可按需要調整。

 

 

啟動(dòng)器（軟起動(dòng)器）是一種集電機軟起動(dòng)、軟停車(chē)、輕載節能和多種保護功能于一體的電機控制裝置。軟啟動(dòng)器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調壓器，將其接入電源和電動(dòng)機定子之間。

 

這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機時(shí)， 晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動(dòng)機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動(dòng)機工作在額定電壓的機械特性上，實(shí)現平滑啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，避免啟動(dòng)過(guò)流跳閘。

 

待電 機達到額定轉數時(shí)，啟動(dòng)過(guò)程結束，軟啟動(dòng)器自動(dòng)用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動(dòng)機正常運轉提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長(cháng)軟啟動(dòng)器 的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。

 

 

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問(wèn)題，請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。

 

推薦閱讀：