軟啟動基本知識

1、軟啟動基本知識1.軟起動器是一種集軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。軟起動器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器是用于需要調(diào)速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率；軟起動器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電機(jī)起動時(shí)，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動器功能，但它的價(jià)格比軟起動器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。2.什么是電動機(jī)的軟起動？有哪幾種起動方式？運(yùn)用串

2、接于電源與被控電機(jī)之間的軟起動器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟起動，在軟起動過程中，電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟起動一般有下面幾種起動方式。（1）斜坡升壓軟起動。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(dǎo)通角，使之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點(diǎn)是，由于不限流，在電機(jī)起動過程中，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(yīng)用。（2）斜坡恒流軟起動。這種起動方式是在電動機(jī)起動的初始階段起動電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定（t1至t2階段），直至起動完畢。起動過程

3、中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大，則起動轉(zhuǎn)矩大，起動時(shí)間短。 該起動方式是應(yīng)用最多的起動方式，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動。（3）階躍起動。開機(jī)，即以最短時(shí)間，使起動電流迅速達(dá)到設(shè)定值，即為階躍起動。通過調(diào)節(jié)起動電流設(shè)定值，可以達(dá)到快速起動效果。（4）脈沖沖擊起動。在起動開始階段，讓晶閘管在級短時(shí)間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時(shí)間后回落，再按原設(shè)定值線性上升，連入恒流起動。 該起動方法，在一般負(fù)載中較少應(yīng)用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。3.軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處在哪里？ 籠型電機(jī)傳統(tǒng)的減壓起動方式有Y-q 起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。

4、這些起動方式都屬于有級減壓起動，存在明顯缺點(diǎn)，即起動過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處是：（1）無沖擊電流。軟起動器在起動電機(jī)時(shí)，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)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(jī)在起動過程中保持恒流，確保電機(jī)平穩(wěn)起動。（3）根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的起動電流。4.什么是電動機(jī)的軟停車？ 電機(jī)停機(jī)時(shí)，傳統(tǒng)的控制方式都是通過瞬間停電完成的。但有許多應(yīng)用場合，不允許電機(jī)瞬間關(guān)機(jī)。例如：高層建筑、大樓的水泵系統(tǒng)，如果瞬間停機(jī)，會產(chǎn)生巨大的“水錘”效應(yīng)，使管道，甚至水泵遭到損壞。為

5、減少和防止“水錘”效應(yīng)，需要電機(jī)逐漸停機(jī)，即軟停車，采用軟起動器能滿足這一要求。在泵站中，應(yīng)用軟停車技術(shù)可避免泵站的“拍門”損壞，減少維修費(fèi)用和維修工作量。 軟起動器中的軟停車功能是，晶閘管在得到停機(jī)指令后，從全導(dǎo)通逐漸地減小導(dǎo)通角，經(jīng)過一定時(shí)間過渡到全關(guān)閉的過程。停車的時(shí)間根據(jù)實(shí)際需要可在0 120s調(diào)整。5.軟起動器是如何實(shí)現(xiàn)輕載節(jié)能的？ 籠型異步電機(jī)是感性負(fù)載，在運(yùn)行中，定子線圈繞組中的電流滯后于電壓。如電機(jī)工作電壓不變，處于輕載時(shí)，功率因數(shù)低，處于重載時(shí)，功率因數(shù)高。軟起動器能實(shí)現(xiàn)在輕載時(shí)，通過降低電機(jī)端電壓，提高功率因數(shù)，減少電機(jī)的銅耗、鐵耗，達(dá)到輕載節(jié)能的目的；負(fù)載重時(shí)，則提高電機(jī)

6、端電壓，確保電機(jī)正常運(yùn)行。6.軟起動器具有哪些保護(hù)功能？（1）過載保護(hù)功能：軟起動器引進(jìn)了電流控制環(huán)，因而隨時(shí)跟蹤檢測電機(jī)電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時(shí)限控制模式，實(shí)現(xiàn)了過載保護(hù)功能，使電機(jī)過載時(shí)，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報(bào)警信號。（2）缺相保護(hù)功能：工作時(shí)，軟起動器隨時(shí)檢測三相線電流的變化，一旦發(fā)生斷流，即可作出缺相保護(hù)反應(yīng)。（3）過熱保護(hù)功能：通過軟起動器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報(bào)警信號。（4）其它功能：通過電子電路的組合，還可在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護(hù)。7.什么是軟起動MCC控制柜？MCC（Motor Control C

7、enter）控制柜，即電動機(jī)控制中心。軟起動MCC控制柜由以下幾部分組成：（1）輸入端的斷路器，（2）軟起動器（包括電子控制電路與三相晶閘管），（3）軟起動器的旁路接觸器，（4）二次側(cè)控制電路（完成手動起動、遙控起動、軟起動及直接起動等功能的選擇與運(yùn)行），有電壓、電流顯示和故障、運(yùn)行、工作狀態(tài)等指示燈顯示。8.有的軟起動器為什么裝有旁路接觸器？大多數(shù)軟起動器在晶閘管兩側(cè)有旁路接觸器觸頭，其優(yōu)點(diǎn)是：（1）控制柜具有了兩種起動方式（直接起動、軟起動）。（2）軟起動結(jié)束，旁路接觸器閉合，使軟起動器退出運(yùn)行，直至停車時(shí)，再次投入，這樣即延長了軟起動器的壽命，又使電網(wǎng)避免了諧波污染，還可減少軟起動器中的

8、晶閘管發(fā)熱損耗。9.軟起動MCC控制柜有哪些擴(kuò)展功能？將軟起動MCC控制柜進(jìn)一步加以組合，可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)合功能。例如：將兩臺控制柜加上控制邏輯，可以組成“一用一備方案”，用于大樓的消防系統(tǒng)與噴淋泵、生活泵等系統(tǒng)。如果配上PC（可編程序控制器），則可以實(shí)現(xiàn)消防泵定時(shí)（如半個(gè)月）自動檢測，定時(shí)自動關(guān)閉；加上相應(yīng)的控制邏輯，則可以對消防泵及各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常實(shí)施平時(shí)檢測時(shí)，定時(shí)低速低水壓（不出水）運(yùn)行；在滅火時(shí)，則實(shí)施全速滿載運(yùn)行。將若干臺電機(jī)加上控制邏輯組合，可以組成生活泵系統(tǒng)或其它專用系統(tǒng)，按需要量逐次打開各臺電機(jī)，也可逐次減少電機(jī)，實(shí)現(xiàn)最佳效率運(yùn)行。還可以根據(jù)客戶要求，實(shí)現(xiàn)多臺電機(jī)每次自動轉(zhuǎn)

9、換運(yùn)行，使各臺電機(jī)都處于同等的運(yùn)行壽命期。10.軟起動器適用于哪些場合？原則上，籠型異步電動機(jī)凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合都可適用。目前的應(yīng)用范圍是交流380V（也可660V），電機(jī)功率從幾千瓦到800kW。 軟起動器特別適用于各種泵類負(fù)載或風(fēng)機(jī)類負(fù)載，需要軟起動與軟停車的場合。 同樣對于變負(fù)載工況、電動機(jī)長期處于輕載運(yùn)行，只有短時(shí)或瞬間處于重載場合，應(yīng)用軟起動器（不帶旁路接觸器）則具有輕載節(jié)能的效果。 變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。其中控制電路完成對主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾

10、波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。1. 整流器 ，它與單相或三相交流電源相連接，產(chǎn)生脈動的直流電壓。2. 中間電路，有以下三種作用：a. 使脈動的直流電壓變得穩(wěn)定或平滑，供逆變器使用。b. 通過開關(guān)電源為各個(gè)控制線路供電。c. 可以配置濾波或制動裝置以提高變頻器性能。3. 逆變器 ，將固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓。4. 控制電路 ，它將信號傳送給整流器、中間電路和逆變器，同時(shí)它也接收來自這些部分的信號。其主要組成部分是：輸出驅(qū)動電路、操作控制電路。主要功能是：a. 利用信號

11、來開關(guān)逆變器的半導(dǎo)體器件。b. 提供操作變頻器的各種控制信號。c. 監(jiān)視變頻器的工作狀態(tài)，提供保護(hù)功能。 在現(xiàn)場對變頻器以及周邊控制裝置的進(jìn)行操作的人員，如果對一些常見的故障情況能作出判斷和處理，就能大大提高工作效率，并且避免一些不必要的損失。為此，我們總結(jié)了一些變頻器的基本故障，供大家作參考。以下檢測過程無需打開變頻器機(jī)殼，僅僅在外部對一些常見現(xiàn)象進(jìn)行檢測和判斷。1.上電跳閘或變頻器主電源接線端子部分出現(xiàn)火花。檢測辦法和判斷 ：斷開電源線，檢查變頻器輸入端子是否短路，檢查變頻器中間電路直流側(cè)端子P、N是否短路?？赡茉蚴钦髌鲹p壞或中間電路短路。2.上電無顯示檢測辦法和判斷 ：斷開電源線，檢

12、查電源是否是否有缺相或斷路情況，如果電源正常則再次上電后則檢查檢查變頻器中間電路直流側(cè)端子P、N是否有電壓，如果上述檢查正常則判斷變頻器內(nèi)部開關(guān)電源損壞。3.開機(jī)運(yùn)行無輸出（電動機(jī)不啟動）檢測辦法和判斷 ：斷開輸出電機(jī)線，再次開機(jī)后觀察變頻器面板顯示的輸入頻率，同時(shí)測量交流輸出端子?？赡茉蚴亲冾l器啟動參數(shù)設(shè)置或運(yùn)行端子接線錯誤、也可能是逆變部分損壞或電動機(jī)沒有正確鏈接到變頻器。4.運(yùn)行時(shí)“過電壓”保護(hù)，變頻器停止輸出檢測辦法和判斷 ：檢查電網(wǎng)電壓是否過高，或者是電機(jī)負(fù)載慣性太大并且加減速時(shí)間太短導(dǎo)致的制動問題，請參考第8條。5.運(yùn)行時(shí)“過電流”保護(hù)，變頻器停止輸出檢測辦法和判斷 ：電機(jī)堵轉(zhuǎn)或

13、負(fù)載過大?？梢詸z查負(fù)載情況或適當(dāng)調(diào)整變頻器參數(shù)。如無法奏效則說明逆變器部分出現(xiàn)老化或損壞。6.運(yùn)行時(shí)“過熱”保護(hù)，變頻器停止輸出檢測辦法和判斷 ：視各品牌型號的變頻器配置不同，可能是環(huán)境溫度過高超過了變頻器允許限額，檢查散熱風(fēng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)或是電動機(jī)過熱導(dǎo)致保護(hù)關(guān)閉。7.運(yùn)行時(shí)“接地”保護(hù)，變頻器停止輸出檢測辦法和判斷 ：參考操作手冊，檢查變頻器及電機(jī)是否可靠接地，或者測量電機(jī)的絕緣度是否正常。8.制動問題（過電壓保護(hù)）檢測辦法和判斷 ：如果電機(jī)負(fù)載確實(shí)過大并需要在短時(shí)間內(nèi)停車，則需購買帶有制動單元的變頻器并配置相當(dāng)功率的制動電阻。如果已經(jīng)配置了制動功能，則可能是制動電阻損壞或制動單元檢測失效。9

14、.變頻器內(nèi)部發(fā)出腐臭般的異味檢測辦法和判斷 ：切勿開機(jī)，很可能是變頻器內(nèi)部主濾波電容有破損漏液現(xiàn)象。10.如判斷出變頻器部件損壞，則聯(lián)系供應(yīng)商或送交專業(yè)維修中心處理。變頻器故障分析 目前人們所說的交流調(diào)速系統(tǒng)，主要指電子式電力變換器對交流電動機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)。變頻調(diào)速系統(tǒng)以其優(yōu)越于直流傳動的特點(diǎn)，在很多場合中都被作為首選的傳動方案，現(xiàn)代變頻調(diào)速基本都采用16位或32位單片機(jī)作為控制核心，從而實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制，調(diào)速性能與直流調(diào)速基本相近，但使用變頻器時(shí)，其維護(hù)工作要比直流復(fù)雜，一旦發(fā)生故障，企業(yè)的普通電氣人員就很難處理，這里就變頻器常見的故障分析一下故障產(chǎn)生的原因及處理方法。一、參數(shù)設(shè)置類故障

15、常用變頻器在使用中，是否能滿足傳動系統(tǒng)的要求，變頻器的參數(shù)設(shè)置非常重要，如果參數(shù)設(shè)置不正確，會導(dǎo)致變頻器不能正常工作。1、參數(shù)設(shè)置 常用變頻器，一般出廠時(shí)，廠家對每一個(gè)參數(shù)都有一個(gè)默認(rèn)值，這些參數(shù)叫工廠值。在這些參數(shù)值的情況下，用戶能以面板操作方式正常運(yùn)行的，但以面板操作并不滿足大多數(shù)傳動系統(tǒng)的要求。所以，用戶在正確使用變頻器之前，要對變頻器參數(shù)時(shí)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：（1）確認(rèn)電機(jī)參數(shù)，變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。（2）變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜

16、態(tài)或動態(tài)辨識。（3）設(shè)定變頻器的啟動方式，一般變頻器在出廠時(shí)設(shè)定從面板啟動，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況選擇啟動方式，可以用面板、外部端子、通訊方式等幾種。（4）給定信號的選擇，一般變頻器的頻率給定也可以有多種方式，面板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通訊方式給定，當(dāng)然對于變頻器的頻率給定也可以是這幾種方式的一種或幾種方式之和。正確設(shè)置以上參數(shù)之后，變頻器基本上能正常工作，如要獲得更好的控制效果則只能根據(jù)實(shí)際情況修改相關(guān)參數(shù)。2、參數(shù)設(shè)置類故障的處理 一旦發(fā)生了參數(shù)設(shè)置類故障后，變頻器都不能正常運(yùn)行，一般可根據(jù)說明書進(jìn)行修改參數(shù)。如果以上不行，最好是能夠把所有參數(shù)恢復(fù)出廠值，然后按上述步驟重新設(shè)置

17、，對于每一個(gè)公司的變頻器其參數(shù)恢復(fù)方式也不相同。二、過壓類故障 變頻器的過電壓集中表現(xiàn)在直流母線的支流電壓上。正常情況下，變頻器直流電為三相全波整流后的平均值。若以380V線電壓計(jì)算，則平均直流電壓Ud= 1.35 U線513V。在過電壓發(fā)生時(shí)，直流母線的儲能電容將被充電，當(dāng)電壓上至760V左右時(shí)，變頻器過電壓保護(hù)動作。因此，變頻器來說，都有一個(gè)正常的工作電壓范圍，當(dāng)電壓超過這個(gè)范圍時(shí)很可能損壞變頻器，常見的過電壓有兩類。1、輸入交流電源過壓 這種情況是指輸入電壓超過正常范圍，一般發(fā)生在節(jié)假日負(fù)載較輕，電壓升高或降低而線路出現(xiàn)故障，此時(shí)最好斷開電源，檢查、處理。2、發(fā)電類過電壓 這種情況出現(xiàn)的

18、概率較高，主要是電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速比實(shí)際轉(zhuǎn)速還高，使電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器又沒有安裝制動單元，有兩起情況可以引起這一故障。（1）當(dāng)變頻器拖動大慣性負(fù)載時(shí)，其減速時(shí)間設(shè)的比較小，在減速過程中，變頻器輸出的速度比較快，而負(fù)載靠本身阻力減速比較慢，使負(fù)載拖動電動機(jī)的轉(zhuǎn)速比變頻器輸出的頻率所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速還要高，電動機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器沒有能量回饋單元，因而變頻器支流直流回路電壓升高，超出保護(hù)值，出現(xiàn)故障，而紙機(jī)中經(jīng)常發(fā)生在干燥部分，處理這種故障可以增加再生制動單元，或者修改變頻器參數(shù)，把變頻器減速時(shí)間設(shè)的長一些。增加再生制動單元功能包括能量消耗型，并聯(lián)直流母線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動電阻，通過檢測直流母線電壓來控制功率管的通斷。并聯(lián)直流母線吸收型使用在多電機(jī)傳動系統(tǒng)，這種系統(tǒng)往往有一臺或幾臺電機(jī)經(jīng)常工作于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生再生能量，這些能量通過并聯(lián)母線被處于電動狀態(tài)