軟啟動(dòng)器工作原理及應(yīng)用

軟啟動(dòng)器工作原理及應(yīng)用軟啟動(dòng)的必然性：

在工程中最常用的就是三相異步電機(jī)，由于其電機(jī)啟動(dòng)特性，這些電動(dòng)機(jī)直接連接供電系統(tǒng)啟動(dòng)（硬啟動(dòng)），將會(huì)產(chǎn)生高達(dá)電機(jī)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(kāi)關(guān)設(shè)備過(guò)載。另一方面，直接啟動(dòng)，也會(huì)產(chǎn)生較高的峰值轉(zhuǎn)矩，這種沖擊不但會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生沖擊，而且也會(huì)使用機(jī)械裝置受損；還會(huì)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(dòng)機(jī)電子軟啟動(dòng)器的誕生解決了這個(gè)問(wèn)題。它既能改變電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性保護(hù)拖動(dòng)系統(tǒng)，更能保證電動(dòng)機(jī)可靠起動(dòng)，又能降低起動(dòng)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(dòng)器將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)的危害性及軟起動(dòng)好處:

⒈

引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的運(yùn)行

交流電動(dòng)機(jī)在全壓直接起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流會(huì)達(dá)到額定電

流的4~7倍，當(dāng)電機(jī)的容量相對(duì)較大時(shí)，該起動(dòng)電流會(huì)

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(yùn)行。

軟起動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電流一般為額定電流的2~3倍，電網(wǎng)電壓

波動(dòng)率一般在10%以?xún)?nèi)，對(duì)其它設(shè)備的影響非常小。

⒉

對(duì)電網(wǎng)的影響

對(duì)電網(wǎng)的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：

①超大型電機(jī)直接起動(dòng)的大電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊幾乎類(lèi)似于三相短路對(duì)電網(wǎng)的沖擊，常常會(huì)引發(fā)功率振蕩，

使電網(wǎng)失去穩(wěn)定。

②起動(dòng)電流中含有大量的高次諧波，會(huì)與電網(wǎng)電路參數(shù)

引起高頻諧振，造成繼電保護(hù)誤動(dòng)作、自動(dòng)控制失靈

等故障。

軟起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流大幅度降低，以上影響可完全免除。

⒊

傷害電機(jī)絕緣，降低電機(jī)壽命

①大電流產(chǎn)生的熱量反復(fù)作用于導(dǎo)線外絕緣，使絕緣

加速老化、壽命降低。

②大電流產(chǎn)生的機(jī)械力使導(dǎo)線相互摩擦，降低絕緣壽命。

③高壓開(kāi)關(guān)合閘時(shí)觸頭的抖動(dòng)現(xiàn)象會(huì)在電機(jī)定子繞組上

產(chǎn)生操作過(guò)電壓，有時(shí)會(huì)達(dá)到外加電壓的5倍以上，這

樣,高的過(guò)電壓會(huì)對(duì)電機(jī)絕緣造成極大傷害。

軟起動(dòng)時(shí)，最大電流降低一半左右，瞬間發(fā)熱量?jī)H為

直起的1/4左右，絕緣壽命會(huì)大大延長(zhǎng)；軟起時(shí)電機(jī)端

電壓可以從零起調(diào)，可完全免除過(guò)電壓傷害。

⒋

電動(dòng)力對(duì)電機(jī)的傷害

大電流在電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的沖擊力，會(huì)造成夾緊松動(dòng)、線圈變形、鼠籠條斷裂等故障。軟起動(dòng)時(shí)，由于最大電流小，則沖擊力大大減輕。

⒌

對(duì)機(jī)械設(shè)備的傷害

全壓直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)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(jī)械設(shè)備上，會(huì)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(fēng)葉疲勞甚至折斷風(fēng)葉等等。

軟起動(dòng)的轉(zhuǎn)矩不會(huì)超過(guò)額定轉(zhuǎn)矩，上述弊端可以完全克服。

軟啟動(dòng)工作原理及運(yùn)行特點(diǎn)異步電機(jī)啟動(dòng)性能主要兩個(gè)指標(biāo)，啟動(dòng)電流倍數(shù)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，軟啟動(dòng)器就是在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)通過(guò)改變加在電機(jī)上的電源電壓，以減小啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟起。軟啟動(dòng)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(duì)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(dòng)作；對(duì)頻繁啟停的電動(dòng)機(jī)，可有效控制電動(dòng)機(jī)的溫升，大大延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的壽命。軟啟動(dòng)原理：在三相電源與電機(jī)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(dòng)時(shí)電機(jī)端電壓隨晶閘管的導(dǎo)通角從零逐漸上升，電動(dòng)機(jī)逐漸加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上，實(shí)現(xiàn)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(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，啟動(dòng)過(guò)程結(jié)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(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓。此外軟啟動(dòng)器還可以實(shí)現(xiàn)軟停車(chē)，停車(chē)時(shí)先切斷旁路接觸器，然后由軟啟動(dòng)器內(nèi)晶閘管導(dǎo)通角由大逐漸減小，使三相供電電壓逐漸減小，電機(jī)轉(zhuǎn)速由大逐漸減小到零，停車(chē)過(guò)程完成。軟啟動(dòng)典型控制圖

軟啟動(dòng)器接線圖

軟啟動(dòng)的特點(diǎn): （1）無(wú)沖擊電流。軟起動(dòng)器在起動(dòng)電機(jī)時(shí)，通過(guò)逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)起動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。

（2）恒流起動(dòng)。軟起動(dòng)器可以引入電流閉環(huán)控制，使電機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中保持恒流，確保電機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)。

（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(jí)調(diào)整至最佳的起動(dòng)電流。其它的特點(diǎn)：(1)降低電機(jī)起動(dòng)電流、降低配電容量、避免增容投資。

(2)降低起動(dòng)機(jī)械應(yīng)力，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備的使用壽命。

(3)起動(dòng)參數(shù)可按負(fù)載調(diào)整，以達(dá)到最佳起動(dòng)效果。

(4)多種起動(dòng)模式及保護(hù)功能，易于改善工藝，保護(hù)設(shè)備。

(5)特有外控端子，可方便實(shí)現(xiàn)異地控制或自動(dòng)控制。

(6)全數(shù)字開(kāi)放式用戶(hù)操作顯示鍵盤(pán)，操作設(shè)置靈活簡(jiǎn)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(wú)觸點(diǎn)交流開(kāi)關(guān)無(wú)級(jí)調(diào)壓，調(diào)壓范圍寬，過(guò)載能

力強(qiáng)。

(9)產(chǎn)品可作頻繁或不頻繁起動(dòng)。

(10)還可提供遠(yuǎn)控接口，還可與PLC直接接口。

軟啟動(dòng)的起動(dòng)方式：（1）限流起動(dòng)。顧名思義是限制電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，它主要是用在輕載起動(dòng)的負(fù)載降低起動(dòng)壓降，在起動(dòng)時(shí)難以知道起動(dòng)壓降，不能充分利用壓降空間，損失起動(dòng)力矩，對(duì)電動(dòng)機(jī)不利。（2）斜坡電壓起動(dòng)。顧名思義是電壓由小到大斜坡線性上升，這種起動(dòng)方式是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的初始階段起動(dòng)電壓逐漸增加，當(dāng)電壓達(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(dòng)完畢。這種起動(dòng)方式最簡(jiǎn)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(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(duì)電網(wǎng)影響較大，實(shí)際很少應(yīng)用。（3）轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)。它是將電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小到大線性上升，它的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)平滑，柔性好，對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)有更好的保護(hù)，它的目的是保護(hù)拖動(dòng)系統(tǒng)，延長(zhǎng)拖動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。同時(shí)降低電機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，是最優(yōu)的重載起動(dòng)方式，它的缺點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。（4）轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng),。它與轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)相仿也是用在重載起動(dòng)，不同的是在起動(dòng)的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩克服電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，縮短起動(dòng)時(shí)間。但是，突跳會(huì)給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾其它負(fù)荷，應(yīng)用時(shí)要特別注意。（5）電壓控制起動(dòng)。用在輕載起動(dòng)的場(chǎng)合，在保證起動(dòng)壓降下發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的最大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，盡可能的縮短了起動(dòng)時(shí)間，是最優(yōu)的輕載軟起動(dòng)方式。

軟啟動(dòng)具有的保護(hù)：

12種保護(hù)功能：◆

外部故障輸入保護(hù)(瞬停端子、用于外加專(zhuān)用保護(hù)裝置，如熱繼電器等?！?/p>

失壓保護(hù)：軟起動(dòng)器斷電且又來(lái)電后，無(wú)論控制端子處于何種位置，均不會(huì)自行起動(dòng)，以免造成傷害事故。◆

起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù):由于軟起動(dòng)器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或其它原因造成長(zhǎng)時(shí)間起動(dòng)不成功軟起動(dòng)器會(huì)自行保護(hù)?！?/p>

軟起動(dòng)器過(guò)熱保護(hù):溫度升至80℃士5℃時(shí)保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間<0.1秒;當(dāng)溫度降至55℃時(shí)(最低)，過(guò)熱保護(hù)解除?！?/p>

輸入缺相保護(hù)：滯后時(shí)間:

<3秒軟啟動(dòng)具有的保護(hù)：◆

輸出缺相保護(hù)：滯后時(shí)間:

<3秒◆

三相不平衡保護(hù)：滯后時(shí)間:<3秒，以各相電流偏差大

于50%士10%為基準(zhǔn)◆

起動(dòng)過(guò)流保護(hù)：起動(dòng)時(shí)持續(xù)大于電機(jī)額定工作電流5倍

時(shí)保護(hù)動(dòng)作。

◆

運(yùn)行過(guò)載保護(hù)：以電機(jī)額定工作電流為基準(zhǔn)作反時(shí)

限熱保護(hù)。軟啟動(dòng)具有的保護(hù)：◆

電源電壓過(guò)低保護(hù)：滯后時(shí)間:當(dāng)電源電壓低于極限值50%時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，時(shí)間<0.5秒，否則低于設(shè)定值時(shí)保

護(hù)

動(dòng)作，時(shí)間<3秒◆

電源電壓過(guò)高保護(hù)：當(dāng)電源電壓高于極限值130%時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，時(shí)間<0.5秒;否則高于設(shè)定值時(shí)保

護(hù)動(dòng)作，時(shí)間<3秒?！?/p>

負(fù)載短路保護(hù)，滯后時(shí)間:

<0.1秒，短路電流為軟起動(dòng)

器標(biāo)稱(chēng)電機(jī)電流額定值10倍以上。軟啟動(dòng)器的應(yīng)用：

按電機(jī)的負(fù)載和速度變化分類(lèi)，軟啟動(dòng)常用于：

負(fù)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(jī)、煤礦皮帶輸送機(jī)、

水泥皮帶傳送設(shè)備、電動(dòng)扶梯、不帶變頻器的升降電梯、軋鋼設(shè)備、各類(lèi)工業(yè)輸送機(jī)械等

.變負(fù)載設(shè)備如:中央空調(diào)主機(jī)、六角機(jī)床、碾磨機(jī)、研磨機(jī)、成形機(jī)、沖床、拋光機(jī)、懸垂機(jī)、切削機(jī)、壓縮機(jī)、油井抽油機(jī)、電動(dòng)衣車(chē)、食品攪拌機(jī)、塑膠開(kāi)煉機(jī)/密煉機(jī)、注塑機(jī)、鍛機(jī)、板機(jī)混凝土成型機(jī)、橡膠成型機(jī)、化工工業(yè)設(shè)備、農(nóng)用設(shè)備、紡織機(jī)械、造紙?jiān)O(shè)備、工業(yè)機(jī)械、食品及其它重工業(yè)機(jī)械。

利用軟啟動(dòng)特性設(shè)備簡(jiǎn)介空氣壓縮機(jī)－大容量電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)進(jìn)入節(jié)能運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)輸入電源電壓不平衡時(shí)，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)使相電流平衡，減少電動(dòng)機(jī)發(fā)熱和延長(zhǎng)壽命。

離心泵－利用泵控制功能，減少啟動(dòng)和停止時(shí)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(fèi)用。

橋式起重機(jī)－利用雙斜坡起動(dòng)，實(shí)現(xiàn)加速過(guò)程最有效控制，提高生產(chǎn)率并減少產(chǎn)品的損壞皮帶運(yùn)輸機(jī)和自動(dòng)傳輸線－利用軟啟動(dòng)和預(yù)置低速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)平滑起動(dòng)，避免產(chǎn)品移位和液體溢出。

通風(fēng)機(jī)－利用軟啟動(dòng)取代舊的機(jī)電啟動(dòng)器，減少皮帶磨損和機(jī)