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軟起動器介紹
發布時間:2018.02.22 來源:四川淫荡小说劍峰泵業有限公司 瀏覽次數:
 

軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節能和多種保護功能於一體的新穎電機控製裝置,國外稱為Soft Starter。國內軟起動器以安肯6000係列軟起動器最為有名,它的主要構成是串接於電源與被控電機之間的三相反並聯閘管及其電子控製電路。

發展曆史

軟啟動器於20世紀70年代末和80年代初投入市場,填補了星-三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝。采用軟啟動器,可以控製電動機電壓,使其在啟動過程中逐漸升高,很自然地控製啟動電流,這就意味著電動機可以平穩啟動,機械和電應力降至最小。因此軟啟動器在市場上得到廣泛應用,並且軟啟動器所附帶的軟停車功能有效地避免水泵停止時所產生的“水錘效應”。

異步電動機以其優良的性能及無需維護的特點,在各行各業中得到廣泛的應用。然而由於其起動時要產生較大衝擊電流(一般為Ie的5-8倍),同時由於起動應力較大,使負載設備的使用壽命降低。國家有關部門對電機起動早有明確規定,即電機起動時的電網電壓將不能超過15%。解決辦法有兩個:增大配電容量,采用限製電機起動電流的起動設備,如果僅僅為起動電機而增大配電容,從經濟角度上來說,顯然不可取。為此,人們往往需要配備限製電機起動電流的起動設備,過去人們多采用Y/△轉換,自藕降壓,磁控降壓等方式來實現。這些方法雖然可以起到一定的限流作用,但沒有從根本上解決問題。

伴隨傳動控製對自動化要求的不斷提高,采用可控矽為主要器件、單片機為控製核心的智能型電動機起動設備-軟起動器,已在各行各業得到越來越多的應用,由於軟起動器性能優良、體積小、重量輕,並且具有智能控製及多種保護功能,而且各項起動參數可根據不同負載進行調整,其負載適應性很強。因此電子式軟起動器將逐步取代落後的Y/Δ、自耦減壓和磁控式等傳統的減壓起動設備成為必然。

電力電子技術的快速發展,智能型軟起動器得到廣泛應用。智能型軟起動器是一種集軟起動、軟停車、輕載節能和多功能保護於一體的新穎電機控製裝置,又稱為SoftStarter。它不僅實現在整個起動過程中無衝擊而平滑的起動電機,而且可根據電動機負載的特性來調節起動過程中的參數,如限流值、起動時間等。此外,它還具有多種對電機保護功能,這就從根本上解決了傳統的降壓起動設備的諸多弊端。

發展趨勢

 隨著國產變頻器產業的迅速發展,變頻器的價格不再高高在上,它不僅解決了電機啟動產生大衝擊電流的問題,並且具有很好的節能效果。軟啟動器是否會被變頻器完全取代還需要市場的驗證。原來,國內鼠籠型異步電動機一般采用直接啟動,或用自耦、星三角啟動器啟動。上世紀九十年代,以單片機為核心、半導體可控矽為執行元件的智能化電機軟啟動器進入中國市場,並在2000年以後開始加速發展,目前市場規模約為20億。軟啟動器主要解決電動機啟動時對電網的衝擊和啟動後旁路接觸器工作的問題,對電機有較好的保護作用,在輕載情況下可以實現一定程度的節能(約5%),但是節能效果遠遠不如變頻器。

我國變頻器的國產化進程正在快速崛起,質量穩定性進步很快,加上服務和成本上的優勢,變頻調速的性價比高,質量和價格的競爭優勢越來越明顯,軟啟動器麵臨的替代壓力越來越大,科技進步帶來的產品更新換代應該會是一個趨勢,這就如同節能燈替代白熾燈一樣,這是科技和生活進步的必然結果,變頻器替代軟啟動器也是同樣道理。從直起、自耦和星三角啟動器的發展演變,到變頻調速器的出現,軟啟動器是這當中的過渡產品。現隻有很小部分工況采用軟啟動器,比如電動機工作負載在90%以上的,其他工況以前是采用軟啟動方式起動的,現大多采用變頻調速器了,因為變頻調速器的節能效果有30%左右。

 

軟啟動器是為了填補星-三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝而研發的產品,因此說它是過渡產品。隨著變頻器成本的逐漸下降,軟啟動器的市場空間將越來越小。至於未來軟啟動器是否會完全消失,這還需要市場的進一步驗證。就目 前情況而言,軟啟動器依然有自己的生存空間,在電機運行負載功率在80%以上時,選用軟啟動器依然是最好、最實用、最省錢的。軟啟動器產品的應用現隻涉及到我國國民經濟較多領域,電力、冶金、建材、機床、石化和化工、市政、煤炭是七個主要行業。

工作原理

軟啟動器(軟啟動器)是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節能和多種保護功能於一體的新穎電機控製裝置,國外稱為Soft Starter。軟啟動器采用三相反並聯晶閘管作為調壓器,將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機時,晶閘管的輸出電壓逐漸增加,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,以降低晶閘管的熱損耗,延長軟啟動器的使用壽命,提高其工作效率,又使電網避免了諧波汙染。軟啟動器同時還提供軟停車功能,軟停車與軟啟動過程相反,電壓逐漸降低,轉數逐漸下降到零,避免自由停車引起的轉矩衝擊。

啟動方式

運用串接於電源與被控電機之間的軟起動器,控製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係逐漸上升,直至起動結束,賦予電機全電壓,即為軟起動,在軟起動過程中,電機起動轉矩逐漸增加,轉速也逐漸增加。軟起動一般有下麵幾種起動方式。

斜坡升壓軟起動

這種起動方式最簡單,不具備電流閉環控製,僅調整晶閘管導通角,使之與時間成一定函數關係增加。其缺點是,由於不限流,在電機起動過程中,有時要產生較大的衝擊電流使晶閘管損壞,對電網影響較大,實際很少應用。

斜坡恒流軟起動

這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加,當電流達到預先所設定的值後保持恒定(t1至t2階段),直至起動完畢。起動過程中,電流上升變化的速率是可以根據電動機負載調整設定。電流上升速率大,則起動轉矩大,起動時間短。該起動方式是應用最多的起動方式,尤其適用於風機、泵類負載的起動。

階躍起動

開機,即以最短時間,使起動電流迅速達到設定值,即為階躍起動。通過調節起動電流設定值,可以達到快速起動效果。

脈衝衝擊起動

 

在起動開始階段,讓晶閘管在極短時間內,以較大電流導通一段時間後回落,再按原設定值線性上升,連入恒流起動。該起動方法,在一般負載中較少應用,適用於重載並需克服較大靜摩擦的起動場合。軟起動與傳統減壓起動方式的不同之處在哪裏?籠型電機傳統的減壓起動方式有Y-q 起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬於有級減壓起動,存在明顯缺點,即起動過程中出現二次衝擊電流。軟起動與傳統減壓起動方式的不同之處是:⑴無衝擊電流。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。⑵恒流起動。軟起動器可以引入電流閉環控製,使電機在起動過程中保持恒流,確保電機平穩起動。⑶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。適用於重載並需克服較大靜摩擦的起動場合。如風機

電壓雙斜坡起動

在起動過程中,電機的輸出力矩隨電壓增加,在起動時提供一個初始的起動電壓Us,Us根據負載可調,將Us調到大於負載靜磨擦力矩,使負載能立即開始轉動。這時輸出電壓從Us開始按一定的斜率上升(斜率可調),電機不斷加速。當輸出電壓達到達速電壓Ur時,電機也基本達到額定轉速。軟起動器在起動過程中自動檢測達速電壓,當電機達到額定轉速時,使輸出電壓達到額定電壓。

限流起動

就是電機的起動過程中限製其起動電流不超過某一設定值(Im)的軟起動方式。其輸出電壓從零開始迅速增長,直到輸出電流達到預先設定的電流限值Im,然後保持輸出電流I這種起動方式的優點是起動電流小,且可按需要調整。對電網影響小,其缺點是在起動時難以知道起動壓降,不能充分利用壓降空間。

節能功能

電動機屬感性負載,電流滯後電壓,大多數用電器都屬此類。為了提高功率因數須用容性負載來補償,並電容或用同步電動機補償。降低電動機的激磁電流也可提高功率因數(HPS2節能功能,在輕載時降低電壓,使激磁電流降低,使COS∮提高)。節能運行模式:輕載時降低電壓減少了激磁電流,電機電流分為有功分量和無功分量(激磁分量)提高COS∮。

節能運行模式:當電動機負載輕時,軟起動器在選擇節能功能的狀態下,PF開關熱撥至Y位,在電流反饋的作用下,軟起動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數(COS∮)。(國產軟起動器多無此功能)在接觸器旁路狀態下無法實現此功能。TPF開關提供了節能功能的兩種反應時間;正常、慢速。節能運行模式:自動節能運行。正常、慢速兩種反應速度)空載節能40%,負載節能5%。

保護功能

⑴過載保護功能:軟起動器引進了電流控製環,因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設定和反時限控製模式,實現了過載保護功能,使電機過載時,關斷晶閘管並發出報警信號。

⑵缺相保護功能:工作時,軟起動器隨時檢測三相線電流的變化,一旦發生斷流,即可作出缺相保護反應。

⑶過熱保護功能:通過軟起動器內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後自動關斷晶閘管,並發出報警信號。

⑷其它功能:通過電子電路的組合,還可在係統中實現其它種種聯鎖保護。

節能原理

電動機屬感性負載,電流滯後電壓,大多數用電器都屬此類。為了提高功率因數須用容性負載來補償,並電容或用同步電動機補償。降低電動機的激磁電流也可提高功率因數(HPS2節能功能,在輕載時降低電壓,使激磁電流降低,使COS∮提高)。節能運行模式:輕載時降低電壓減少了激磁電流,電機電流分為有功分量和無功分量(激磁分量)提高COS∮。

運行模式

當電動機負載輕時,軟啟動器在選擇節能功能的狀態下,PF開關熱撥至Y位,在電流反饋的作用下,軟啟動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數(COS∮)。(國產軟啟動器多無此功能)在接觸器旁路狀態下無法實現此功能。TPF開關提供了節能功能的兩種反應時間;正常、慢速。節能運行模式:自動節能運行。(正常、慢速兩種反應速度)空載節能40%,負載節能5%。

⑴過載保護功能:軟起動器引進了電流控製環,因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設定和反時限控製模式,實現了過載保護功能,使電機過載時,關斷晶閘管並發出報警信號。

⑵缺相保護功能:工作時,軟起動器隨時檢測三相線電流的變化,一旦發生斷流,即可作出缺相保護反應。

⑶熱過載保護功能:通過軟起動器內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後自動關斷晶閘管,並發出報警信號。

⑷測量回路參數功能:電動機工作時,軟啟動器內的檢測器一直監視著電動機運行狀態,並將監測到的參數送給CPU進行處理,CPU將監測參數進行分析、存儲、顯示。因此電動機軟起動器還具有測量回路參數的功能。

⑸其它功能:通過電子電路的組合,還可在係統中實現其它種種聯鎖保護。

日常維修檢查

平時注意檢查軟起動器的環境條件,防止在超過其允許的環境條件下運行。注意檢查軟起動器周圍是否有妨礙其通風散熱的物體,確保軟起動器四周有足夠的空間(大於150mm)。

定期檢查配電線端子是否鬆動,櫃內元器件有否過熱、變色、焦臭味等異常現象。

定期清掃灰塵,以免影響散熱,防止晶閘管因溫升過高而損壞,同時也可避免因積塵引起的漏電和短路事故。

清掃灰塵可用幹燥的毛刷進行,也可用於皮老虎吹和吸塵器吸。對於大塊汙垢,可用絕緣棒去除。若有條件,可用0.6MPa左右的壓縮空氣吹除。

平時注意觀察風機的運行情況,一旦發現風機轉速慢或異常,應及時修理(如清除油垢、積塵,加潤滑油,更換損壞或變質的電容器)。對損壞的風機要及時更換。如果在沒有風機的情況下使用軟起動器,將會損壞晶閘管。

如果軟起動器使用環境較潮濕或易結露,應經常用紅外燈泡或電吹風烘幹,驅除潮氣,以避免漏電或短路事故的發生。

 

 
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