軟啟動器工作原理及應(yīng)用

1、 在工程中最常用的就是三相異步電機，由于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)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(chǎn)生高達電機額定電流啟動（硬啟動），將會產(chǎn)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)和串倍的浪涌（沖擊）電流，使得供電系統(tǒng)和串 聯(lián)的開關(guān)設(shè)備過載。另一方面，直接啟動，也會聯(lián)的開關(guān)設(shè)備過載。另一方面，直接啟動，也會 產(chǎn)生較高的峰值轉(zhuǎn)矩，這種沖擊不但會對驅(qū)動電產(chǎn)生較高的峰值轉(zhuǎn)矩，這種沖擊不但會對驅(qū)動電 動機產(chǎn)生沖擊，而且也會使用機械裝置受損；還動機產(chǎn)生沖擊，而且也會使用機械裝置受損；還 會影響接在

2、同一電網(wǎng)上其他電氣設(shè)備正常工作。會影響接在同一電網(wǎng)上其他電氣設(shè)備正常工作。 鼠籠型異步電動機電子軟啟動器的誕生解決了這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，又能降低起動系統(tǒng)，更能保證電動機可靠起動，又能降低起動 沖擊沖擊 ，因此隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，智因此隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，智 能型軟起動器將會得到更廣泛的應(yīng)用。能型軟起動器將會得到更廣泛的應(yīng)用。 引起電網(wǎng)電壓波動，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的運行引起電網(wǎng)電壓波動，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的運行 交流電動機在全壓直接起動時，

3、起動電流會達到額定電交流電動機在全壓直接起動時，起動電流會達到額定電 流的流的47倍，倍， 當電機的容量相對較大時，該當電機的容量相對較大時，該 起動電流起動電流 會會 引起電網(wǎng)電壓的急劇下引起電網(wǎng)電壓的急劇下 降，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的正降，影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的正 常運行。常運行。 軟起動時，起動電流一般為額定電流的軟起動時，起動電流一般為額定電流的23倍，電網(wǎng)電倍，電網(wǎng)電 壓壓 波動率一波動率一 般般 在在10%以內(nèi)，對其它設(shè)備的影響非常小。以內(nèi)，對其它設(shè)備的影響非常小。 對電網(wǎng)的影響對電網(wǎng)的影響 對電網(wǎng)的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：對電網(wǎng)的影響主要表現(xiàn)在兩個方面： 超大型電機直接起動的大電流對

4、電網(wǎng)的沖擊幾乎類超大型電機直接起動的大電流對電網(wǎng)的沖擊幾乎類 似于三相短路似于三相短路 對電網(wǎng)的沖擊，常常會引發(fā)功率振蕩，對電網(wǎng)的沖擊，常常會引發(fā)功率振蕩， 使電網(wǎng)失去穩(wěn)定。使電網(wǎng)失去穩(wěn)定。 起動電流中含有大量的高次諧波，會與電網(wǎng)電路參起動電流中含有大量的高次諧波，會與電網(wǎng)電路參 數(shù)數(shù) 引起高頻諧引起高頻諧 振，造成繼電保護誤動作、自動控制失振，造成繼電保護誤動作、自動控制失 靈靈 等故障。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。軟起動時起動電流大幅度降低，以上影響可完全免除。 傷害電機絕緣，降低電機壽命傷害電機絕緣，降低電機壽命 大電流產(chǎn)生的大電流產(chǎn)生的熱量熱量反復作用于導

5、線外絕緣，使絕緣反復作用于導線外絕緣，使絕緣 加速老化、壽命降低。加速老化、壽命降低。 大電流產(chǎn)生的機械力使導線相互摩擦，降低絕緣壽命。大電流產(chǎn)生的機械力使導線相互摩擦，降低絕緣壽命。 高壓開關(guān)合閘時觸頭的抖動現(xiàn)象會在電機定子繞組上高壓開關(guān)合閘時觸頭的抖動現(xiàn)象會在電機定子繞組上 產(chǎn)生操作過電壓，有時會達到外加電壓的產(chǎn)生操作過電壓，有時會達到外加電壓的5倍以上，這倍以上，這 樣樣 , 高的過電壓會對電機絕緣造成極大傷害。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 直起的直起的1/4左右，絕緣壽命會大大延長；軟

6、起時電機端左右，絕緣壽命會大大延長；軟起時電機端 電壓可以從零起調(diào)，可完全免除過電壓傷害。電壓可以從零起調(diào)，可完全免除過電壓傷害。 電動力對電機的傷害 大電流在電機定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)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。 對機械設(shè)備的傷害 全壓直接起動時的起動轉(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械設(shè)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(zhuǎn)矩不會超過額定轉(zhuǎn)矩，上述弊端可以完全克 服。 異步電機啟動性能主要兩個指標，異步電機啟動性能主要兩個指

7、標，啟動電流倍數(shù) 和啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，軟啟動器就是在電動機啟動時，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(zhuǎn)矩流和啟動轉(zhuǎn)矩來來實現(xiàn)電動機的軟起。實現(xiàn)電動機的軟起。 軟啟動的限流特性可有效限制軟啟動的限流特性可有效限制沖擊沖擊電流，避免不電流，避免不 必要的沖擊力矩以及對配電網(wǎng)絡(luò)的電流沖擊，有必要的沖擊力矩以及對配電網(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)動作；對頻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

8、壽命。大延長電動機的壽命。 軟啟動原理軟啟動原理： 在三相電源與電機間串入三相并聯(lián)晶閘管，利用在三相電源與電機間串入三相并聯(lián)晶閘管，利用晶閘晶閘 管的移相控制原理管的移相控制原理，改變晶閘管的觸發(fā)角，啟動時電，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(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)啟動過流跳閘。待電機達到額定轉(zhuǎn)數(shù)

9、時，啟動過程結(jié) 束，軟啟動器自動用束，軟啟動器自動用旁路接觸器旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶取代已完成任務(wù)的晶 閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓。此外軟啟動閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)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(nèi)晶閘管導通角由大逐漸減小，使三相后由軟啟動器內(nèi)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(zhuǎn)速由大逐漸減小到零，停供電電壓逐漸減小，電機轉(zhuǎn)速由大逐漸減小到零，停 車過程完成。車過程完成。 （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

10、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， 使電機在起動過程中保持恒流，確保電機平穩(wěn)起 動。 （3）根據(jù)負載情況及電網(wǎng)繼電保護特性選擇， 可 自由地無級調(diào)整至最佳的起動電流。 其它的特點：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(yīng)力，延長電動機及相關(guān)設(shè)備的使用壽命。 (3) 起動參數(shù)可按負載調(diào)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(shè)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(shù)字開放式用戶操作顯示鍵盤，操作設(shè)置靈活簡便。 (7 高度集成的微處理器控制系統(tǒng)

11、、性能可靠。 (8) 大電流無觸點交流開關(guān)無級調(diào)壓，調(diào)壓范圍寬，過載能 力強。 (9) 產(chǎn)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。 （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(shè)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(diào)整晶閘管導通角，使之與時間成一

12、定 函數(shù)關(guān)系增加。其缺點是，由于不限流，在電機起動過程 中，有時要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對電網(wǎng)影 響較大，實際很少應(yīng)用。 （3）轉(zhuǎn)矩控制起動。它是將電動機的起動轉(zhuǎn)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(wǎng)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(zhuǎn)矩加突跳控制起動,。它與轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩克服電機靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，縮短 起動時間。但是，突跳會給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖，干擾 其它負荷，應(yīng)用時要特別注意。 （

13、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(zhuǎn)矩，盡可能 的縮短了起動時間，是最優(yōu)的輕載軟起動方式。 12種保護種保護功能：功能： 外部故障輸入保護外部故障輸入保護(瞬停端子、用于外加專用保護裝置，如熱繼瞬停端子、用于外加專用保護裝置，如熱繼電電 器等。器等。 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位 置置，均不會自行起動，均不會自行起動，以免，以免造成傷害造成傷害事故。事故。 起動時間過長保護起動時間過長保護: 由于由于軟起動器參數(shù)設(shè)置不當或其它原因造成軟起動器參數(shù)設(shè)置不當或其它原因造成

14、長長 時間時間起動不成功起動不成功軟起動器軟起動器會自行會自行保護。保護。 軟起動器過熱保護軟起動器過熱保護: 溫度溫度升至升至80士士5時保護動作，動作時間時保護動作，動作時間 0.1 秒秒;當溫度降當溫度降至至55時時(最低最低)，過熱保護，過熱保護解除。解除。 輸入缺相輸入缺相保護：滯后時間保護：滯后時間:3秒秒 輸出缺相保護：滯后時間輸出缺相保護：滯后時間: 3秒秒 三相不平衡保護：滯后時間三相不平衡保護：滯后時間: 3秒，以各相電流偏差秒，以各相電流偏差 大大 于于 50%士士10%為基準為基準 起動過流保護：起動時持續(xù)大于電機額定工作電流起動過流保護：起動時持續(xù)大于電機額定工作電流

15、5 倍倍 時保護動作。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。限熱保護。 電源電壓過低保護：滯后時間電源電壓過低保護：滯后時間:當電源電壓低于極限值當電源電壓低于極限值 50%時，保護動作，時間時，保護動作，時間0.5秒，否則低于設(shè)定值秒，否則低于設(shè)定值 時保時保 護護 動作，時間動作，時間3秒秒 電源電壓過高保護：電源電壓過高保護： 當電源電壓高于極限值當電源電壓高于極限值 130%時，保護動作，時間時，保護動作，時間0.5秒秒;否則高于設(shè)定值否則高于設(shè)定值 時保時保 護動作，時間護動作，時間3秒。秒。 負載短路保護，

16、滯后時間負載短路保護，滯后時間:0.1秒，短路電流為軟起秒，短路電流為軟起 動動 器標稱電機電流額定值器標稱電機電流額定值10倍以上。倍以上。 軟啟動器的應(yīng)用：軟啟動器的應(yīng)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(shè)備：如港口皮帶輸 送機、煤礦皮帶輸送機、 水泥皮帶傳送設(shè)備、電動扶梯、不帶變頻器的升降電梯 、軋鋼設(shè)備、各類工業(yè)輸送機械等 . 變負載設(shè)備如: 中央空調(diào)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(shè)

17、備、農(nóng)用設(shè)備、紡織機械、造紙設(shè)備、工業(yè)機械、食 品 及其它重工業(yè)機械。 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(diào)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(chǎn)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(chǎn)率并減少產(chǎn)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(chǎn)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，減少皮帶磨損和機械沖擊，節(jié)省維修費用 粉碎機械利用堵轉(zhuǎn)和失速保護，避免機械故障或阻塞造成電動機過熱而燒毀。

18、攪拌機利用雙斜坡起動和預置提速運行，避免機械故障，節(jié)約能源，不需要變頻器驅(qū)動 軟啟動器還可以內(nèi)置一拖多專用程序控制 器選件，裝于軟起動器內(nèi)部，實現(xiàn)時間控 制、聯(lián)鎖、互鎖功能，可控制多臺電機的 分別起動送上電網(wǎng)運行。電機可不分先后 ，任意起動，自動避免二臺以上電機同時 起動。一臺電機起動后延時時間沒到，其 他電機也不能起動。 1、上電后不顯示、上電后不顯示 a-檢查控制電源是否接入。 b-檢查顯示屏連接線是否插緊。 c-檢查控制板有沒有問題。 d-顯示屏本問題。 2、起動報缺相故障，軟起動器故障燈亮，電機沒反應(yīng)。、起動報缺相故障，軟起動器故障燈亮，電機沒反應(yīng)。 出現(xiàn)故障的原因可能是：出現(xiàn)故障的原

19、因可能是： a-起動方式采用帶電方式時，操作順序有誤（正確操作順 序應(yīng)為先送主電源，后送控制電源）。 b-電源缺相或者三相電末上，軟起動器保護動作（檢查電 源） c-軟起動器的輸出端未接負載（輸出端接上負載后軟起動 器才能正常工作） d-控制板有問題更換控制板 3、起動完畢，旁路接觸器不吸合現(xiàn)象。故障原因可能是：、起動完畢，旁路接觸器不吸合現(xiàn)象。故障原因可能是： a-在起動過程中，保護裝置因整定偏小出現(xiàn)誤動作。（將保護裝置重 新整定即可） b-在調(diào)試時，軟起動器的參數(shù)設(shè)置不合理。（主要針對的是55KW以 下的軟起動器，對軟起動器的參數(shù)重新設(shè)置） c-控制線路接觸不良（檢查控制線路） d-接觸器

20、有問題不能正常吸合 e-控制板問題. 4、在起動過程中，偶爾有出現(xiàn)跳空氣開關(guān)的現(xiàn)象。故障原因有：、在起動過程中，偶爾有出現(xiàn)跳空氣開關(guān)的現(xiàn)象。故障原因有： a-空氣開關(guān)長延時的整定值過小或者是空氣開關(guān)選型和電機不配。 （空氣開關(guān)的參數(shù)適量放大或者空氣開關(guān)重新選型） b-軟起動器的起始電壓參數(shù)設(shè)置過高或者起動時間過長。（根據(jù)負載 情況將起始電壓適當調(diào)小或者起動時間適當縮短。） c-在起動過程中因電網(wǎng)電壓波動比較大，易引起軟起動器發(fā)出錯誤指 令。出現(xiàn)提前旁路現(xiàn)象。（建議用戶不要同時起動大功率的電機，） d-起動時滿負載起動（起動時盡量減輕負載） e-軟起動額定電流設(shè)置有問題. 5、軟起動器出現(xiàn)顯示屏

21、無顯示或者是出現(xiàn)亂碼，軟起、軟起動器出現(xiàn)顯示屏無顯示或者是出現(xiàn)亂碼，軟起 動器不工作。故障原因可能是：動器不工作。故障原因可能是： a-軟起動器在使用過程中因外部元件所產(chǎn)生的震動使軟 起動器內(nèi)部連線震松（打開軟起動器的面蓋將顯示屏連 線重新插緊即可） b-軟起動器控制板故障更換控制板 c-顯示屏故障更換顯示屏 d-顯示屏連接線損壞,更換連接線 6、軟起動器在起動時報故障，軟起動器不工作，電機、軟起動器在起動時報故障，軟起動器不工作，電機 沒有反應(yīng)。故障原因可能為：沒有反應(yīng)。故障原因可能為： a-電機缺相（檢查電機和外圍電路） b-軟起動器內(nèi)主元件可控硅短路（檢查電機以及電網(wǎng)電 壓是否有異常。和

22、廠家聯(lián)系更換可控硅） c-濾波板擊穿短路（更換濾波板即可） d-控制板問題更換控制板 7、軟起動器在起動負載時，出現(xiàn)起動超時現(xiàn)象。軟起動器停止工作，、軟起動器在起動負載時，出現(xiàn)起動超時現(xiàn)象。軟起動器停止工作， 電機自由停車。故障原因有：電機自由停車。故障原因有： a-參數(shù)設(shè)置不合理（重新整定參數(shù)，起始電壓適當升高，時間適當 加長） b-起動時滿負載起動，（起動時應(yīng)盡量減輕負載） c-機械故障 d-控制板問題更換控制板. 8、在起動過程中，出現(xiàn)電流不穩(wěn)定，電流過大。原因可能有：、在起動過程中，出現(xiàn)電流不穩(wěn)定，電流過大。原因可能有： a-電流表指示不準確或者與互感器不相匹配（更換新的電流表） b-電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，波動比較大，引起軟起動器誤動作，（更換控 制板） c-軟起動器參數(shù)設(shè)置不合理。（重新整定參數(shù)） 9、軟起動器出現(xiàn)重復起動。故障原因有：、軟起動器出現(xiàn)重復起動。故障原因有： a-在起動過程中外圍保護元件動作，接觸器不能吸合，導致軟起動 器出現(xiàn)重復起動（檢查外圍元件和線路） b-中間繼電器出現(xiàn)有問題不能正常吸合 c-控制板問題更換控制板. 10、短路：、短路： a-檢查電機聯(lián)線和電機是否損壞。 b-過電流將軟起動器擊穿（檢查軟起動器功率是否與電 機的功率相匹配，電機是否是帶載起動） c-軟起動器的散熱風扇損