軟啟動器啟動原理及應用

1、電子軟啟動器啟動原理及應用灘水力發(fā)電廠邢東摘要：二灘電站一共安裝了77臺軟啟動器，大部分選用四川卓越科技有限責任公司的STRA(SDD系列產(chǎn)品，由于工作環(huán)境及產(chǎn)品質(zhì)量等原因，出現(xiàn)的故障較多，由于近幾年的改造，也采用了AB軟啟動器和施耐德軟啟動器.介紹了軟啟動器工作原理及實際工作中遇到的閘題。關(guān)鍵詞：軟起動；軟停車；限電流起動；電壓斜坡起動；電流帶沖擊的(“踢一腳”)起動隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)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(jié)能和多功能保護于一體的新穎電機控制裝備，又稱為SoftStarter。它不僅實現(xiàn)在整個起動過程中無沖擊而平滑的起動電機，而且可根

2、據(jù)電動機負載的特性來調(diào)節(jié)起動過程中的參數(shù)，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(tǒng)的降壓起動設(shè)備的諸多弊端。1軟起動起動性能特點三臺電機可分別啟動，也可同時啟動(1)啟動電壓可調(diào)，保證電機啟動的最小啟動轉(zhuǎn)矩，避免電機過熱和能源浪費；(2)控制電機平滑啟動，減少啟動電流沖擊；(3)啟動電流可根據(jù)負載情況調(diào)整，減少啟動損耗，以最小的電流產(chǎn)生最佳的轉(zhuǎn)矩。(4)啟動時間可調(diào)，在該時間范圍內(nèi)，電機轉(zhuǎn)速逐漸上升，避免轉(zhuǎn)速沖擊。(5)對傳動機械的機械保護，清除轉(zhuǎn)矩浪涌并降低沖擊電流。(6)恒定的加減速，不需要測速機，即使當電機負載變化時也是如此。(7)自由停車和軟停車可

3、選，軟停車快慢可調(diào)。(8)有相序、缺相、過熱、啟動過程過流、運行過程過流和過載的檢測及保護，其過流值和過載值可調(diào)。2軟啟動器工作原理與運行特點三相交流異步電動機的起動轉(zhuǎn)矩Ma直接與所加電壓的二次方有關(guān)，也就是說，只要降低電機接線端子上的電壓就會影響這些值(見圖1);軟啟動器主要是利用電動機的這一特性，通過控制可控硅的電子開關(guān)，改變可控硅的觸發(fā)角，使電機電壓平穩(wěn)增加，頻率不變，使電機端電壓從預先設(shè)定的值上升到額定電壓。觸發(fā)延遲角：從品閘管開始承受正向陽極電壓起到施加觸發(fā)脈沖止的電角度，用表示，也稱觸發(fā)角或控制角導通角：晶閘管在一個電源周期中處于通態(tài)的電角度稱為，用8表示圖1降低電機端子上的電壓時

4、啟動轉(zhuǎn)矩人缸和啟動電流k的特性交流電機軟啟動器工作原理：軟起動的工作原理是由檢測回路和控制回路將彳t號送至微電腦，通過微電腦的計算（主板），給驅(qū)動電路（驅(qū)動板）發(fā)出啟動運行信號，驅(qū)動電路根據(jù)接收的控制信號，發(fā)出相應的控制信號控制串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)可控硅的觸發(fā)角，通過控制可控硅觸發(fā)角的大小來改變可控硅的開通程度，從而達到控制電機啟動的目的。（其控制原理見圖2所示）。圖2軟啟動的控制框圖3軟啟動的主要起動方式軟起動器的起動方式是指用什么方法使電動機由靜止態(tài)到穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)態(tài)。例如限電流起動，電壓斜坡起動，電流帶沖擊的（“踢一腳”）起動（這個沖擊有助于克服靜阻矩），以及這些方式的交替或

5、組合起動方式等。（1）電壓雙斜坡起動：如圖3所示，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，根據(jù)負載可調(diào)，將調(diào)到大于負載靜摩擦力矩，使負載能立即開始轉(zhuǎn)動。這時輸出電壓從開始按一定的斜率上升（斜率可調(diào)），電機不斷加速。當輸出電壓達到達速電壓時，電機也基本達到額定轉(zhuǎn)速。軟起動器在起動過程中自動檢測電壓，當電機達到額定轉(zhuǎn)速時，使輸出電壓達到額定電壓。Ue （380V）輸出電壓MmUrUs （可謂）oTs 時間T圖3啟動輸出特性(2)限流起動：就是電機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設(shè)定值(J)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(shè)定的電流限

6、值J,然后保持輸出電流J(J的條件下逐漸升高電壓，直到額定電壓，使電機轉(zhuǎn)速逐漸升高，直到額定轉(zhuǎn)速。這種起動方式的優(yōu)點是起動電流小，且可按需要調(diào)整。對電網(wǎng)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。(3)突跳起動：這一起動開始階段，讓晶閘管在極短的時間內(nèi)全導通后回落，再按原設(shè)定的值線性上升，進入恒流起動，該起動方法適用于重載并需克服摩擦的起動場合。如采用此方式，還可以減少啟動時的振動。其原理如圖4所示：Ue,（380V）UrUs(可謂)圖4啟動輸出特性(4)組合起動方式：在我廠應用的施耐德及西門子軟啟動器就采用的是組合起動方式，此種啟動方式是在滿足給定的電壓與電流條件下，主板

7、根據(jù)負荷變化，通過計算，輸出一種最佳啟動方式。組合起動方式對主板要求較高，但是啟動效果較好，適用于大負荷及對啟動要求較高的場所。4軟啟動器在我廠運行主要存在的幾個問題(1)可控硅擊穿：在我廠軟啟動器出現(xiàn)故障率最高的應該是可控硅擊穿，造成可控硅擊穿的原因可能有以下幾點：第一、運行環(huán)境潮濕的影響，由于環(huán)境潮濕，是造成可控硅擊穿的主要原因之一，如我廠投運初期，廠外(中孔、表孔、底孔)運行環(huán)境相對濕度較大，軟啟動器在運行過程中經(jīng)常出現(xiàn)可控硅擊穿現(xiàn)象，隨著運行環(huán)境的改善，故障率明顯減少；第二、運行溫度過高，也是造成可控硅擊穿的一個主要原因。我們都知道，電器元件的使用壽命與溫度有著直接關(guān)系，當運行的環(huán)境溫

8、度超過其運行極限溫度時，其使用壽命急劇縮短。如我廠技術(shù)供水電機軟啟動器，一般一臺要連續(xù)運行12h,而軟啟動器又不帶旁路，使可控硅長時間運行，因不帶旁路的220kW電機的軟啟動器的發(fā)熱量大約為l200W,這樣如果連續(xù)工作12h其損耗能量為14.4kWh,這樣就要求不帶旁路的軟啟動器具有良好的通風散熱性，如盤柜散熱條件不好，就大大減少了可控硅運行的使用壽命，從而造成可控硅擊穿；第三、可控硅質(zhì)量不好也是造成可控硅擊穿的一個原因。可控硅一旦被擊穿后，可控硅就相當于3個串聯(lián)的二極管，失去其電子開關(guān)特性。如此時啟動，電動機將承受很大的啟動電流的沖擊，嚴重時將會燒毀電機。(2) 驅(qū)動板及主板控制元件損壞：對

9、于驅(qū)動板來說，它主要是提供觸發(fā)脈沖，以改變可控硅導通角，由此來改變電動機輸入電壓的大小。當驅(qū)動板出現(xiàn)問題時，可能出現(xiàn)的情況有： 不能提供觸發(fā)脈沖，可控硅不被觸發(fā)，軟啟動器陷入癱瘓； 觸發(fā)脈沖不同步，即改變可控硅的導通角不一樣，此時電動機的三相電流不平衡，電動機將出現(xiàn)很大噪音或?qū)е码姍C啟動失敗。(3) 對于主控板來說，主板相當于人的大腦，是信號接收控制中心，如有問題，則可能出現(xiàn)下列情況： 軟啟動器處于癱瘓狀態(tài)，導致驅(qū)動板不能工作，不能為可控硅提供觸發(fā)脈沖信號； 不能輸出控制信號或輸出信號錯誤。 軟啟動器失去控制，無法正常啟動或啟動后無法停止。造成驅(qū)動板及主板控制元件損壞的原因主要有過電壓或過熱，我廠機組供水泵電機軟啟動器多次在操作400V時，造成控制板損壞，其原因就是操作時產(chǎn)生過電壓，造成控制元件損壞；另外控制板一般都集中在一起，內(nèi)有小變壓器等發(fā)熱源，由于發(fā)熱源的熱量無法及時散出，加之外界溫度的影響，極易造成控制板損壞，因此為了避免控制板損壞應盡量降低環(huán)境溫度5結(jié)束語現(xiàn)在市場有多種型號的軟起動可供用戶選擇，不同產(chǎn)品所具功能也不盡相同，選擇時建議遵循下述原則：原則上，異步電動機凡不需要調(diào)速的各種應用場合都可使用，適用于各種泵類負載或風機類負載，需要軟起動