電機(jī)軟啟動(dòng)器應(yīng)用

電機(jī)軟起動(dòng)器培訓(xùn)

什么是電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)？運(yùn)用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟起動(dòng)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(dòng)結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟起動(dòng)，在軟起動(dòng)過程中，電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。簡(jiǎn)單說，就是啟動(dòng)電壓逐漸上升，不是開始就全壓?jiǎn)?dòng)。三相異步電機(jī)的啟動(dòng)方法直接起動(dòng)，也叫全壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)通過一些直接起動(dòng)設(shè)備，將全部電源電壓(即全壓)直接加到異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下進(jìn)行起動(dòng)。一般情況下，直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流為額定電流的3～8倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1～2倍。根據(jù)對(duì)國產(chǎn)電動(dòng)機(jī)實(shí)際測(cè)量，某些籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流甚至可以達(dá)到8～12倍。直接起動(dòng)的起動(dòng)線路是最簡(jiǎn)單的，然而這種起動(dòng)方法有諸多不足。對(duì)于需要頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，過大的起動(dòng)電流會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命；同時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組在電動(dòng)力的作用下，會(huì)發(fā)生變形，可能引起短路進(jìn)而燒毀電動(dòng)機(jī)；另外過大的起動(dòng)電流，會(huì)使線路電壓降增大，造成電網(wǎng)電壓的顯著下降，從而影響同一電網(wǎng)的其他設(shè)備的正常工作，有時(shí)甚至使它們停下來或無法帶負(fù)載起動(dòng)。這是因?yàn)門s及Tm均與電網(wǎng)電壓的平方成正比，電網(wǎng)電壓的顯著下降，可使Ts及Tm均下降到低于Tz。一般情況下，異步電動(dòng)機(jī)的功率小于7．5kW時(shí)允許直接起動(dòng)。如果功率大于7．5kW，而電源總?cè)萘枯^大，能符合下式要求的話，電動(dòng)機(jī)也可允許直接起動(dòng)。

如果不能滿足上式的要求，則必須采用減壓?jiǎn)?dòng)的方法，通過減壓，把啟動(dòng)電流Ist限制到允許的數(shù)值。傳統(tǒng)減壓起動(dòng)

減壓起動(dòng)是在起動(dòng)時(shí)先降低定子繞組上的電壓，待起動(dòng)后，再把電壓恢復(fù)到額定值。減壓起動(dòng)雖然可以減小起動(dòng)電流，但是同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也會(huì)減小。因此，減壓起動(dòng)方法一般只適用于輕載或空載情況。傳統(tǒng)減壓起動(dòng)的具體方法很多，這里介紹以下三種減壓起動(dòng)的方法：定子串接電阻或電抗起動(dòng)定子繞組串電阻或電抗相當(dāng)于降低定子繞組的外加電壓。由三相異步電動(dòng)機(jī)的等效電路可知：起動(dòng)電流正比于定子繞組的電壓，因而定子繞組串電阻或電抗可以達(dá)到減小起動(dòng)電流的目的。但考慮到起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與定子繞組電壓的平方成正比，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)降低的更多。因此，這種起動(dòng)方法僅僅適用于空載或輕載起動(dòng)場(chǎng)合。如圖所示：當(dāng)起動(dòng)電機(jī)時(shí)，合上開關(guān)Q，交流接觸器KM斷開，使電源經(jīng)電阻或電抗R流進(jìn)電機(jī)。當(dāng)電機(jī)起動(dòng)完成時(shí)KM吸合，短接電阻或電抗R定子串接電阻或電抗起動(dòng)星-三角形(丫-△)起動(dòng)星-三角形起動(dòng)法是電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，定子繞組為星形(丫)接法，當(dāng)轉(zhuǎn)速上升至接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將繞組切換為三角形(△)接法，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為正常運(yùn)行的一種起動(dòng)方式。星-三角形起動(dòng)方法雖然簡(jiǎn)單，但電動(dòng)機(jī)定子繞組的六個(gè)出線端都要引出來，略顯麻煩。圖為星-三角形起動(dòng)法的原理圖。接觸器KM2和KM3互鎖，即其中一個(gè)閉合時(shí)，必須保證另一個(gè)斷開。KM2閉合時(shí)，定子繞組為星形(丫)接法，使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。切換至KM3閉合，定子繞組改為三角形(△)接法，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為正常運(yùn)行。由控制電路中的時(shí)間繼電器KT確定星-三角切換的時(shí)間。定子繞組接成星形連接后，每相繞組的相電壓為三角形連接(全壓)時(shí)的l/，故星-三角形起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流及起動(dòng)轉(zhuǎn)矩均下降為直接起動(dòng)的1／3。由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，該方法只適合于輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。星-三角形(丫-△)起動(dòng)自耦變壓器起動(dòng)轉(zhuǎn)子繞組串電阻降壓?jiǎn)?dòng)頻敏變阻器水電阻（液阻)串電阻無刷無環(huán)啟動(dòng)器傳統(tǒng)降壓?jiǎn)?dòng)的缺點(diǎn)：投資大，線路復(fù)雜，維修量大，串電阻啟動(dòng)不平滑，性能不穩(wěn)定，體積龐大。以上各種起動(dòng)器現(xiàn)在雖然還有不少在應(yīng)用看，但軟起動(dòng)器將要代替這些是肯定的。

電機(jī)軟起動(dòng)器培訓(xùn)必要性一、為什么要學(xué)習(xí)電機(jī)軟起動(dòng)器？1、應(yīng)用越來越廣泛，有必要學(xué)習(xí)了解它2、工礦企業(yè)里年輕人和上了一點(diǎn)歲數(shù)的維修電工比較多渴望多學(xué)習(xí)新東西軟啟動(dòng)器工作原理1、軟啟動(dòng)器（SoftStarters）：是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護(hù)于一體的新穎電機(jī)控制裝置

。2、軟起動(dòng)主要由串接于電源與被控電動(dòng)機(jī)之間三對(duì)反并聯(lián)晶閘管調(diào)壓電路及電子控制電路構(gòu)成。軟啟動(dòng)器工作原理軟啟動(dòng)器工作原理軟啟動(dòng)器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動(dòng)機(jī)定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路，使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，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)過流跳閘及對(duì)電網(wǎng)的沖擊。軟啟動(dòng)器工作原理待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，啟動(dòng)過程結(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，以降低晶閘管的熱損耗，延長(zhǎng)軟啟動(dòng)器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動(dòng)器同時(shí)還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動(dòng)過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊軟起動(dòng)器特點(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)字開放式用戶操作顯示鍵盤，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)大電流無觸點(diǎn)交流開關(guān)無級(jí)調(diào)壓，調(diào)壓范圍寬，過載能力強(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直接電機(jī)軟起動(dòng)器啟動(dòng)方式（1）斜坡升壓軟起動(dòng)。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。（2）恒流軟起動(dòng)。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(dòng)完畢。起動(dòng)過程中，電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大，則起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)時(shí)間短。該起動(dòng)方式是應(yīng)用最多的起動(dòng)方式，尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動(dòng)。電機(jī)軟起動(dòng)器啟動(dòng)方式（3）階躍起動(dòng)。開機(jī)，即以最短時(shí)間，使起動(dòng)電流迅速達(dá)到設(shè)定值，即為階躍起動(dòng)。通過調(diào)節(jié)起動(dòng)電流設(shè)定值，可以達(dá)到快速起動(dòng)效果。（4）脈沖沖擊起動(dòng)。在起動(dòng)開始階段，讓晶閘管在級(jí)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(dòng)。該起動(dòng)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(dòng)場(chǎng)合。軟起動(dòng)與傳統(tǒng)減壓起動(dòng)方式的不同之處在哪里？籠型電機(jī)傳統(tǒng)的減壓起動(dòng)方式有Y-q起動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)、電抗器起動(dòng)等。這些起動(dòng)方式都屬于有級(jí)減壓起動(dòng)，存在明顯缺點(diǎn)，即起動(dòng)過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。軟起動(dòng)與傳統(tǒng)減壓起動(dòng)方式的不同之處是：（1）無沖擊電流。軟起動(dòng)器在起動(dòng)電機(jī)時(shí)，通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)起動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。軟起動(dòng)與傳統(tǒng)減壓起動(dòng)方式的不同之處在哪里？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。什么是電動(dòng)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(chǎng)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(huì)產(chǎn)生巨大的“水錘”效應(yīng)，使管道，甚至水泵遭到損壞。為減少和防止“水錘”效應(yīng)，需要電機(jī)逐漸停機(jī)，即軟停車，采用軟起動(dòng)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(dòng)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。軟起動(dòng)器具有哪些保護(hù)功能？（1）過載保護(hù)功能：軟起動(dòng)器引進(jìn)了電流控制環(huán)，因而隨時(shí)跟蹤檢測(cè)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(hào)。（2）缺相保護(hù)功能：工作時(shí)，軟起動(dòng)器隨時(shí)檢測(cè)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(dòng)器內(nèi)部熱繼電器檢測(cè)晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過允許值后自動(dòng)關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。應(yīng)用舉例QB42-200JJR2160司家營鐵礦水源井電氣設(shè)備及控制司家營鐵礦水源井位于研山塔下灤河岸邊的夏莊子村附近，距我礦約10公里的路程。共有4眼取水井、4臺(tái)潛水泵、3臺(tái)加壓泵、一個(gè)蓄水池。正常工作時(shí)，2臺(tái)潛水泵向蓄水池蓄水，1臺(tái)加壓泵向礦區(qū)高位水池供水。水源井平面示意圖1#水井蓄水池123輸水管線加壓泵2#水井4#水井3#水井

水源井供電示意圖高壓室低壓室補(bǔ)償3#軟起補(bǔ)償水井線路進(jìn)線進(jìn)線1#軟起2#軟起1#變2#變雜動(dòng)621622三臺(tái)加壓泵的啟動(dòng)控制因?yàn)榧訅罕貌捎?80V200KW低壓電機(jī)，電機(jī)功率較大，而變壓器容量較小僅為630KVA，不宜采用直接啟動(dòng)方式，故采用QB42-200電機(jī)軟啟動(dòng)器啟動(dòng)。QB----異步電動(dòng)機(jī)半導(dǎo)體軟啟動(dòng)器；4---設(shè)計(jì)序列號(hào)；2---普通可控硅；200----功率規(guī)格，適配電機(jī)200KW.QB42-200電機(jī)軟啟動(dòng)器工作原理是以大功率晶閘管做主回路的開關(guān)元件，通過改變晶閘管的導(dǎo)通角控制電機(jī)電壓的平穩(wěn)升降和無觸點(diǎn)通斷，完成電機(jī)的平穩(wěn)啟停。QB42-200電機(jī)軟啟動(dòng)器特性，具有降低電機(jī)啟動(dòng)電流；降低電網(wǎng)電壓波動(dòng)；減小電機(jī)及其負(fù)載設(shè)備的啟動(dòng)應(yīng)力，延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命；具有完善可靠的保護(hù)功能；水源井主要設(shè)備及控制方式水源井兩路6KV供電電源，采用架空線引自研山鐵礦10／6KV箱變至水源井高壓室；2臺(tái)630KVA變壓器作為水源井低壓電源，主要是為3臺(tái)加壓泵供電；4臺(tái)75KW潛水泵分別由4臺(tái)125KVA柱上變壓器沿獨(dú)立水井線路供電。3臺(tái)200KW加壓泵和4臺(tái)75KW潛水泵采用電腦集中控制和機(jī)旁手動(dòng)控制方式；軟啟動(dòng)器電氣原理圖MKMRSTUVW1112KM1KA1314151617181920FRQFL1L2L3NKM旁路運(yùn)行故障信號(hào)加壓泵控制電路圖214387LNSS3KA1KA1KAPLC手動(dòng)集中檢修機(jī)旁啟動(dòng)集中信號(hào)SA5KA2KA運(yùn)行信號(hào)運(yùn)行指示停機(jī)指示故障信號(hào)電源信號(hào)自軟啟動(dòng)2KA2KA自軟啟動(dòng)3KA4KA加壓泵控制電路圖4041434549集中位設(shè)備運(yùn)行故障電源指示5KA2KA3KA4KA軟啟動(dòng)器柜各繼電器送至PLC的各點(diǎn)QB42-200軟啟動(dòng)器參數(shù)設(shè)置說明參數(shù)名稱工作模式控制方式啟動(dòng)時(shí)間突跳時(shí)間啟動(dòng)電壓限流系數(shù)額定電流設(shè)定斜坡端子15秒0秒240V4.5379A2.該軟啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)間是指輸出電壓從0V至380V所需時(shí)間，電機(jī)實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間與負(fù)載大小有關(guān)，一般都小于設(shè)定的啟動(dòng)時(shí)間。3.實(shí)踐證明，軟啟動(dòng)器出廠設(shè)定值35秒對(duì)水源井加壓泵并不合適，啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)，沒有到旁路運(yùn)行軟啟動(dòng)器即報(bào)故障，停止運(yùn)行，后經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)取15秒比較合適。4.突跳時(shí)間是對(duì)于高轉(zhuǎn)矩負(fù)載，軟啟動(dòng)器在初始時(shí)間輸出全壓，使電機(jī)能夠迅速克服負(fù)載靜摩擦力和慣量開始轉(zhuǎn)動(dòng)，這段輸出全壓時(shí)間稱為突跳時(shí)間。在啟動(dòng)1.在電機(jī)啟動(dòng)過程中，建議采用電壓斜坡控制模式，就是當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，軟啟動(dòng)器開始輸出起始電壓，然后沿一定斜率，經(jīng)過啟動(dòng)時(shí)間，達(dá)到額定電壓，由于輸出轉(zhuǎn)矩隨輸出電壓而增加，只要啟動(dòng)電壓選擇合適（60℅Ue)，就可使負(fù)載立即轉(zhuǎn)動(dòng)起來。四臺(tái)潛水泵電氣原理圖MAL1L2L3QFKMFR潛水泵控制電路圖2143LNSS3KA1KAPLC手動(dòng)集中檢修機(jī)旁啟動(dòng)集中信號(hào)SA1KM運(yùn)行信號(hào)運(yùn)行指示停機(jī)指示故障信號(hào)電源信號(hào)1KA1KA3KA4KA1KAFR潛水泵控制電路圖78集中位運(yùn)行指示故障電源指示機(jī)旁檢修集中1KA3KA4KA送至PLC各點(diǎn)SAPLC柜液位液位液位壓力壓力備用備用備用AI傳感器隔離模塊L1-1M1-16ES7332-7KF02-OABOPLC柜1#加壓泵集中1#加壓泵運(yùn)行1#加壓泵故障1#加壓泵正常2#加壓泵集中2#加壓泵運(yùn)行2#加壓泵故障2#加壓泵正常3#加壓泵集中3#加壓泵運(yùn)行3#加壓泵故障3#加壓泵正常備用1#潛水泵集中1#潛水泵運(yùn)行1#潛水泵故障DINL繼電器6ES7321-1BL00-OAAOL1-3M1-3