電機軟啟動器應(yīng)用

電機軟起動器培訓(xùn)

什么是電動機的軟起動？運用串接于電源與被控電機之間的軟起動器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動結(jié)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(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。簡單說，就是啟動電壓逐漸上升，不是開始就全壓啟動。三相異步電機的啟動方法直接起動，也叫全壓起動。起動時通過一些直接起動設(shè)備，將全部電源電壓(即全壓)直接加到異步電動機的定子繞組，使電動機在額定電壓下進行起動。一般情況下，直接起動時起動電流為額定電流的3～8倍，起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1～2倍。根據(jù)對國產(chǎn)電動機實際測量，某些籠型異步電動機起動電流甚至可以達到8～12倍。直接起動的起動線路是最簡單的，然而這種起動方法有諸多不足。對于需要頻繁起動的電動機，過大的起動電流會造成電動機的發(fā)熱，縮短電動機的使用壽命；同時電動機繞組在電動力的作用下，會發(fā)生變形，可能引起短路進而燒毀電動機；另外過大的起動電流，會使線路電壓降增大，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，有時甚至使它們停下來或無法帶負載起動。這是因為Ts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，異步電動機的功率小于7．5kW時允許直接起動。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，電動機也可允許直接起動。

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

減壓起動是在起動時先降低定子繞組上的電壓，待起動后，再把電壓恢復(fù)到額定值。減壓起動雖然可以減小起動電流，但是同時起動轉(zhuǎn)矩也會減小。因此，減壓起動方法一般只適用于輕載或空載情況。傳統(tǒng)減壓起動的具體方法很多，這里介紹以下三種減壓起動的方法：定子串接電阻或電抗起動定子繞組串電阻或電抗相當于降低定子繞組的外加電壓。由三相異步電動機的等效電路可知：起動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到減小起動電流的目的。但考慮到起動轉(zhuǎn)矩與定子繞組電壓的平方成正比，起動轉(zhuǎn)矩會降低的更多。因此，這種起動方法僅僅適用于空載或輕載起動場合。如圖所示：當起動電機時，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流進電機。當電機起動完成時KM吸合，短接電阻或電抗R定子串接電阻或電抗起動星-三角形(丫-△)起動星-三角形起動法是電動機起動時，定子繞組為星形(丫)接法，當轉(zhuǎn)速上升至接近額定轉(zhuǎn)速時，將繞組切換為三角形(△)接法，使電動機轉(zhuǎn)為正常運行的一種起動方式。星-三角形起動方法雖然簡單，但電動機定子繞組的六個出線端都要引出來，略顯麻煩。圖為星-三角形起動法的原理圖。接觸器KM2和KM3互鎖，即其中一個閉合時，必須保證另一個斷開。KM2閉合時，定子繞組為星形(丫)接法，使電動機起動。切換至KM3閉合，定子繞組改為三角形(△)接法，電動機轉(zhuǎn)為正常運行。由控制電路中的時間繼電器KT確定星-三角切換的時間。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)時的l/，故星-三角形起動時起動電流及起動轉(zhuǎn)矩均下降為直接起動的1／3。由于起動轉(zhuǎn)矩小，該方法只適合于輕載起動的場合。星-三角形(丫-△)起動自耦變壓器起動轉(zhuǎn)子繞組串電阻降壓啟動頻敏變阻器水電阻（液阻)串電阻無刷無環(huán)啟動器傳統(tǒng)降壓啟動的缺點：投資大，線路復(fù)雜，維修量大，串電阻啟動不平滑，性能不穩(wěn)定，體積龐大。以上各種起動器現(xiàn)在雖然還有不少在應(yīng)用看，但軟起動器將要代替這些是肯定的。

電機軟起動器培訓(xùn)必要性一、為什么要學(xué)習(xí)電機軟起動器？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歲數(shù)的維修電工比較多渴望多學(xué)習(xí)新東西軟啟動器工作原理1、軟啟動器（SoftStarters）：是一種集電機軟起動、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置

。2、軟起動主要由串接于電源與被控電動機之間三對反并聯(lián)晶閘管調(diào)壓電路及電子控制電路構(gòu)成。軟啟動器工作原理軟啟動器工作原理軟啟動器采用三相反并聯(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(dǎo)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，避免啟動過流跳閘及對電網(wǎng)的沖擊。軟啟動器工作原理待電機達到額定轉(zhuǎn)數(shù)時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓，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(wǎng)避免了諧波污染。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(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊軟起動器特點(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)、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直接電機軟起動器啟動方式（1）斜坡升壓軟起動。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(dǎo)通角，使之與時間成一定函數(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。（2）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(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定（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(jù)電動機負載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大，則起動轉(zhuǎn)矩大，起動時間短。該起動方式是應(yīng)用最多的起動方式，尤其適用于風(fēng)機、泵類負載的起動。電機軟起動器啟動方式（3）階躍起動。開機，即以最短時間，使起動電流迅速達到設(shè)定值，即為階躍起動。通過調(diào)節(jié)起動電流設(shè)定值，可以達到快速起動效果。（4）脈沖沖擊起動。在起動開始階段，讓晶閘管在級短時間內(nèi)，以較大電流導(dǎo)通一段時間后回落，再按原設(shè)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(yīng)用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處在哪里？籠型電機傳統(tǒng)的減壓起動方式有Y-q起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬于有級減壓起動，存在明顯缺點，即起動過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處是：（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(dǎo)通角，使電機起動電流從零線性上升至設(shè)定值。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處在哪里？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。什么是電動機的軟停車？電機停機時，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)用場合，不允許電機瞬間關(guān)機。例如：高層建筑、大樓的水泵系統(tǒng)，如果瞬間停機，會產(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)，需要電機逐漸停機，即軟停車，采用軟起動器能滿足這一要求。在泵站中，應(yīng)用軟停車技術(shù)可避免泵站的“拍門”損壞，減少維修費用和維修工作量。軟起動器中的軟停車功能是，晶閘管在得到停機指令后，從全導(dǎo)通逐漸地減小導(dǎo)通角，經(jīng)過一定時間過渡到全關(guān)閉的過程。停車的時間根據(jù)實際需要可在0~120s調(diào)整。軟起動器具有哪些保護功能？（1）過載保護功能：軟起動器引進了電流控制環(huán)，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(shè)定和反時限控制模式，實現(xiàn)了過載保護功能，使電機過載時，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報警信號。（2）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(fā)生斷流，即可作出缺相保護反應(yīng)。（3）過熱保護功能：通過軟起動器內(nèi)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后自動關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報警信號。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臺潛水泵、3臺加壓泵、一個蓄水池。正常工作時，2臺潛水泵向蓄水池蓄水，1臺加壓泵向礦區(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償3#軟起補償水井線路進線進線1#軟起2#軟起1#變2#變雜動621622三臺加壓泵的啟動控制因為加壓泵采用380V200KW低壓電機，電機功率較大，而變壓器容量較小僅為630KVA，不宜采用直接啟動方式，故采用QB42-200電機軟啟動器啟動。QB----異步電動機半導(dǎo)體軟啟動器；4---設(shè)計序列號；2---普通可控硅；200----功率規(guī)格，適配電機200KW.QB42-200電機軟啟動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)通角控制電機電壓的平穩(wěn)升降和無觸點通斷，完成電機的平穩(wěn)啟停。QB42-200電機軟啟動器特性，具有降低電機啟動電流；降低電網(wǎng)電壓波動；減小電機及其負載設(shè)備的啟動應(yīng)力，延長電機的使用壽命；具有完善可靠的保護功能；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630KVA變壓器作為水源井低壓電源，主要是為3臺加壓泵供電；4臺75KW潛水泵分別由4臺125KVA柱上變壓器沿獨立水井線路供電。3臺200KW加壓泵和4臺75KW潛水泵采用電腦集中控制和機旁手動控制方式；軟啟動器電氣原理圖MKMRSTUVW1112KM1KA1314151617181920FRQFL1L2L3NKM旁路運行故障信號加壓泵控制電路圖214387LNSS3KA1KA1KAPLC手動集中檢修機旁啟動集中信號SA5KA2KA運行信號運行指示停機指示故障信號電源信號自軟啟動2KA2KA自軟啟動3KA4KA加壓泵控制電路圖4041434549集中位設(shè)備運行故障電源指示5KA2KA3KA4KA軟啟動器柜各繼電器送至PLC的各點QB42-200軟啟動器參數(shù)設(shè)置說明參數(shù)名稱工作模式控制方式啟動時間突跳時間啟動電壓限流系數(shù)額定電流設(shè)定斜坡端子15秒0秒240V4.5379A2.該軟啟動器啟動時間是指輸出電壓從0V至380V所需時間，電機實際啟動時間與負載大小有關(guān)，一般都小于設(shè)定的啟動時間。3.實踐證明，軟啟動器出廠設(shè)定值35秒對水源井加壓泵并不合適，啟動時間較長，沒有到旁路運行軟啟動器即報故障，停止運行，后經(jīng)反復(fù)試驗取15秒比較合適。4.突跳時間是對于高轉(zhuǎn)矩負載，軟啟動器在初始時間輸出全壓，使電機能夠迅速克服負載靜摩擦力和慣量開始轉(zhuǎn)動，這段輸出全壓時間稱為突跳時間。在啟動1.在電機啟動過程中，建議采用電壓斜坡控制模式，就是當電機啟動時，軟啟動器開始輸出起始電壓，然后沿一定斜率，經(jīng)過啟動時間，達到額定電壓，由于輸出轉(zhuǎn)矩隨輸出電壓而增加，只要啟動電壓選擇合適（60℅Ue)，就可使負載立即轉(zhuǎn)動起來。四臺潛水泵電氣原理圖MAL1L2L3QFKMFR潛水泵控制電路圖2143LNSS3KA1KAPLC手動集中檢修機旁啟動集中信號SA1KM運行信號運行指示停機指示故障信號電源信號1KA1KA3KA4KA1KAFR潛水泵控制電路圖78集中位運行指示故障電源指示機旁檢修集中1KA3KA4KA送至PLC各點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#加壓泵運行1#加壓泵故障1#加壓泵正常2#加壓泵集中2#加壓泵運行2#加壓泵故障2#加壓泵正常3#加壓泵集中3#加壓泵運行3#加壓泵故障3#加壓泵正常備用1#潛水泵集中1#潛水泵運行1#潛水泵故障DINL繼電器6ES7321-1BL00-OAAOL1-3M1-3