什么是软启动器
软启动器是一种集软启动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的电机控制装备。实现在整个启动过程中无冲击而平滑的启动电机,而且可根据电动机负载的特性来调节启动过程中的各种参数,如限流值、启动时间等。
软启动器启动方式
斜坡升压软起动:这种起动方式最简单,不具备电流闭环控制,仅调整晶闸管导通角,使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是,由于不限流,在电机起动过程中,有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏,对电网影响较大,实际很少应用。
斜坡恒流软起动:这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加,当电流达到预先所设定的值后保持恒定(t1至t2阶段),直至起动完毕。起动过程中,电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大,则起动转矩大,起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式,尤其适用于风机、泵类负载的起动。
阶跃起动:开机,即以最短时间,使起动电流迅速达到设定值,即为阶跃起动。通过调节起动电流设定值,可以达到快速起动效果。
脉冲冲击起动:在起动开始阶段,让晶闸管在极短时间内,以较大电流导通一段时间后回落,再按原设定值线性上升,连入恒流起动。该起动方法,在一般负载中较少应用,适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。笼型电机传统的减压起动方式有y-q起动、自耦减压起动、电抗器起动等。这些起动方式都属于有级减压起动,存在明显缺点,即起动过程中出现二次冲击电流。
电压双斜坡起动:在起动过程中,电机的输出力矩随电压增加,在起动时提供一个初始的起动电压us,us根据负载可调,将us调到大于负载静磨擦力矩,使负载能立即开始转动。这时输出电压从us开始按一定的斜率上升(斜率可调),电机不断加速。当输出电压达到达速电压ur时,电机也基本达到额定转速。软起动器在起动过程中自动检测达速电压,当电机达到额定转速时,使输出电压达到额定电压。
限流起动:就是电机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值(im)的软起动方式。其输出电压从零开始迅速增长,直到输出电流达到预先设定的电流限值im,然后保持输出电流i这种起动方式的优点是起动电流小,且可按需要调整。对电网影响小,其缺点是在起动时难以知道起动压降,不能充分利用压降空间。
软启动器主要功能
1、过载保护功能:软起动器引进了电流控制环,因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式,实现了过载保护功能,使电机过载时,关断晶闸管并发出报警信号。
2、缺相保护功能:工作时,软起动器随时检测三相线电流的变化,一旦发生断流,即可作出缺相保护反应。
3、过热保护功能:通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度,一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管,并发出报警信号。
4、测量回路参数功能:电动机工作时,软启动器内的检测器一直监视着电动机运行状态,并将监测到的参数送给cpu进行处理,cpu将监测参数进行分析、存储、显示。因此电动机软起动器还具有测量回路参数的功能。
5、其它功能:通过电子电路的组合,还可在系统中实现其它种种联锁保护。
软启动器工作原理
软启动器主回路的基本原理如图10-1所示,改变晶闸管的触发角,就可调节晶闸管调压电路的输出电压。其特点是电动机转矩近似与定子电压的二次方成正比。使用软启动器启动电动机时,晶闸管的输出电压逐渐增加,电动机逐渐加速,直到晶闸管全导通(如图10-2所示),电动机工作在额定电压的机械特性上,实现平滑启动降低启动电流,避免启动过流跳闸。通过降低有效电压,软启动器可以根据负载进行优化调整,减少对负载的冲击和限制启动电流(如图10-3所示)。
图10-1软启动器主回路控制原理
图10-2控制可控硅相位角调整输出电压波形
图10-3通过降低有效电压,软启动器根据负载进行优化调整
电动机达到额定转速时,启动过程结束,软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管,为电动机正常运转提供额定电压,以降低晶闸管的热损耗,延长软启动器的使用寿命,提高其工作效率,又使电网避免了谐波污染。软启动器同时还提供软停车功能,软停车与软启动过程相反,电压逐渐降低,转速逐渐下降到零,避免自由停车引起的转矩冲击。
软启动器工作原理框图见图10-4。当电动机启动时,通过可编程控制器或键盘向软启动器发出启动命令,软启动器通过可控硅控制电动机的启动电压和电流,使空压机系统在空载状态下平滑启动。当电压达到额定值时,接触器jc吸合,短接软启动器,三相电源直接加在电动机上,软启动器启动完成,并向可编程控制器发启动完成信号。当电动机停机时,通过可编程控制器或键盘向软启动器发停机令,在软启动器的控制下,电动机逐渐减速至完全停机。
图10-4 软启动器工作原理框图
软启动器内部线路与原理图
众所周知,软启动器是用来启动鼠笼式三相电机的,它和星三角启动器以及自耦降压启动器是一样的用途,只是软启动器使用的技术更加先进,附带的功能也更多,所以价格也更贵。正因如此,许多朋友对软启动器不甚了解,甚至对它有些误解,所以本文就来介绍一下软启动器的内部结构,并附上图解,让大家更好地理解它。
软启动器内部结构非常简单,主要由外壳、控制主板、按键显示板、3组可控硅及连接件还有3个互感器组成,这是普通智能型的旁路型软启动器,使用时需要配交流接触器一同使用才行。控制主板是整个软启动器的核心部分,软启动器的控制硬件和固件都依赖此块电路板,而软启动器上的可控硅、互感器及供电电源都通过接插件与控制主板相连接,显示和按键电路板也是通过排线和控制主板相连的。
软启动器内部结构请看下图:
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