軟起動器是一種集軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制
裝置,國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。
運用不同的方法,控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角,使被控電機的輸入
電壓按不同的要求而變化,就可實現(xiàn)不同的功能。
軟
起動器和
變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器是用于需要調(diào)速的地方,其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率;
軟起動器實際上是個調(diào)壓器,用于電機起動時,輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動器功能,但它的價格比軟起動器貴得多,結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。
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。軟起動一般有下面幾種起動方式。
(1)斜坡升壓軟起動。這種起動方式簡單,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)斜坡恒流軟起動。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(dāng)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)用多的起動方式,尤其適用于風(fēng)機、泵類負載的起動。
(3)階躍起動。開機,即以短時間,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。
3.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。
(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?zé)o級調(diào)整至佳的起動電流。
4.什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。
5.軟起動器是如何實現(xiàn)輕載節(jié)能的?
籠型異步電機是感性負載,在運行中,定子線圈繞組中的電流滯后于電壓。如電機工作電壓不變,處于輕載時,功率因數(shù)低,處于重載時,功率因數(shù)高。軟起動器能實現(xiàn)在輕載時,通過降低電機端電壓,提高功率因數(shù),減少電機的銅耗、鐵耗,達到輕載節(jié)能的目的;負載重時,則提高電機端電壓,確保電機正常運行。
6.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。
( 4 )其它功能:通過電子電路的組合,還可在系統(tǒng)中實現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護。
MCC(Motor Control Center)控制柜,即電動機控制中心。軟起動MCC控制柜由以下幾部分組成:(1)輸入端的斷路器,(2)軟起動器(包括電子控制電路與三相晶閘管),(3)軟起動器的旁路接觸器,(4)二次側(cè)控制電路(完成手動起動、遙控起動、軟起動及直接起動等功能的選擇與運行),有電壓、電流顯示和故障、運行、工作狀態(tài)等指示燈顯示。
8.有的軟起動器為什么裝有旁路接觸器?
大多數(shù)軟起動器在晶閘管兩側(cè)有旁路接觸器觸頭,其優(yōu)點是:
(1)控制柜具有了兩種起動方式(直接起動、軟起動)。
(2)軟起動結(jié)束,旁路接觸器閉合,使軟起動器退出運行,直至停車時,再次投入,這樣即延長了軟起動器的壽命,又使電網(wǎng)避免了
諧波污染,還可減少軟起動器中的晶閘管發(fā)熱損耗。
9.軟起動MCC控制柜有哪些擴展功能?
將軟起動MCC控制柜進一步加以組合,可以實現(xiàn)多種復(fù)合功能。例如:將兩臺控制柜加上控制邏輯,可以組成“一用一備方案”,用于大樓的消防系統(tǒng)與噴淋泵、生活泵等系統(tǒng)。如果配上PC(可編程序控制器),則可以實現(xiàn)消防泵定時(如半個月)自動檢測,定時自動關(guān)閉;加上相應(yīng)的控制邏輯,則可以對消防泵及各個系統(tǒng)運轉(zhuǎn)是否正常實施平時檢測時,定時低速低水壓(不出水)運行;在滅火時,則實施全速滿載運行。將若干臺電機加上控制邏輯組合,可以組成生活泵系統(tǒng)或其它專用系統(tǒng),按需要量逐次打開各臺電機,也可逐次減少電機,實現(xiàn)佳效率運行。還可以根據(jù)客戶要求,實現(xiàn)多臺電機每次自動轉(zhuǎn)換運行,使各臺電機都處于同等的運行壽命期。
10.軟起動器適用于哪些場合?
原則上,籠型
異步電動機凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合都可適用。目前的應(yīng)用范圍是交流380V(也可660V),電機功率從幾千瓦到800kW。
軟起動器特別適用于各種泵類負載或風(fēng)機類負載,需要軟起動與軟停車的場合。
同樣對于
變負載工況、電動機長期處于輕載運行,只有短時或瞬間處于重載場合,應(yīng)用軟起動器(不帶旁路接觸器)則具有輕載節(jié)能的效果。