襄陽源創(chuàng)電氣有限公司小王告訴我們:軟起動器實(shí)際上是一個(gè)晶閘管交流調(diào)壓器。改變晶閘管的觸發(fā)角,就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。在整個(gè)起動過程中,軟起動器的輸出是一個(gè)平滑的升壓過程(且可具有限流功能),直到晶閘管全導(dǎo)通,電機(jī)在額定電壓下工作。“軟啟動”不僅能夠大幅度減輕傳動系統(tǒng)本身所受到的啟動沖擊,延長關(guān)鍵零部件的使用壽命,同時(shí)還能大大縮短電動機(jī)啟動電流的沖擊時(shí)間,減小對電動機(jī)的熱沖擊負(fù)荷及對電網(wǎng)的影響,從而節(jié)約電能并延長電動機(jī)的工作壽命。此外,通過使用“軟啟動”技術(shù),在電動機(jī)的選型上將可以選用容量較小的電動機(jī),因而也能夠減少不必要的設(shè)備投資
運(yùn)用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟起動器,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,直至起動結(jié)束,賦予電機(jī)全電壓,即為軟起動,在軟起動過程中,電機(jī)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(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)起動過程中,有時(shí)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(shí)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(jī)起動的初始階段起動電流逐漸增加,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(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大,則起動轉(zhuǎn)矩大,起動時(shí)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(jī)、泵類負(fù)載的起動。
。3)階躍起動。開機(jī),即以最短時(shí)間,使起動電流迅速達(dá)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(dá)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(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。
電機(jī)的啟動分全壓啟動和降壓啟動
籠型電機(jī)的降壓啟動有電阻降壓、自耦降壓,星-三角轉(zhuǎn)換、無觸點(diǎn)降壓啟動。
電阻降壓損耗較大,基本淘汰。第二第三種方式轉(zhuǎn)換過程中有一個(gè)瞬間的失壓。
軟啟動器應(yīng)屬于無觸點(diǎn)降壓啟動(個(gè)人認(rèn)為),這種方式啟動過程平滑,電壓從低到高逐漸升高,特性柔和,所以稱為軟啟動。
星三角和自藕降壓也是調(diào)壓起動,只不過他們是分檔來調(diào)壓的,星三角分兩檔,220和380,自藕降壓調(diào)壓檔分得細(xì)點(diǎn)而已,軟起動就是無級壓,用可控硅去調(diào)節(jié)。
下面介紹以下Y-Δ啟動
對于正常運(yùn)行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動機(jī)來說,如果在起動時(shí)將定子繞組接成星形,待起動完畢后再接成三角形,就可以降低起動電流,減輕它對電網(wǎng)的沖擊。這樣的起動方式稱為星三角減壓起動,或簡稱為星三角起動(Y-Δ起動)。 星一三角形換接起動就是一種簡單方便的降壓起動方式.星三角起動可通過手動和自動操作控制方式實(shí)現(xiàn)。
Y—△降壓起動也稱為星形—三角形降壓起動,簡稱星三角降壓起動。這一線路的設(shè)計(jì)思想仍是按時(shí)間原則控制起動過程。所不同的是,在起動時(shí)將電動機(jī)定子繞組接成星形,每相繞組承受的電壓為電源的相電壓(220V),減小了起動電流對電網(wǎng)的影響。而在其起動后期則按預(yù)先整定的時(shí)間換接成三角形接法,每相繞組承受的電壓為電源的線電壓(380V),電動機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。凡是正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的鼠籠式異步電動機(jī),均可采用
這種線路。采用星三角起動時(shí),起動電流只是原來按三角形接法直接起動時(shí)的1/3。如果直接起動時(shí)的起動電流以6~7Ie計(jì),則在星三角起動時(shí),起動電流才2~2.3倍。起動電流降低了,起動轉(zhuǎn)矩也降為原來按三角形接法直接起動時(shí)的1/3。除此之外,星三角起動方式還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),即當(dāng)負(fù)載較輕時(shí),可以讓電動機(jī)在星形接法下運(yùn)行。此時(shí),額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配,這樣能使電動機(jī)的效率有所提高,并因之節(jié)約了電力消耗。
1、當(dāng)負(fù)載對電動機(jī)啟動力矩?zé)o嚴(yán)格要求又要限制電動機(jī)啟動電流且電機(jī)滿足380V/Δ接線條件才能采用星三角啟動方法;
2、該方法是:在電機(jī)啟動時(shí)將電機(jī)接成星型接線,當(dāng)電機(jī)啟動成功后再將電機(jī)改接成三角型接線(通過雙投開關(guān)迅速切換);
3、因電機(jī)啟動電流與電源電壓成正比,此時(shí)電網(wǎng)提供的啟動電流只有全電壓啟動電流的1/3 ,但啟動力矩也只有全電壓啟動力矩的1/3。
4、星三角啟動,屬降壓啟動他是以犧牲功率為代價(jià)來換取降低啟動電流來實(shí)現(xiàn)的。所以不能一概而以電機(jī)功率的大小來確定是否需采用星三角啟動,還的看是什么樣的負(fù)載,一般在需要啟動時(shí)負(fù)載輕運(yùn)行時(shí)負(fù)載重尚可采用星三角啟動,一般情況下鼠籠型電機(jī)的啟動電流是運(yùn)行電流的5—7倍,而對電網(wǎng)的電壓要求一般是正負(fù)10%(我記憶中)為了不形成對電網(wǎng)電壓過大的沖擊所以要采用星三角啟動,一般要求在鼠籠型電機(jī)的功率超過變壓器額定功率的10%時(shí)就要采用星三角啟動。只有鼠籠型電機(jī)才采用星三角啟動。一家之言,姑且聽之. 本人在實(shí)際使用過程中,發(fā)現(xiàn)需星三角降壓啟動的電機(jī)從11KW開始就有需要的,如風(fēng)機(jī)、在啟動時(shí)11KW電流在7-9倍(100)A左右,按正常配置的熱繼電器根本啟動不了(,關(guān)風(fēng)門也沒用)熱繼電器配大了又起不了保護(hù)電機(jī)的作用,所以建議用降壓啟動。而在一些啟動負(fù)荷較小的電機(jī)上,由于電機(jī)到達(dá)恒速時(shí)間短,啟動時(shí)電流沖擊影響較小,所以在30KW左右的電機(jī),選用1.5倍額定電流的斷路器直接啟動,長期工作一點(diǎn)問題都沒有。
軟啟動跟變頻是兩碼事,變頻是調(diào)速,軟起動不需要變頻。軟啟動器主要用在啟動和停止時(shí);變頻器主要用于調(diào)速,但是他也可以實(shí)現(xiàn)軟啟的功能,當(dāng)然價(jià)格也更貴!
軟起動和星三角都是降壓啟動,據(jù)說建筑行業(yè)規(guī)定17.5KW以上的電機(jī)應(yīng)降壓啟動。不過用不用降壓啟動的關(guān)鍵還是看變壓器的容量,由于電機(jī)全壓啟動的4~8倍啟動電流,可能會影響電網(wǎng)中其他設(shè)備。
另外一般星角啟動的啟動力矩小,不能啟動重負(fù)載。軟起動更平緩,啟動電流可限流,也可以啟動重載。不過成本更高。
軟啟動只能在啟動時(shí)作用以電機(jī),啟動結(jié)束后即可退出運(yùn)行。而變頻器除了具有軟起的功能外,在運(yùn)行狀態(tài)下可對電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速的控制調(diào)整。
變頻器的優(yōu)勢;
A、可以對電動機(jī)的起動與停止施加影響;
B、有恒定的電壓——變頻關(guān)系;
C、對機(jī)器、負(fù)載及電網(wǎng)的沖擊較。
D、可以調(diào)整電動機(jī)速度。
變頻器的不足:
A、價(jià)格高;
B、存在電磁兼容問題,通常需要配合濾波器共同使用。
結(jié)論:變頻器被日益普遍使用,但非一定要在所有場合都應(yīng)用變頻器,可以通過使用軟起器來節(jié)省大量投資。使用變頻器的最大好處是能提供電動機(jī)調(diào)速功能。
軟起動器的優(yōu)勢:
A、可以對電動機(jī)起動與停止施加影響。
B、可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)器、負(fù)載及電網(wǎng)的最小沖擊。
C、比變頻器便宜得多。
D、比星三角起動器尺寸小很多。
E、安裝簡單。
F、沒有電磁兼容性問題。
不足:無法進(jìn)行調(diào)速。
結(jié)論:軟起動可以減少對電動機(jī)、電器及電網(wǎng)的沖擊,價(jià)格相對較低。
1.變頻器
通常在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品加工制造業(yè)中風(fēng)機(jī)設(shè)備主要用于鍋爐燃燒系統(tǒng)、烘干系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)等場合,根據(jù)生產(chǎn)需要對爐膛壓力、風(fēng)速、風(fēng)量、溫度等指標(biāo)進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)以適應(yīng)工藝要求和運(yùn)行工況。而最常用的控制手段則是調(diào)節(jié)風(fēng)門、擋板開度的大小來調(diào)整受控對象。這樣,不論生產(chǎn)的需求大小,風(fēng)機(jī)都要全速運(yùn)轉(zhuǎn),而運(yùn)行工況的變化則使得能量以風(fēng)門、擋板的節(jié)流損失消耗掉了。在生產(chǎn)過程中,不僅控制精度受到限制,而且還造成大量的能源浪費(fèi)和設(shè)備損耗。從而導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加,設(shè)備使用壽命縮短,設(shè)備維護(hù)、維修費(fèi)用高居不下。
泵類設(shè)備在生產(chǎn)領(lǐng)域同樣有著廣闊的應(yīng)用空間,提水泵站、水池儲罐給排系統(tǒng)、工業(yè)水(油)循環(huán)系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)均使用離心泵、軸流泵、齒輪泵、柱塞泵等設(shè)備。而且,根據(jù)不同的生產(chǎn)需求往往采用調(diào)整閥、回流閥、截止閥等節(jié)流設(shè)備進(jìn)行流量、壓力、水位等信號的控制。這樣,不僅造成大量的能源浪費(fèi),管路、閥門等密封性能的破壞;還加速了泵腔、閥體的磨損和汽蝕,嚴(yán)重時(shí)損壞設(shè)備、影響生產(chǎn)、危及產(chǎn)品質(zhì)量。
風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備多數(shù)采用異步電動機(jī)直接驅(qū)動的方式運(yùn)行,存在啟動電流大、機(jī)械沖擊、電氣保護(hù)特性差等缺點(diǎn)。不僅影響設(shè)備使用壽命,而且當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)機(jī)械故障時(shí)不能瞬間動作保護(hù)設(shè)備,時(shí)常出現(xiàn)泵損壞同時(shí)電機(jī)也被燒毀的現(xiàn)象。
近年來,出于節(jié)能的迫切需要和對產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求,加之采用變頻調(diào)速器(簡稱變頻器)易操作、免維護(hù)、控制精度高,并可以實(shí)現(xiàn)高功能化等特點(diǎn);因而采用變頻器驅(qū)動的方案開始逐步取代風(fēng)門、擋板、閥門的控制方案。
變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系:n=60f(1-s)/p,(式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對數(shù));通過改變電動機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
變頻器就是基于上述原理采用交-直-交電源變換技術(shù),電力電子、微電腦控制等技術(shù)于一身的綜合性電氣產(chǎn)品。
變頻器可以在電動機(jī)從啟動到正常運(yùn)行再到停機(jī)的每一次運(yùn)行循環(huán)中,對轉(zhuǎn)速、扭矩和功率等所有相對變量進(jìn)行精確控制;另一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)就是其控制設(shè)備為靜態(tài),即沒有移動部件。其可靠性因而也提高了,維護(hù)工作量很小。
然而,變頻器的缺點(diǎn)是前期投資成本相對過大,這一點(diǎn)限制了其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用,尤其在那些正常運(yùn)行中實(shí)際上并不要求定時(shí)控制的設(shè)備中的應(yīng)用。
不過,隨著技術(shù)的不斷更新以及價(jià)格的下降,變頻器已經(jīng)贏得了很大的市場。
2.軟啟動器
軟啟動器于20世紀(jì)70年代末到80年代初投入市場,它與變頻器相似,同樣以電子和可控硅為基礎(chǔ)?梢赃@樣說,它填補(bǔ)了星-三角啟動器和變頻器在功能實(shí)用性和價(jià)格之間的鴻溝。采用軟啟動器,可以控制電動機(jī)的電壓,使其在啟動過程中逐漸地升高,很自然地限制啟動電流。這就意味著電動機(jī)可以平穩(wěn)地啟動,機(jī)械和電應(yīng)力也降至最。辉撗b置還有一種附帶的功能,即可用來“軟”停機(jī)。
由于該啟動器采用電子式電路,可以相對比較容易地通過安全和事故指示燈增強(qiáng)其基本功能,改善電動機(jī)的保護(hù),簡化故障查找,如失相、過電流和超高溫保護(hù),以及正常運(yùn)行、電動機(jī)滿電壓和某些故障指示。象斜坡電壓和初始電壓等所有設(shè)定值都可以很容易地在啟動器面板上設(shè)定。
另外,軟啟動器除了完全能夠滿足電動機(jī)平穩(wěn)啟動這一基本要求外,還具有很多優(yōu)點(diǎn),比如可靠性高、維護(hù)量小、電動機(jī)保護(hù)良好以及參數(shù)設(shè)置簡單。
然而軟啟動器仍有一個(gè)缺陷,那就是不能長時(shí)間用于啟動扭矩要求很高的電動機(jī)驅(qū)動裝置上。這種局限性主要因?yàn),軟啟動器?shí)際上是靠將自身電壓斜坡式抬升至最大值(而在停機(jī)過程中又逐漸下降至設(shè)定的關(guān)機(jī)水平)來完成工作。由于扭矩與電壓平方成正比,連接電動機(jī)不能從一開始就達(dá)到最大扭矩,因此,軟啟動器更適合于水泵、風(fēng)扇、傳送帶、電梯等輕型易啟動的設(shè)備。
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