应用指南

电子软启动器启动方式及现场应用

日期:2014年11月17日 09:08

  摘要:随着电力电子技术的快速发展,智能型软起动器得到广泛应用。智能型软起动器是一种集软起动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的新颖电机控制装备,又称为Soft Starter。它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电机,而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数,如限流值、起动时间等。此外,它还具有多种对电机保护功能,这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。
  1、软起动起动性能特点
  (1)启动电压可调,保证电机的最小启动转矩,避免电机过热和能源浪费;
  (2)控制电机平滑启动,减少启动电流冲击;
  (3)启动电流可根据负载情况调整,减少启动损耗,以最小的电流产生最佳的转矩。
  (4)启动时间可调,在该时间范围内,电机转速逐渐上升,避免转速冲击。
  (5)对传动机械的机械保护,清除转矩浪涌并降低冲击电流。
  (6)恒定的加减速,不需要测速机,即使当电机负载变化时也是如此。
  (7)自由停车和软停车可选,软停车快慢可调。
  (8)有相序、缺相、过热、启动过程过流、运行过程过流和过载的检测及保护,其过流值和过载值可调。
  2、软启动的主要起动方式
  软起动器的起动方式是指用什么方法使电动机由静止态到稳定的运转态。例如限电流起动,电压斜坡起动,电流带冲击的起动以及这些方式的交替或组合起动方式等。
  (1)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,根据负载可调,将调到大于负载静摩擦力矩,使负载能立即开始转动。这时输出电压从开始按
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电压,当电机达到额定转速时,使输出电压达到额定电压。
  (2)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(J )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J ,然后保持输出电流J(J的条件
下逐渐升高电压,直到额定电压,使电机转速逐渐升高,直到额定转速。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。
  (3)突跳起动:这一起动开始阶段,让晶闸管在极短的时间内全导通后回落,再按原设定的值线性上升,进入恒流起动,该起动方法适用于重载并需克服摩擦的起动场合。如采用此方式,还可以减少
启动时的振动。
  (4)组合起动方式:在实际应用的施耐德及西门子软启动器经常采用的是组合起动方式,即满足给定的电压与电流条件下,主板根据负荷变化,通过计算,输出一种最佳启动方式。组合起动方式对主
板要求较高,但是启动效果较好,适用于大负荷及对启动要求较高的场所。
  3、软起动与传统减压起动方式的不同之处是
  (1)无冲击电流。软启动器在起动电机时,通过逐渐增大晶闸管导通角,使电机起动电流从零线性上升至设定值。对电机无冲击,提高了供电可靠性,平稳起动,减少对负载机械的冲击转矩,延长
机器使用寿命。
  (2)有软停车功能,即平滑减速,逐渐停机,它可以克服瞬间断电停机的弊病,减轻对重载机械的冲击,避免高程供水系统的水锤效应,减少设备损坏。
  (3)起动参数可调,根据负载情况及电网继电保护特性选择,可自由地无级调整至最佳的起动电流。
  4、软启动器在实际运行主要存在的几个问题
  (1)可控硅击穿:在软启动器出现故障率最高的应该是可控硅击穿,造成可控硅击穿的原因可能有以下几点:第一、运行环境潮湿的影响,由于环境潮湿,是造成可控硅击穿的主要原因之一,随着运
行环境的改善,故障率明显减少;第二、运行温度过高,也是造成可控硅击穿的一个主要原因。第三、可控硅质量不好也是造成可控硅击穿的一个原因。第四、因电网谐振造成尖幅脉冲,瞬间的高电压击穿,门极短路。可控硅一旦被击穿后,可控硅就相当于3个串联的二极管,失去其电子开关特性。如此时启动,电动机将承受很大的启动电流的冲击,严重时将会烧毁电机。所以电路上应加以保护。
  (2)驱动板及主板控制元件损坏:对于驱动板来说,它主要是提供触发脉冲,以改变可控硅导通角,由此来改变电动机输入电压的大小。
  (3)对于主控板来说,主板相当于人的大脑,是信号接收控制中心,如有问题,则可能出现下列情况:
  ① 软启动器处于瘫痪状态,导致驱动板不能工作,不能为可控硅提供触发脉冲信号;
  ② 不能输出控制信号或输出信号错误。
  ③ 软启动器失去控制,无法正常启动或启动后无法停止。
  5、市场上的软启动器情况
  目前市场上的软启动器可谓鱼龙混杂,有真软起也有假软起,除了可控硅,软起的关键部件是控制板,据了解,功能良好的控制板都是进口的,其中美国的本秀控制板用的最广,可以实现真正的软
起、软停,有电压调整启动、电流调整启动、恒功率启动、恒转矩启动等四种模式的启动方式,保证在高负载的情况下也能启动。
  用于矿山的低压软启动的电压时1140V,中压3000V,高压的是6000V。两个可控硅反并联安装成一组,电压高的要一组一组串联起来。高压的要采用光纤触发,以将控制电路、主电路有效隔离避免干
扰。

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