軟啟動器的功能特點

軟啟動器的功能特點

功能特點

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。

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斷晶閘管，并發(fā)出報警信號。

4、測量回路參數(shù)功能：電動機工作時，軟啟動器內(nèi)的檢測器一直監(jiān)視著電動機運行狀態(tài)，并將監(jiān)測到的參數(shù)送給CPU進行處理，CPU將監(jiān)測參數(shù)進行分析、存儲、顯示。因此電動機軟起動器還具有測量回路參數(shù)的功能。

5、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。

主要應用

    交流鼠籠異步電動機由于結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，效率高而被人們廣泛地應用于機械設備的拖動中。在民用建筑中的大多數(shù)機械設備如消防泵、噴淋泵、生活泵、冷凍機組等的動力都是交流鼠籠異步電機。當建筑物層數(shù)較高或規(guī)模較大時，這些機械設備的電機的額定功率通常都較大，如消防泵的額定功率通常都在55kW-150kW之間。這些設備在起動過程中，將產(chǎn)生較大的起動電流，造成較大的電壓降。因此恰當?shù)剡x擇起動方式具有減少供電容量和保證建筑物供電可靠性等重要意義。正因為如此，軟啟動器在民用建筑領域的應用中將具有廣闊前景。

1、民用建筑中水泵等動力設備的啟動方式的比較

眾所周知，鼠籠式異步電機采用全壓起動時起動電流大，起動時間長的。

當電機的功率較大時，起動電流很大（起動電流為額定電流的5—8倍）。很大的起動電流將引起配電系統(tǒng)的電壓降，影響接在同一臺變壓器或同一條供電線路上的其它電氣設備的正常工作，甚至使柴油發(fā)電機組熄火停機。同時由于起動轉(zhuǎn)矩較大，將對負載產(chǎn)生沖擊，增加傳動部件的磨損和額外維護。所以當電機的容量較大（一般為超過電源容量的20%—30%時）均采用降壓起動。

傳統(tǒng)上采用的降壓起動的方法有Y/△換接起動和自耦變壓器降壓起動。雖然這兩種起動方式均可降低起動電流，但是在降壓起動過程完成后的分檔投切和加全壓的瞬間，仍將產(chǎn)生數(shù)倍額定電流的尖峰電流（二次沖擊電流），此電流將對配電系統(tǒng)造成沖擊，同時產(chǎn)生的破壞性的動態(tài)轉(zhuǎn)矩會引起水泵電機的機械震動，對電機的轉(zhuǎn)子、中間齒輪等非常有害，并使供電線路電耗增大。

軟啟動器也是降壓起動器的一種。它是利用性能先進的微處理器，合理有序地控制大功率晶閘管組件導通，使之產(chǎn)生逐步增加的平滑的交流電壓加在交流電動機上，使電動機按預先設定的方式和參數(shù)進行漸進地加速，實現(xiàn)軟起動。可見采用軟起動器可以對大電機實現(xiàn)平滑、均勻穩(wěn)定的起動，避免大電機起動時對電網(wǎng)的沖擊，減少機械震動和噪音，減少供電線路的電耗。

2、軟起動器在民用建筑動力設備控制中的應用

軟起動器具有軟起動，軟停止，泵控制，定時低速運行等多種功能。因此，在民用建筑領域的動力設備控制中具有傳統(tǒng)降壓起動器不可比擬的優(yōu)越性。下面以某高層建筑中的消防泵為例，分析軟起動器在消防泵的起動及運行控制方面的突出優(yōu)點。該高層建筑中消防泵的最大容量為110KW，一備一用。采用A-B公司的150-B240NBD軟起動器。

1）軟起動如前所述，在起動時間ts內(nèi)，電機的端電壓從設定的初始值逐漸增長至滿壓，電機是平滑、無級地加速。同時起動時間ts可調(diào)節(jié)（通常在0.5-60秒之間），這有利于與空氣開關之間的配合，防止空氣開關的瞬時脫扣器在電機起動時誤跳閘。

2）泵控制功能水泵在起動和停車時，水流沖擊管道，產(chǎn)生嚴重的“水錘效應”。雖然水道專業(yè)已采取了一些消除水錘效應的措施，但是如果采用帶泵控功能的軟起動器，則完全可以消除水錘效應，減少機械維護的工作量，節(jié)省系統(tǒng)維修費用，并保證供水可靠。值得一提的是該功能為可選件，定貨圖上應注明。

3）過載保護功能一般電機的過載保護是通過熱元件來實現(xiàn)的。熱元件在電動機起動的過程中很難避開電機的起動電流而產(chǎn)生誤動作。為避免誤動，用戶常加大熱元件的動作電流，使過載保護形同虛設。而軟起動器內(nèi)置的過載保護功能是根據(jù)I2t算法用電子裝置來完成的。它可根據(jù)起動負荷的輕重即起動時間的長短不同來選擇不同的脫扣特性曲線以避免在起動過程中誤跳。由于它的過載保護是可編程的，從而為用戶提供了更大的靈活性。并且選用帶內(nèi)置過載保護功能的軟起動器可以省去熱繼電器，使控制柜內(nèi)布線更簡單，迅速。

4）參數(shù)測試功能可通過按鍵在顯示窗口選擇顯示電機的運行參數(shù)如三相電壓值、三相電流值、功率因數(shù)、運行時間等，而不需增加任何儀表。此功能可使用戶很方便的查詢電機在運行過程中的各種參數(shù)。

5）消防水泵定期自動試機由于消防水泵屬消防應急設施，平常時長期處于不使用狀態(tài)，容易出現(xiàn)泵卡死的現(xiàn)象。一旦火災發(fā)生時如果無法正常運轉(zhuǎn)，將影響消防撲救的順利進行，造成嚴重后果。《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ/T16-92第24.6.6條規(guī)定“消防泵（包括噴灑泵）、排煙風機及正壓送風機等重要消防用電設備，宜采取定期自動試機、自動檢測措施。”該軟起動器具有的定時低速運行功能，可根據(jù)用戶設定的時間自行定時起動、停止，對消防泵起到一個定期自動試機、自動檢測的作用，提高消防泵作為消防設施的可靠性，應急性。而采用傳統(tǒng)的降壓起動方式將很難對消防水泵定期自動試機。

3、民用建筑動力設備控制中采用軟起動器時應注意的問題

1）有的軟起動器具有多種內(nèi)置的保護功能，如失速及堵轉(zhuǎn)測試、相間平衡、欠載保護、欠壓保護、過壓保護等，對電機而言起到了進一步的保護作用。設計時應根據(jù)具體情況通過編程來選擇保護功能或使某些保護功能失效。《低壓配電設計規(guī)范》GB50054-95第4.3.5條規(guī)定：“突然斷電比過負載造成的損失更大的線路，其過負載保護應作用于信號而不應作用于切斷電路。”在前面提到的消防泵控制系統(tǒng)中，由于消防泵是消防應急負荷，它是在消防救火的緊要關頭工作的。當火災發(fā)生時，最重要的問題是消防泵能地運轉(zhuǎn)打水到消防管網(wǎng)中，而對消防泵電機的保護就不是重要問題。所以上面提到的某些保護功能可以通過編程使它失效，或者使保護動作于信號而不是作于使消防泵電機停機。前面提到的過載保護功能也只應動作于信號。

2）支路保護由于軟起動器本身沒有短路保護，為保護其中的晶閘管，應該采用快速熔斷器（自動空氣開關的開斷時間較長，為0.1秒，不能有效地保護晶閘管）。設計時可依據(jù)廠家提供的產(chǎn)品樣本，根據(jù)軟起動器的額定電流選擇相應的快熔斷器。

3）當軟起動器使電機制動停機時，只是晶閘管不導通，在電機與電源之間并沒有形成電氣隔離。如果此時檢修軟起動器之后的線路、電機，那是不安全的。所以在電機一次控制回路中應在軟起動器之前增加斷路器。

4）由于信息及網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代的樓宇特別是智能建筑中電子設備日益增多，它們對電網(wǎng)的質(zhì)量有較高的要求。而由于軟起動器采用了可控硅等非線性器件，所以當軟起動器功率較大或者臺數(shù)較多時，產(chǎn)生的高次諧波將對電網(wǎng)造成不良的影響并對建筑物內(nèi)的電子設備產(chǎn)生干撓。此時可裝設旁通接觸器。在軟起動器使電機平穩(wěn)起動至正常轉(zhuǎn)速后，接觸器KM閉合，把軟起動器短接。

即在起動完成之后，大功率晶閘管處于不導通狀態(tài)，減少高次諧波對電網(wǎng)及電子設備的干撓。

5）軟起動器在通過電流時將會產(chǎn)生熱耗散，安裝時應注意在其上、下方留出一定空間，以使空氣能流過其功率模塊。當軟起動器額定電流較大時，要采用風機降溫。風機的電源可取自電機控制系統(tǒng)的二次回路。

總之，軟起動器是一種新型的、性能優(yōu)良的起動裝置，是交流異步電機起動器的首選產(chǎn)品。但是由于軟起動器主要為進口產(chǎn)品，價格較高。

主要特點

1、在結(jié)構(gòu)上采用電動機軟啟動器作為控制輸出執(zhí)行元件，

控制邏輯用 PLC 可編程控制器實現(xiàn)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單明了，采用數(shù)字監(jiān)控和數(shù)字設定，提高了控制系統(tǒng)的可靠性，也便于維護。同時具有外控功能，可根據(jù)使用情況進行連接，方便控制。

2、電動機軟啟動器對電動機提供平滑漸進的啟動過程，減少啟動電流對電網(wǎng)或發(fā)電設備的沖擊，將啟動電流控制在安全范圍內(nèi)，改善了原控制系統(tǒng)因啟動電流較大沖擊廠用電源而影響其它設備正常運行的狀況。

3、啟動過程采用雙向可控硅，啟動過程完成后，接觸器短接可控硅的控制方式，避免了用接觸器直接控制電動機使觸點易拉弧、粘連、燒壞等故障的發(fā)生CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，同時也節(jié)約了能源。

4、軟啟動、軟停車方式，降低設備的振動和噪聲，減少機械應力，延長發(fā)電設備及機械傳動系統(tǒng)地使用壽命。

5、具有過流、過載、電源缺相等多種保護功能，同時可以檢測到負載所涉及（如空壓機）系統(tǒng)各種不良運行情況，有利于保護設備的安全運行。

6、控制盤上的顯示功能，便于在現(xiàn)場全面了解設備運行情況。

7、數(shù)字化參數(shù)設定及顯示功能直觀、方便、省時。

性能特點

    軟啟動采用軟件控制方式來平滑啟動電動機，控制方式是以軟（件）控強（電）。其控制結(jié)果將電動機啟動特性由“硬”平滑為“軟”平滑，故被稱為“軟啟動”。軟啟動又分為兩種：一種是采用變頻恒轉(zhuǎn)矩限流啟動；另一種是采用晶閘管調(diào)壓啟動，又稱智能軟啟動。

兩類軟啟動的對比：

1、技術(shù)性能。采用變頻調(diào)速啟動，啟動時具有良好的靜、動態(tài)性能，

即使是在低速情況下也能隨意調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)矩，能以恒轉(zhuǎn)矩啟動電動機，啟動電流可以限制在 的額定電流以下。采用智能軟啟動，啟動時由于轉(zhuǎn)矩是按電壓比的二次方減小，因此啟動轉(zhuǎn)矩很小。軟啟動器有電流反饋，也可采用恒流啟動，即在啟動過程中保持啟動電流不變，直到電動機接近同步轉(zhuǎn)速。從技術(shù)性能方面考慮，變頻調(diào)速啟動適用于較大啟動轉(zhuǎn)矩的負載，一般是大于 的場合，如往復式空壓機、離心分離機、帶負載的輸送機、破碎機、螺旋式或如旋轉(zhuǎn)式空壓機、離心式風機、離心泵、空載啟動的輸送機及各種空載啟動的設備。

2、經(jīng)濟性。采用變頻器調(diào)速啟動比智能軟啟動的投資費用高兩倍甚至三倍。

綜合以上技術(shù)性能和經(jīng)濟性，對于工礦企業(yè)能實際推廣的啟動方式當數(shù)后者。

智能軟啟動器：

    智能軟啟動主要由串接于電源與被控電動機之間的三對反并聯(lián)晶閘管組成的調(diào)壓電路構(gòu)成，以微處理器為控制核心，整個啟動過程在數(shù)字化程序軟件控制下自動進行。智能軟啟動器利用三對晶閘管的電子開關特性，通過啟動器中的微處理器，控制其觸發(fā)脈沖的遲早來改變觸發(fā)延遲角的大小，而晶閘管觸發(fā)延遲角的大小，又可改變晶閘管的導通時間，從而最終改變加到定子繞組的三相電壓的大小。異步電動機定子調(diào)壓的特點是，電動機轉(zhuǎn)矩近似與定子電壓的二次方成正比，電動機的電流和定子電壓成正比，因此，電動機的啟動轉(zhuǎn)矩和初始電流的限制可以通過定子電壓的控制來實現(xiàn)。而電動機定子電壓又是通過晶閘管的導通角來控制的，所以不同的初始相角可實現(xiàn)不同的端電壓，以滿足不同的負載啟動特性。在電動機啟動過程中，晶閘管的導通角逐漸增大，晶閘管的輸出電壓也逐漸增加，電動機從零開始加速，直到晶閘管全導通，啟動完成，從而實現(xiàn)電動機的無級平滑啟動。電動機的啟動轉(zhuǎn)矩和啟動電流的最大值可根據(jù)負載情況設定。