軟啟動(dòng)器在我裝置的應(yīng)用

蘭順斌 高斌 強(qiáng)海玲 吳祥

摘 要：軟啟動(dòng)可減小電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)引起的電網(wǎng)電壓降，使之不影響同一電網(wǎng)其它電氣設(shè)備的正常工作，可減小電動(dòng)機(jī)的沖擊電流，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命，同時(shí)可降低傳動(dòng)機(jī)械的磨損，減少電磁干擾，降低配電容量和裝置成本。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)；軟啟動(dòng)；起動(dòng)

0 引言

軟啟動(dòng)器是將軟啟動(dòng)軟停車(chē)、輕載節(jié)能多功能保護(hù)集中為一起的電機(jī)控制裝備。在我廠有很多大功率電動(dòng)機(jī)，如果采取直接起動(dòng)，它的起動(dòng)電流可達(dá)額定電流的4～8倍，過(guò)大的起動(dòng)電流將造成電機(jī)過(guò)熱，影響電機(jī)壽命甚至燒壞電機(jī)，同時(shí)會(huì)給電網(wǎng)造成過(guò)大的電壓降，對(duì)其它電動(dòng)機(jī)都會(huì)產(chǎn)生或多或少的影響。軟啟動(dòng)，就是可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需要來(lái)控制起動(dòng)電流，起動(dòng)的整個(gè)過(guò)程都是保持平滑的起動(dòng)運(yùn)行，并不會(huì)出現(xiàn)沖擊轉(zhuǎn)矩，并且能夠按照電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性對(duì)起動(dòng)階段的各種參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

1 傳統(tǒng)的起動(dòng)方式

1.1 直接起動(dòng)

電動(dòng)機(jī)與電網(wǎng)是利用開(kāi)關(guān)與接觸器連接的過(guò)程就是直接啟動(dòng)。這種方式起動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單便捷、速度快，唯一的劣勢(shì)是直接起動(dòng)的危害大。

（1）電網(wǎng)沖擊：電網(wǎng)電壓降低是由于啟動(dòng)電流過(guò)大引起的，對(duì)電網(wǎng)上的電設(shè)備正常運(yùn)行造成制約。電動(dòng)機(jī)的使用年限長(zhǎng)短會(huì)受到過(guò)大的啟動(dòng)電流的影響。

（2）機(jī)械沖擊：沖擊轉(zhuǎn)矩會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)內(nèi)部元器件的破壞，從而造成電動(dòng)機(jī)以及聯(lián)軸節(jié)、傳動(dòng)齒輪和其它附件的損壞等。

（3）生產(chǎn)機(jī)械沖擊：過(guò)大的壓力突變會(huì)對(duì)泵系統(tǒng)管道、閥門(mén)造成破壞，影響生產(chǎn)正?？刂?。

1.2 傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)

一般是在電機(jī)主回路上加自耦變壓器、電抗器或采用Y-△降壓起動(dòng)，還有在定子線路或轉(zhuǎn)子繞組中串聯(lián)電抗器和頻敏變阻器以及水電阻實(shí)現(xiàn)降壓起動(dòng)，減少電流是先將電機(jī)起動(dòng)電壓降低。但是該設(shè)備體積大、較重元件多，接線復(fù)雜，安裝和維護(hù)都不方便。

2 HRVS-DN中高壓軟啟動(dòng)器

我廠的空壓機(jī)是一種大功率電動(dòng)機(jī)，它采用的就是軟啟動(dòng)，而且是HRVS-DN中高壓軟啟動(dòng)器啟動(dòng)方式，電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)管及其電子控制電路串聯(lián)而成。采取不同的方法，對(duì)三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角控制，利用被控電機(jī)在電壓上輸入的差別將電路的不同作用發(fā)揮出來(lái)。

2.1 工作原理

將三相聯(lián)晶閘管串聯(lián)在三相電源與電機(jī)間，晶閘管的觸發(fā)角變化通過(guò)晶閘管移相控制原理完成，在啟動(dòng)階段的電機(jī)端電壓是伴隨晶閘管的導(dǎo)通角從零開(kāi)始增加，對(duì)電路的輸出電壓能夠通過(guò)晶閘管進(jìn)行調(diào)節(jié)，電機(jī)轉(zhuǎn)速不斷上升，一直到達(dá)到轉(zhuǎn)矩的需求后停止啟動(dòng)。軟啟動(dòng)器的輸出是在一個(gè)平滑的升壓上運(yùn)轉(zhuǎn)，一直到晶閘管聯(lián)通后，電機(jī)在符合要求的電壓值中工作。這個(gè)時(shí)候旁路接觸器BC聯(lián)通，電機(jī)運(yùn)行開(kāi)始穩(wěn)定。先將旁路接觸器BC斷開(kāi)后在停車(chē)，控制三相供電電壓下降要先打開(kāi)軟啟動(dòng)晶閘管導(dǎo)通角從大到小降低，電機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)淖畲笠恢被謴?fù)到零，實(shí)現(xiàn)停車(chē)。圖為電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器主回路接線示意圖。

2.2 起動(dòng)方式

（1）斜坡升壓軟起動(dòng)。只是單純對(duì)晶閘管導(dǎo)通角進(jìn)行調(diào)節(jié)，不存在電流閉環(huán)掌控，同時(shí)形成一種函數(shù)關(guān)系。在對(duì)電流并不限制的情況下，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，往往出現(xiàn)的沖擊電流過(guò)大，促使晶閘管損耗，造成電網(wǎng)破壞，所以使用頻率不高。

（2）斜坡恒流軟起動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)開(kāi)啟的時(shí)候，電流開(kāi)始不斷上升，當(dāng)電流超過(guò)了原本所規(guī)定的恒定值（t1至t2階段），一直到啟動(dòng)完成。在啟動(dòng)階段，電動(dòng)機(jī)負(fù)載可以對(duì)電流的上升進(jìn)行調(diào)節(jié)。電流上升越大，轉(zhuǎn)矩也增大，啟動(dòng)時(shí)間少。應(yīng)用面廣，尤其在風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載中。

（3）階躍起動(dòng)。在極少的時(shí)間中，讓電流快速達(dá)到指定值中，這是階躍啟動(dòng)。利用啟動(dòng)電流設(shè)定值的調(diào)整，能夠滿足該效果。

（4）脈沖沖擊起動(dòng)。在初步啟動(dòng)時(shí)，利用極少的時(shí)間，通過(guò)過(guò)大的電流導(dǎo)通，然后在根據(jù)原本所制訂的值線性增加，從而與恒流連接并啟動(dòng)。通常負(fù)載使用次數(shù)不多，一般在靜摩擦大需求并降低重載的啟動(dòng)中較為適用。

2.3 保護(hù)功能

（1）過(guò)載保護(hù)功能：該類(lèi)的軟啟動(dòng)器中存在電流控制環(huán)，所以能夠?qū)﹄姍C(jī)電流的變化情況實(shí)時(shí)追蹤。根據(jù)提高的過(guò)載電流設(shè)置與反時(shí)限控制模式，完成過(guò)載保護(hù)，使電機(jī)過(guò)載時(shí)，將晶閘管關(guān)閉同時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)。

（2）缺相保護(hù)功能：在工作階段，軟啟動(dòng)器對(duì)三相線電流的變化情況時(shí)刻觀察，若斷流發(fā)展，會(huì)進(jìn)行缺相保護(hù)。

（3）過(guò)熱保護(hù)功能：晶閘管散熱器的溫度能夠在軟啟動(dòng)器內(nèi)部熱繼電器中進(jìn)行控制，若散熱溫度高過(guò)指定值后，會(huì)將晶閘管關(guān)閉，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。

（4）其它功能：在與電子電路結(jié)合的情況下，能夠完成種種連鎖保護(hù)功能。

3 結(jié)論

新興的軟啟動(dòng)器結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，與傳統(tǒng)的降壓?jiǎn)?dòng)器對(duì)比，軟啟動(dòng)器存在無(wú)觸點(diǎn)、不存在噪聲、輕便、體積不大，起動(dòng)電流及起動(dòng)時(shí)間可控制，起動(dòng)過(guò)程平滑等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在維護(hù)階段的工作量不大。當(dāng)電動(dòng)機(jī)處于空載或輕載時(shí)，起到良好的能源節(jié)約，尤其在短時(shí)滿載、長(zhǎng)時(shí)間空載的情況下最實(shí)用。并與智能控制器聯(lián)合，其電機(jī)保護(hù)功能健全，容易對(duì)保護(hù)定值設(shè)定，性能穩(wěn)定，使用方便，電動(dòng)機(jī)的控制已經(jīng)廣泛使用各種新型軟啟動(dòng)器來(lái)滿足現(xiàn)場(chǎng)的需求。

參考文獻(xiàn)：

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