軟啟動(dòng)器的功能特點(diǎn)

軟啟動(dòng)器的功能特點(diǎn)

功能特點(diǎn)

1、過(guò)載保護(hù)功能：軟起動(dòng)器引進(jìn)了電流控制環(huán)，

因而隨時(shí)跟蹤檢測(cè)電機(jī)電流的變化狀況。通過(guò)增加過(guò)載電流的設(shè)定和反時(shí)限控制模式，實(shí)現(xiàn)了過(guò)載保護(hù)功能，使電機(jī)過(guò)載時(shí)，關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2、缺相保護(hù)功能：工作時(shí)，軟起動(dòng)器隨時(shí)檢測(cè)三相線(xiàn)電流的變化，一旦發(fā)生斷流，即可作出缺相保護(hù)反應(yīng)。

3、過(guò)熱保護(hù)功能：通過(guò)軟起動(dòng)器內(nèi)部熱繼電器檢測(cè)晶閘管散熱器的溫度，一旦散熱器溫度超過(guò)允許值后自動(dòng)關(guān)斷晶閘管，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

4、測(cè)量回路參數(shù)功能：電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，軟啟動(dòng)器內(nèi)的檢測(cè)器一直監(jiān)視著電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并將監(jiān)測(cè)到的參數(shù)送給CPU進(jìn)行處理，CPU將監(jiān)測(cè)參數(shù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)、顯示。因此電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器還具有測(cè)量回路參數(shù)的功能。

5、其它功能：通過(guò)電子電路的組合，還可在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護(hù)。

主要應(yīng)用

    交流鼠籠異步電動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，效率高而被人們廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的拖動(dòng)中。在民用建筑中的大多數(shù)機(jī)械設(shè)備如消防泵、噴淋泵、生活泵、冷凍機(jī)組等的動(dòng)力都是交流鼠籠異步電機(jī)。當(dāng)建筑物層數(shù)較高或規(guī)模較大時(shí)，這些機(jī)械設(shè)備的電機(jī)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(shè)備在起動(dòng)過(guò)程中，將產(chǎn)生較大的起動(dòng)電流，造成較大的電壓降。因此恰當(dāng)?shù)剡x擇起動(dòng)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?yàn)槿绱?，軟啟?dòng)器在民用建筑領(lǐng)域的應(yīng)用中將具有廣闊前景。

1、民用建筑中水泵等動(dòng)力設(shè)備的啟動(dòng)方式的比較

眾所周知，鼠籠式異步電機(jī)采用全壓起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流大，起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)的。

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

傳統(tǒng)上采用的降壓起動(dòng)的方法有Y/△換接起動(dòng)和自耦變壓器降壓起動(dòng)。雖然這兩種起動(dòng)方式均可降低起動(dòng)電流，但是在降壓起動(dòng)過(guò)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(duì)配電系統(tǒng)造成沖擊，同時(shí)產(chǎn)生的破壞性的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩會(huì)引起水泵電機(jī)的機(jī)械震動(dòng)，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、中間齒輪等非常有害，并使供電線(xiàn)路電耗增大。

軟啟動(dòng)器也是降壓起動(dòng)器的一種。它是利用性能先進(jìn)的微處理器，合理有序地控制大功率晶閘管組件導(dǎo)通，使之產(chǎn)生逐步增加的平滑的交流電壓加在交流電動(dòng)機(jī)上，使電動(dòng)機(jī)按預(yù)先設(shè)定的方式和參數(shù)進(jìn)行漸進(jìn)地加速，實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)?？梢?jiàn)采用軟起動(dòng)器可以對(duì)大電機(jī)實(shí)現(xiàn)平滑、均勻穩(wěn)定的起動(dòng)，避免大電機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，減少機(jī)械震動(dòng)和噪音，減少供電線(xiàn)路的電耗。

2、軟起動(dòng)器在民用建筑動(dòng)力設(shè)備控制中的應(yīng)用

軟起動(dòng)器具有軟起動(dòng)，軟停止，泵控制，定時(shí)低速運(yùn)行等多種功能。因此，在民用建筑領(lǐng)域的動(dòng)力設(shè)備控制中具有傳統(tǒng)降壓起動(dòng)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(dòng)器在消防泵的起動(dòng)及運(yùn)行控制方面的突出優(yōu)點(diǎn)。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(dòng)器。

1）軟起動(dòng)如前所述，在起動(dòng)時(shí)間ts內(nèi)，電機(jī)的端電壓從設(shè)定的初始值逐漸增長(zhǎng)至滿(mǎn)壓，電機(jī)是平滑、無(wú)級(jí)地加速。同時(shí)起動(dòng)時(shí)間ts可調(diào)節(jié)（通常在0.5-60秒之間），這有利于與空氣開(kāi)關(guān)之間的配合，防止空氣開(kāi)關(guān)的瞬時(shí)脫扣器在電機(jī)起動(dòng)時(shí)誤跳閘。

2）泵控制功能水泵在起動(dòng)和停車(chē)時(shí)，水流沖擊管道，產(chǎn)生嚴(yán)重的“水錘效應(yīng)”。雖然水道專(zhuān)業(yè)已采取了一些消除水錘效應(yīng)的措施，但是如果采用帶泵控功能的軟起動(dòng)器，則完全可以消除水錘效應(yīng)，減少機(jī)械維護(hù)的工作量，節(jié)省系統(tǒng)維修費(fèi)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(yīng)注明。

3）過(guò)載保護(hù)功能一般電機(jī)的過(guò)載保護(hù)是通過(guò)熱元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。熱元件在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的過(guò)程中很難避開(kāi)電機(jī)的起動(dòng)電流而產(chǎn)生誤動(dòng)作。為避免誤動(dòng)，用戶(hù)常加大熱元件的動(dòng)作電流，使過(guò)載保護(hù)形同虛設(shè)。而軟起動(dòng)器內(nèi)置的過(guò)載保護(hù)功能是根據(jù)I2t算法用電子裝置來(lái)完成的。它可根據(jù)起動(dòng)負(fù)荷的輕重即起動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短不同來(lái)選擇不同的脫扣特性曲線(xiàn)以避免在起動(dòng)過(guò)程中誤跳。由于它的過(guò)載保護(hù)是可編程的，從而為用戶(hù)提供了更大的靈活性。并且選用帶內(nèi)置過(guò)載保護(hù)功能的軟起動(dòng)器可以省去熱繼電器，使控制柜內(nèi)布線(xiàn)更簡(jiǎn)單，迅速。

4）參數(shù)測(cè)試功能可通過(guò)按鍵在顯示窗口選擇顯示電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)如三相電壓值、三相電流值、功率因數(shù)、運(yùn)行時(shí)間等，而不需增加任何儀表。此功能可使用戶(hù)很方便的查詢(xún)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的各種參數(shù)。

5）消防水泵定期自動(dòng)試機(jī)由于消防水泵屬消防應(yīng)急設(shè)施，平常時(shí)長(zhǎng)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(zāi)發(fā)生時(shí)如果無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，將影響消防撲救的順利進(jìn)行，造成嚴(yán)重后果。《民用建筑電氣設(shè)計(jì)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(fēng)機(jī)及正壓送風(fēng)機(jī)等重要消防用電設(shè)備，宜采取定期自動(dòng)試機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)措施。”該軟起動(dòng)器具有的定時(shí)低速運(yùn)行功能，可根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的時(shí)間自行定時(shí)起動(dòng)、停止，對(duì)消防泵起到一個(gè)定期自動(dòng)試機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)的作用，提高消防泵作為消防設(shè)施的可靠性，應(yīng)急性。而采用傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)方式將很難對(duì)消防水泵定期自動(dòng)試機(jī)。

3、民用建筑動(dòng)力設(shè)備控制中采用軟起動(dòng)器時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

1）有的軟起動(dòng)器具有多種內(nèi)置的保護(hù)功能，如失速及堵轉(zhuǎn)測(cè)試、相間平衡、欠載保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)等，對(duì)電機(jī)而言起到了進(jìn)一步的保護(hù)作用。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況通過(guò)編程來(lái)選擇保護(hù)功能或使某些保護(hù)功能失效。《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95第4.3.5條規(guī)定：“突然斷電比過(guò)負(fù)載造成的損失更大的線(xiàn)路，其過(guò)負(fù)載保護(hù)應(yīng)作用于信號(hào)而不應(yīng)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(yīng)急負(fù)荷，它是在消防救火的緊要關(guān)頭工作的。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，最重要的問(wèn)題是消防泵能地運(yùn)轉(zhuǎn)打水到消防管網(wǎng)中，而對(duì)消防泵電機(jī)的保護(hù)就不是重要問(wèn)題。所以上面提到的某些保護(hù)功能可以通過(guò)編程使它失效，或者使保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)而不是作于使消防泵電機(jī)停機(jī)。前面提到的過(guò)載保護(hù)功能也只應(yīng)動(dòng)作于信號(hào)。

2）支路保護(hù)由于軟起動(dòng)器本身沒(méi)有短路保護(hù)，為保護(hù)其中的晶閘管，應(yīng)該采用快速熔斷器（自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷時(shí)間較長(zhǎng)，為0.1秒，不能有效地保護(hù)晶閘管）。設(shè)計(jì)時(shí)可依據(jù)廠(chǎng)家提供的產(chǎn)品樣本，根據(jù)軟起動(dòng)器的額定電流選擇相應(yīng)的快熔斷器。

3）當(dāng)軟起動(dòng)器使電機(jī)制動(dòng)停機(jī)時(shí)，只是晶閘管不導(dǎo)通，在電機(jī)與電源之間并沒(méi)有形成電氣隔離。如果此時(shí)檢修軟起動(dòng)器之后的線(xiàn)路、電機(jī)，那是不安全的。所以在電機(jī)一次控制回路中應(yīng)在軟起動(dòng)器之前增加斷路器。

4）由于信息及網(wǎng)絡(luò)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(shè)備日益增多，它們對(duì)電網(wǎng)的質(zhì)量有較高的要求。而由于軟起動(dòng)器采用了可控硅等非線(xiàn)性器件，所以當(dāng)軟起動(dòng)器功率較大或者臺(tái)數(shù)較多時(shí)，產(chǎn)生的高次諧波將對(duì)電網(wǎng)造成不良的影響并對(duì)建筑物內(nèi)的電子設(shè)備產(chǎn)生干撓。此時(shí)可裝設(shè)旁通接觸器。在軟起動(dòng)器使電機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)至正常轉(zhuǎn)速后，接觸器KM閉合，把軟起動(dòng)器短接。

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

5）軟起動(dòng)器在通過(guò)電流時(shí)將會(huì)產(chǎn)生熱耗散，安裝時(shí)應(yīng)注意在其上、下方留出一定空間，以使空氣能流過(guò)其功率模塊。當(dāng)軟起動(dòng)器額定電流較大時(shí)，要采用風(fēng)機(jī)降溫。風(fēng)機(jī)的電源可取自電機(jī)控制系統(tǒng)的二次回路。

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

主要特點(diǎn)

1、在結(jié)構(gòu)上采用電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)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(shí)現(xiàn)，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，采用數(shù)字監(jiān)控和數(shù)字設(shè)定，提高了控制系統(tǒng)的可靠性，也便于維護(hù)。同時(shí)具有外控功能，可根據(jù)使用情況進(jìn)行連接，方便控制。

2、電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器對(duì)電動(dòng)機(jī)提供平滑漸進(jìn)的啟動(dòng)過(guò)程，減少啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)或發(fā)電設(shè)備的沖擊，將啟動(dòng)電流控制在安全范圍內(nèi)，改善了原控制系統(tǒng)因啟動(dòng)電流較大沖擊廠(chǎng)用電源而影響其它設(shè)備正常運(yùn)行的狀況。

3、啟動(dòng)過(guò)程采用雙向可控硅，啟動(dòng)過(guò)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(dòng)機(jī)使觸點(diǎn)易拉弧、粘連、燒壞等故障的發(fā)生CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，同時(shí)也節(jié)約了能源。

4、軟啟動(dòng)、軟停車(chē)方式，降低設(shè)備的振動(dòng)和噪聲，減少機(jī)械應(yīng)力，延長(zhǎng)發(fā)電設(shè)備及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)地使用壽命。

5、具有過(guò)流、過(guò)載、電源缺相等多種保護(hù)功能，同時(shí)可以檢測(cè)到負(fù)載所涉及（如空壓機(jī)）系統(tǒng)各種不良運(yùn)行情況，有利于保護(hù)設(shè)備的安全運(yùn)行。

6、控制盤(pán)上的顯示功能，便于在現(xiàn)場(chǎng)全面了解設(shè)備運(yùn)行情況。

7、數(shù)字化參數(shù)設(shè)定及顯示功能直觀(guān)、方便、省時(shí)。

性能特點(diǎn)

    軟啟動(dòng)采用軟件控制方式來(lái)平滑啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，控制方式是以軟（件）控強(qiáng)（電）。其控制結(jié)果將電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)特性由“硬”平滑為“軟”平滑，故被稱(chēng)為“軟啟動(dòng)”。軟啟動(dòng)又分為兩種：一種是采用變頻恒轉(zhuǎn)矩限流啟動(dòng)；另一種是采用晶閘管調(diào)壓?jiǎn)?dòng)，又稱(chēng)智能軟啟動(dòng)。

兩類(lèi)軟啟動(dòng)的對(duì)比：

1、技術(shù)性能。采用變頻調(diào)速啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)具有良好的靜、動(dòng)態(tài)性能，

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

2、經(jīng)濟(jì)性。采用變頻器調(diào)速啟動(dòng)比智能軟啟動(dòng)的投資費(fèi)用高兩倍甚至三倍。

綜合以上技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于工礦企業(yè)能實(shí)際推廣的啟動(dòng)方式當(dāng)數(shù)后者。

智能軟啟動(dòng)器：

    智能軟啟動(dòng)主要由串接于電源與被控電動(dòng)機(jī)之間的三對(duì)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(gè)啟動(dòng)過(guò)程在數(shù)字化程序軟件控制下自動(dòng)進(jìn)行。智能軟啟動(dòng)器利用三對(duì)晶閘管的電子開(kāi)關(guān)特性，通過(guò)啟動(dòng)器中的微處理器，控制其觸發(fā)脈沖的遲早來(lái)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(dǎo)通時(shí)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(dòng)機(jī)定子調(diào)壓的特點(diǎn)是，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩近似與定子電壓的二次方成正比，電動(dòng)機(jī)的電流和定子電壓成正比，因此，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和初始電流的限制可以通過(guò)定子電壓的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。而電動(dòng)機(jī)定子電壓又是通過(guò)晶閘管的導(dǎo)通角來(lái)控制的，所以不同的初始相角可實(shí)現(xiàn)不同的端電壓，以滿(mǎn)足不同的負(fù)載啟動(dòng)特性。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，晶閘管的導(dǎo)通角逐漸增大，晶閘管的輸出電壓也逐漸增加，電動(dòng)機(jī)從零開(kāi)始加速，直到晶閘管全導(dǎo)通，啟動(dòng)完成，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)平滑啟動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流的最大值可根據(jù)負(fù)載情況設(shè)定。