电动机软启动器技术及应用

1、电动机软启动器技术及应用摘要:软启动器是一种集电动机软启动、 软停车、 轻载节能和各种保护功能 于一体的新颖电机控制装置, 它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相 反并联晶闸管及其电子控制回路, 运用不同的方法控制三相反并联晶闸管的导通 角,使被控电机的输入电压按不同的要求而变化,就可实现不同的功能。关键词:软启动、冲击电流、选择应用软启动器以体积小, 转矩可以调节、 启动平稳冲击小并具有软停机功 能等优点得到了越来越多的应用。 大有取代传统的自耦减压、 星-角 等启动器的趋势。 由于软启动器是近年来新发展起来的启动设备, 在 设计、安装、调试和使用方面还缺少指导性的规范与规程。我们在软

2、 启动器的安装、调试工作中也遇到了一些实际技术问题。例如:不同 启动负载软启动器的选型、软启动冲击电流与过流保护定值的配合、 软启动设备容量与变压器容量的关系等问题。一、软启动器简介目前, 市场上常见的软启动器主要有电子式、 磁控式和自动液体 电阻式等类型。 电子式以晶闸管调压式为多数。 实际上就是一个调压 器。 晶闸管式软启动器是串接在电源与电动机之间的三组正反向并联 的晶闸管, 通过微电脑控制触发导通角实现交流调压。 晶闸管式软启 动器的启动方式有斜坡电压型、 突跳加斜坡电压型和限流型等可供选 择。磁控式软启动器是利用磁放大器原理制造的串联在电源和电动 机之间的三相饱和电抗器构成的软启动装

3、置。 启动时通过数字控制板调节磁放大器控制绕组的激磁电流, 改变饱和电抗器的电抗值调节启 动电压降,实现电动机软启动。软启动器主要由 CPU 为 8096的主控 板、驱动板、电机控制回路及面板组成,具有控制功能、电机保护功 能以及显示、报警、参数设置功能。不论晶闸管式软启动器还是磁控 式软启动器在启动时只能调节输出电压,达到控制启动时的电压降、 限制启动电流的目的。 一般的软启动器不能调节电源频率, 也就不能 象变频器那样从零频零压开始启动电动机, 实现无冲击启动。 实际上 软启动器在启动设备时还是要产生一定的冲击电流的; 斜坡电压型控 制软启动器的启动时的电压、电流变化曲线见图 1所示。 晶

4、闸管式软启动器采用斜坡电压启动时,开始时要使软启动器输 出一个初始电压(初始电压在 80280V之间可以调节,使电动机产 生足以克服机械设备的静摩擦的初始转矩, 拖动设备开始转动, 启动 电流为 I s 。在微电脑的控制下,继续增加输出电压使电动机加速。当软启动器的输出电压接近额定电压时,电动机就已达到额定转速, Is降为负荷电流 I n 。 启动时间 t 1结束时, 软启动器输出额定电压并发出 旁路信号,使旁路接触器闭合,软启动器停止输出电压,电动机转入 正常运行。 软启动的初始转矩可以通过给定初始电压和启动时间进行 调节,控制启动电流在 24.5倍电动机额定电流以内。低压软启动器的软停车,

5、在停车时刻 t 2发出停车指令,电动机的 端子电压从 U n 缓慢下降, 在电压下降瞬间电动机电流会有一个小的电 流冲击, 然后电动机电流会随电压的下降而下降, 直至电动机停下来。 即晶闸管从全导通逐渐减小导通角, 经过一定时间过渡到全关闭的过 程,停车时间根据需要可在 0120秒调整。软启动器的工作原理是:软启动器收到启动指令后按所设定的启 动方式进行有关计算, 确定晶闸管的触发输出电压信号以控制电动机 的启动过程。 当电动机启动过程完成后, 软启动器便控制旁路接触器 吸合, 短接所有晶闸管使电动机直接投网运行, 即避免了用接触器直 接控制电机接点易拉弧、粘连、烧坏等故障的发生,有节约了能源

6、。 其原理图如下:二、低压软启动器选用时应注意的问题2. 1低压软启动柜电气接线与元件排列一般低压软启动柜的电气接线如图 2所示。柜内电气元件按图示 顺序排列,作到主接线简短不交叉,便于铜排连接。软启动器安装在 接触器的右侧不受其他元件发热的影响。 软启动器与控制柜边壁及其 他元件间距要求100mm,方便软启动器散热。 2. 2软启动器选型除了技术、性能、价格比较外,还要考虑设备现场的电网容量、 设备启动负荷轻重、启动频繁程度等具体条件。对负载较轻的设备,可选择功能简单、价格较低、操作方便的软 启动器。负荷比较重的设备,应该选用启动功能比较多、有限流启动 功能、 自身保护比较齐全的软启动器。

7、尤其功率比较大的设备 (200KW 以上,最好选用启动功能比较全的高性能软启动器。2. 3隔离器选择软启动柜中的隔离电器,可以选用隔离开关的额定电流大于电动 机额定电流就可以满足运行要求。2.4熔断器选择一般选用具有短路保护、 限流功能的快速熔断器保护装置, 它的 额定电流的选用原则是设备启动时不会熔断, 一般按下述经验公式计 算选用:I R (1.82.0*I电 (AI R 快速熔断器额定电流 (AI 电 电动机额定电流 (A2. 5旁路接触器的选择软启动结束时电动机已在额定电压上运行， 所以按电动机的额定 电流选用交流接触器就能满足要求。要注意的是在配柜接线时，作到 软启动器与接触器同相连

8、接，不要接错相序。 26 过负荷保护装置的选择 软启动装置的过负荷保护装置应该选用具有过载保护、 断相保护 和温度补偿功能的热过载继电器。具体选用时，要使电动机的工作电 流在热元件整定电流范围以内。工作时容易过载的设备，要使电动机 的额定电流值靠近热元件整定电流范围的下限。 三、典型应用 例：我厂 2004 年改进的 132KW 的雨水泵一用一备，由于该负荷 为水泵类启动不是很频繁，采用了 AOR1-132Z 型软启动器，隔离开关 用 HD17-400/3、断路器采用 DZ20400/3、熔断器采用 NT3-T630A、 旁路接触器采用 CJ20-400A/3、热继电器采用 JRS2-400/

9、3，几年来运 行正常满足使用要求。 四、调整与试车 软启动控制柜安装完成后要进行认真地检查。 按设计图纸核对接 线是否正确，连接是否可靠。因为晶闸管等电子器件不允许做绝缘电 阻测试， 所以只能用数字万用表高阻档检查软启动器中晶闸管的绝缘 情况。新的软启动器（冷态时）每组晶闸管输入输出端子间测量电阻 值应指示 1.3M 左右，相间（相间未接控制回路时）、相对地测量 电阻值应该指示无穷大。检查确认无误后，在软启动器输出端接上一 台小功率电动机并设定启动方式、初始电压、启动时间和停机时间等 技术参数。在电动机与软启动器连接前，必须用 500V 绝缘电阻测试 器检查电动机和电缆的绝缘状态。只有绝缘电阻符合有关规定，才准 许将电动机连接到软启动器输出端进行启动试验。 第一次软