软启动器应用基础知识

1、软启动器应用基础知识作者：seagull阅读：6928次上传时间：2004-11-18推荐人：huangseagull （已传论文 2 套）简介：软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一 体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。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闸管及其电子控制电路。关键字：电动机软起动基础什么是软起动器？它与变频器有什么区别？软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的 新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。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闸管及其电子控制电路。运用

2、不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，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。软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地 方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于 电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有软起动器功能， 但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。什么是电动机的软起动？有哪几种起动方式？运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部品闸管的导通角， 使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压， 即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐

3、增加。软起 动一般有下面几种起动方式。（1）斜坡升压软起动。这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整品 闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机 起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使品闸管损坏，对电网影响较大，实际 很少应用。（2）斜坡恒流软起动。这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐 增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。 起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。电流上升速 率大，则起动转矩大，起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。（3）阶跃起动。开机

4、，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃 起动。通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。（4）脉冲冲击起动。在起动开始阶段，让品闸管在级短时间内，以较大电流导 通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起 动场合。软起动与传统减压起动方式的不同之处在哪里？笼型电机传统的减压起动方式有Y-q起动、自耦减压起动、电抗器起动等。 这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击 电流。软起动与传统减压起动方式的不同之处是：（1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大品闸管导通角，

5、 使电机起动电流从零线性上升至设定值。（2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保 持恒流，确保电机平稳起动。（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整全最佳的 起动电流。什么是电动机的软停车？电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。但有许多应用场合， 不允许电机瞬间关机。例如：高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会 产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。为减少和防止“水锤” 效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软起动器能满足这一要求。在泵站中， 应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修费用和维修工作量。软起动器中的软停

6、车功能是，品闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减 小导通角，经过一定时间过渡到全关闭的过程。停车的时间根据实际需要可在0 120s调整。软起动器是如何实现轻载节能的？笼型异步电机是感性负载，在运行中，定子线圈绕组中的电流滞后于电压。 如电机工作电压不变，处于轻载时，功率因数低，处于重载时，功率因数高。软 起动器能实现在轻载时，通过降低电机端电压，提高功率因数，减少电机的铜耗、 铁耗，达到轻载节能的目的；负载重时，则提高电机端电压，确保电机正常运 行。软起动器具有哪些保护功能？（1）过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机 电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制

7、模式，实现了过载保护 功能，使电机过载时，关断品闸管并发出报警信号。（2）缺相保护功能：工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦 发生断流，即可作出缺相保护反应。（3）过热保护功能：通过软起动器内部热继电器检测品闸管散热器的温度， 一旦散热器温度超过允许值后自动关断品闸管，并发出报警信号。（4）其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保 护。什么是软起动MCC控制柜？MCC （Motor Control Center）控制柜，即电动机控制中心。软起动MCC控制柜 由以下几部分组成：（1）输入端的断路器，（2）软起动器（包括电子控制电路 与三相品闸管），（3）软起动器的旁

8、路接触器，（4）二次侧控制电路（完成 手动起动、遥控起动、软起动及直接起动等功能的选择与运行），有电压、电流 显示和故障、运 行、工作状态等指示灯显示。有的软起动器为什么装有旁路接触器？大多数软起动器在品闸管两侧有旁路接触器触头，其优点是：（1）控制柜具有了两种起动方式（直接起动、软起动）。（2）软起动结束，旁路接触器闭合，使软起动器退出运行，直至停车时， 再次投入，这样即延长了软起动器的寿命，又使电网避免了谐波污染，还可减少 软起动器中的品闸管发热损耗。软起动MCC控制柜有哪些扩展功能？将软起动MCC控制柜进一步加以组合，可以实现多种复合功能。例如：将两 台控制柜加上控制逻辑，可以组成“一用

9、一备方案”，用于大楼的消防系统与 喷淋泵、生活泵等系统。如果配上PC （可编程序控制器），则可以实现消防泵 定时（如半个月）自动检测，定时自动关闭；加上相应的控制逻辑，则可以对消 防泵及各个系统运转是否正常实施平时检测时，定时低速低水压（不出水）运 行；在灭火时，则实施全速满载运行。将若干台电机加上控制逻辑组合，可以组 成生活泵系统或其它专用系统，按需要量逐次打开各台电机，也可逐次减少电 机，实现最佳效率运行。还可以根据客户要求，实现多台电机每次自动转换运行， 使各台电机都处于同等的运行寿命期。软起动器适用于哪些场合?原则上，笼型异步电动机凡不需要调速的各种应用场合都可适用。目前的应 用范围是

10、交流380V （也可660V），电机功率从几千瓦到800kW。软起动器特别适用于各种泵类负载或风机类负载，需要软起动与软停车的场 合。同样对于变负载工况、电动机长期处于轻载运行，只有短时或瞬间处于重载 场合，应用软起动器（不带旁路接触器）则具有轻载节能的效果。电机启动的几种方式作者：shijitan阅读：6880次上传时间：2004-12-29推荐人：chinashijitan (已传论文 13 套)简介：自从第1台电动机问世以来，工程师们就一直在寻找一种合适的方法以 避免电动机的突然、剧烈启动。曾经也试过好几种“方法”，但是这些“方法” 都必须借助其它的物体才能达到目标，无一能从根本上解决这

11、一问题。不过， 新型软启动器问世最终解决了这一难题。现在，ABB公司将简单的布线与电子力 学相结合，成功地 开发出一系列新型软启动器，使软启动研究又前进了一大步。 这种新型软启动器不仅可以在电动机启动过程中对电流和电压实现超级电子控 制，还增加了几个新的设计靓点。关键字：电动机软启动器1前言滑雪的人都明白这样一个道理：突然、急剧的拉动容易使人摔倒。而在工业 应用方面，许多企业每年都要为他们所使用的电动机(用于驱动风扇、压碎机、 搅拌器、水泵、传送带等等)的这种突然、急剧启动浪费数百万美元，每天都有 数不尽的交流电动机在不必要的处于重荷之下。交流电动机的这种突然而剧烈的启动主要会造成以下几个方面

12、的损失：直接在线启动或星一三角启动产生的电压和电流瞬变容易导致电气故障。电 压和电流的瞬变现象可能导致当地的电网过荷，从而引起不良的电压变化，并最 终影响到同电网中的其它电气设备。导致从电动机到启动设备及到强应力等这一整个驱动链的机械故障。运行故障：例如使管路系统产生压力振动，对传送带上的产品造成损坏，以 及使电梯乘坐不舒适。此外，经济效益问题也是很明显的：每一个技术问题，每一次的故障，都会 因维修甚至暂停生产而导致经济损失。在工业企业的生产中，这就会导致预算外 生产成本的增加。2软启动器的开发历程交流电动机的启动问题由来已久，人们一直在试图找出一种能够彻底解决问 题的办法，在此过程中，先后主

13、要研究开发了下面几种启动方式。2.1星一三角启动器星一三角启动器是一个较早的解决办法。在启动过程中，电网的相位接头和 中性接头之间，电动机定子绕组与启动器进行星型连接，从而可以降低电动机电压，及全降低电流大约-（图1）;一旦克服主惯量之后，电动机定子绕组在电网相位接头之间的连接就呈三角形，以获得满电压和功率。然而，这种启动器 不能从根本上消除机械和电气瞬变现象，只能使其稍微减弱，使他们穿过时间轴 上的两个点一一从随后的星一三角切换至原点。星一三角启动法只适用于正常工况，在其它工况下，从星形到三角形之间的 切换有时候比直接在线启动情况还要糟糕。因此，星一三角启动器对于该问题来说只能算是一个粗浅而

14、有限的解决办法。2.2滑环电动机另一个早期的解决办法就是滑环电动机，该电动机由一个经滑环与转子电路 连接的启动变阻器启动。采用这种方法，虽然电动机的扭矩仍能维持在足以启动 负荷的必要水平，但启动电流已经降低了。在启动过程中，电动机获得速度，转子电阻逐渐降低，一旦启动变阻器完全 脱离电路，电动机就可达到其最大转速，转子绕组也在该点短路，因此，电动机 由此点开始作为普通的鼠笼式电动机运行。滑环电动机的优点是扭矩较高而启动电流受到限制，主要适用于启动负荷较高的 电动机，如压碎机和磨坊用电动机；而其不利之处就在于它的机械和电气结构过 于复杂，且电刷、滑环、电阻器和接头的使用又使成本（包括维护成本）增加

15、，可 靠性降低。EGi 瓦棒在-二北目*.株启湖襟帝3代不回的心曲方或在电佑机胞压.电渲和的蚤M频率转换器从技术来说要优于上述两种解决方法：因为它可以在电动机从启 动到正常运行再到停机的每一次运行循环中，对转速、扭矩和功率等所有相对变 量进行精确控制；另一个重要的优点就是其控制设备为静态，即没有移动部件。 其可靠性因而也提高了，维护工作量很小。然而，频率转换器的缺点是前期投资成本相对过大，这一点限制了其在很多 领域的应用，尤其在那些正常运行中实际上并不要求定时控制的设备中的应用。不过，随着技术的不断更新以及价格的下降，频率转换器已经赢得了很大的 市场。今天，它已在实际应用中取代了滑环电动机。2

16、.4软启动器软启动器于20世纪70年代末到80年代初投入市场，它与频率转换器相似， 同样以电子和可控硅为基础。可以这样说，它填补了星一三角启动器和频 率转 换器在功能实用性和价格之间的鸿沟。采用软启动器，可以控制电动机的电压， 使其在启动过程中逐渐地升高，很自然地限制启动电流（图1）。这就意味着电动 机可以平稳地启动，机械和电应力也降至最小；该装置还有一种附带的功能，即 可用来“软”停机。由于该启动器采用电子式电路，可以相对比较容易地通过安全和事故指示灯 增强其基本功能，改善电动机的保护，简化故障查找，如失相、过电流和超高温 保护，以及正常运行、电动机满电压和某些故障指示。象斜坡电压和初始电压

17、等 所有设定值都可以很容易地在启动器面板上设定。另外，软启动器除了完全能够满足电动机平稳启动这一基本要求外，还具有 很多优点，比如可靠性高、维护量小、电动机保护良好以及参数设置简单。然而软启动器仍有一个缺陷，那就是不能长时间用于启动扭矩要求很高的电 动机驱动装置上。这种局限性主要因为，软启动器实际上是靠将自身电压斜坡 式 抬升至最大值（而在停机过程中又逐渐下降至设定的关机水平）来完成工作。由于 扭矩与电压平方成正比，连接电动机不能从一开始就达到最大扭矩，因此，软启 动器更适合于水泵、风扇、传送带、电梯等轻型易启动的设备。3ABB新型软启动器系列ABB自从20世纪80年代初就开始研制生产软启动器

18、，其间所获得的宝贵经验已 经成功地应用到今天的新系列产品设计之中。最新的PS S系列在许多方面进行 了改进（图2），适用于电流3515A，电源电压208690V的电动机。这种新产品系列具有以下几个重要的特点： （1）集成化：在一定的安装平面上可以安装更多的软启动器。(2)易于安装：该装置可以用螺丝钉固定到安装板(只需4个孔)上，或者，固定 在安装轨上。这两种安装方式的电缆连接都很方便，且面板上有清晰的操作提示。设置方便：由于只有3种设置(启动电压斜坡、停机电压斜坡和初始电压)， 软启动器的适用范围很广，面板上刻度标识非常清晰的旋转开关有助于你很方便 地设定这些值。固态电路：这有利于确保最高的可

19、靠性，并将维护工作降至最低限度，即使 对于启动和停机非常频繁的设备依然如此。皿出最篇出皿出最篇出r 条网周愚牧遇雨露3.1“内三角”连接PS S系列中绝大部分启动器都可以与电动机的三角形电路连接，其结果就象一 个星一三角启动器(图3)，称之为“内三角”连接。这种连接可使软启动器的电流负荷降低-，从而使电流控制范围扩大至515A，可以满足任何较小的应用设备，并能够为用户节约更多的空间和金钱。n” tt华嗯一三fli峨晡篇一押，知中的务玫 启的客均可雄人三协电质3.2设计安全耐用该装置外包装坚固，并且对所有有生命的东西均有良好的绝缘，因此，不怕 野蛮装卸，不会对人产生危险。其电路也基本上是无故障设计，即使遇到很难出 现的内部故障，该装置也会自动关机以保护所连接的其它设备。3.3S S 0325 325A集成软启动器该系列软启动器设计用于额定电流在325A，主电压分别为230V、400V、 500V以及600V的小型电动机，可以并排安装在DIN轨道上。这些启动器在主电 路上都配备有旁路接头，可在正常运行时替代可控硅以减少发热。每个启动器都可以与控制电压范围在24110V的AC/DC或者110480V的 AC电路连接，从而减化