智能化电器及应用 课件 3.认识软启动器

一、软起动器的工作原理二、软起动器的功能三、软起动器的结构特点四、基本电路方案五、典型软起动器控制线路分析主要内容2024/4/12机械特性曲线异步电动机的机械特性参数表达式2024/4/12一、软起动器的工作原理1、交流电机的起动特性机械特性的物理表达式：

——转子电流的折算值机械特性（1）机械特性2024/4/12（2）起动转矩异步电动机接到电源开始起动时的电磁转矩（s=1，n=0）起动转矩仅和电动机本身参数和电源有关，是在一定条件下电动机本身的一个参数，和电机所带负载无关。结论：当其它参数一定时1、起动转矩与定子电压平方成正比；2、频率越高，起动转矩越小；漏抗越大，起动转矩越小；1、交流电机起动特性一、软起动器的工作原理2024/4/12（3）起动电流1、交流电机起动特性一、软起动器的工作原理结论：2024/4/12一、软起动器的工作原理2、软起动器基本原理软起动器也采用降压起动方式，采用无级降压起动，内置调压装置，在规定的时间内，将电动机的启动电压由零慢慢地提升到额定电压。晶闸管调压电路：通过改变晶闸管的导通角来达到改变电动机两端电压（改变定子电压）的目的。“臂对”2024/4/12一、软起动器的工作原理2、软起动器基本原理软起动器本质：降压起动器！基本原理：利用晶闸管可控导通特性，通过降低电动机端的起动电压（定子电压），以减小起动电流和机械冲击，并实现对电动机的平滑起动。注意：软起动器没有改变输出电压的频率，因此在降压起动的同时，一定会降低起动转矩。“削波”降压图2024/4/12二、软起动器的功能软起动器收到外部的启动、停车指令后，按照预先设定的启动和停车方式对电动机进行控制。1、控制功能（1）启动控制方式常用软起动器的启动方式有斜坡软启动、阶跃启动、脉冲冲击启动、全压启动等。2024/4/12二、软起动器的功能（1）启动控制方式在电动机起动的初始阶段将起动电压逐渐增大，当电压达到预先设定的值后保持恒定，电动机在全压状态下运转。电机平滑起动，能大幅降低机械冲击，适用于风机、水泵类大惯性负载。二、软起动器的功能（1）启动控制方式以极短时间将启动电流迅速达到Imax的启动方式，通过调节斜率，实现快速起动电动机。典型过程：起动开始后，软起输出电流由0至Imax，然后保持该值，电动机加速直至达到额定转速，起动结束。电机电流也降到负载电流ILO。此时，软起输出电压迅速上升到额定电压Ue。适用于恒转矩负载。二、软起动器的功能（1）启动控制方式在启动初期，让晶闸管在很短时间内以较大的电流导通一段时间后再回落，然后按照原来的设定值呈线性上升，并达到恒流恒速状态。电压斜坡+突跳方式适用于重载并需克服较大静摩擦（静摩擦转矩）的起动场合。2024/4/12二、软起动器的功能（1）启动控制方式这种方式下软启动装置相当于一个固态接触器！电机承受全部的电流冲击和转矩冲击，一般晶闸管全开时间要控制在0.25s以内。2024/4/12二、软起动器的功能（2）停车控制方式软起动器可根据设备的特点选择不同的停车模式，设置不同的参数，对电动机进行停机控制。通常软起动器的停车方式主要有自由停车、软停车和制动停车等。软起动器对电动机不施加任何控制，电动机依惯性自由停机。2024/4/12二、软起动器的功能（2）停车控制方式通过调节晶闸管的导通和截止时间逐渐降低电动机的工作电压，使电动机的转速逐渐下降，直至停机，避免了自由停车引起的转矩冲击。2024/4/12二、软起动器的功能（2）停车控制方式指在电动机停机时产生一个制动转矩，控制电动机快速减速并停机，缩短了自由停车时产生的惯性。2024/4/12二、软起动器的功能（2）停车控制方式2024/4/12二、软起动器的功能2、保护功能（1）过热保护针对晶闸管的过热保护--------传感器装在散热器上针对电动机的过热保护--------传感器（PTC热电阻）通常装在电机绕组内部、计算机综合保护（电子保护）为了良好散热，在软起动器中设有散热风扇。2024/4/12二、软起动器的功能2、保护功能（2）断相保护当电动机供电电源的某一相较低或断相时，会使三相电流不平衡，当不平衡的电流达到软起动器预设的脱扣级别，且超过脱扣设定的延时后，电动机停止运转，实施断相保护。分类电压型电流型结构简单，但在检测点和负载间产生断相时无法检出实现断相完全保护无盲区，但是电机空载或带载率较低有可能误动作采用带断相保护的热继电器2024/4/12二、软起动器的功能2、保护功能（4）欠载保护（欠电流保护）当负载电流小到某一阈值以下，大多为该设备出现问题，欠载保护即为此设置。软起动器通过检测输出电流，当输出电流减小到设定值以下时保护动作（一般可设置为报警但不停机）。（3）过载保护针对电动机的具有反时限保护特性的过电流保护---------安秒特性曲线！软起动器采用电子式的热保护器来实现过载保护。反时限特性和电动机的发热和冷却特性吻合，从而比较准确计算保护动作的时间2024/4/12二、软起动器的功能3、显示及按键设置功能通过软起动器的操作面板实现（1）液晶显示屏是人机对话的界面，通过与操作按键进行配合，实现对软起动器的功能设置，以及通过液晶显示屏查看电气参数、负载状况及运行时间等信息。（2）LED指示灯则可帮助用户查看软起动器的当前工作状态。（3）人机对话的界面，通过与操作按键进行配合，实现对软起动器的功能设置。4、通信功能三、软起动器的结构特点1、外部结构2024/4/12三、软起动器的结构特点1、外部结构（1）主线路接线端子电源侧的主线路接线端子主要用于连接三相供电电源。

负载侧的主线路接线端子主要用于连接电动机。2024/4/12三、软起动器的结构特点1、外部结构（2）控制接线端子用于连接软起动器控制信号的输入和输出的部件①软起根据输入的控制信号和预先设置的参数值，启动负载设备工作。②当负载设备启动完成后，由启动完成输出端子和旁路控制端子输出信号，启动旁路接触器工作，为电动机正常运行提供额定电压；2024/4/12三、软起动器的结构特点1、外部结构1）起动和停车某软起动器基本接线图输入信号的形式：电平信号、脉冲信号。常用数字量输入信号：起动、停车、点动、急停（外部保护）、复位、外部连锁等（5）控制接线端子2024/4/12三、软起动器的结构特点1、外部结构（5）控制接线端子2）软停车和制动停车三种做法无制动功能，一位端子有制动功能，两位端子不用端子，用参数“停车方式”2024/4/12三、软起动器的结构特点1、外部结构（5）控制接线端子3）点动2024/4/12三、软起动器的结构特点1、外部结构（5）控制接线端子5）急停（瞬停、外部故障）雷诺儿JJR1000软启动器典型接线（部分）当电动机过载时，热继电器KH动作，常闭触点断开，软起动器的瞬停输入端子7和公共端10断开，软起动器内部旁路继电器触点断开，旁路接触器失电；同时，经软起动器内部电路，晶闸管控制电路失去触发信号而关闭，电动机失去电源自由停机。2024/4/12四、基本电路方案1、最小系统软起动器最简单应用电路注意点：（1）旁路接触器不是必须的（一些国内外品牌的软起允许不用）（2）断路器在此必不可少！

QF作用：接通分断电路、提供短路保护。

（3）FR不是必须（除非是部分无过载保护能力的经济型软起动器）2024/4/12四、基本电路方案2、带旁路接触器方案带有旁路接触器软起电路是工业应用主流！（或内置旁路接触器）减小晶闸管热耗散功率，延长软起寿命防止雷电等浪涌对晶闸管损坏！2024/4/12四、基本电路方案3、负荷开关─熔断器电路方案负荷开关（刀开关）目的：

方便检修，在检修时负荷开关提供一个明显的间断点，对检修安全有利。设置熔断器目的：当短路时，对晶闸管提供保护！2024/4/12四、基本电路方案4、接触器─熔断器电路方案推荐方案F+C电路2024/4/12四、基本电路方案5、断路器─接触器电路方案多数国产软起动器的首选方案6、断路器─熔断器电路方案2024/4/12五、典型软起动