軟啟動器工作原理

發布時間:2020-03-10 10:05:00來源:浙江新航電氣有限公司

軟啟動器工作原理:


軟啟動器(軟啟動器)是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱為Soft Starter。軟啟動器采用三相反并聯晶閘管作為調壓器,將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機時,晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動機逐漸加速,直到晶閘管全導通,電動機工作在額定電壓的機械特性上,實現平滑啟動,降低啟動電流,避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉數時,啟動過程結束,軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管,為電動機正常運轉提供額定電壓,以降低晶閘管的熱損耗,延長軟啟動器的使用壽命,提高其工作效率,又使電網避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能,軟停車與軟啟動過程相反,電壓逐漸降低,轉數逐漸下降到零,避免自由停車引起的轉矩沖擊。


軟啟動器啟動方式:


運用串接于電源與被控電機之間的軟起動器,控制其內部晶閘管的導通角,使電機輸入電壓從零以預設函數關系逐漸上升,直至起動結束,賦予電機全電壓,即為軟起動,在軟起動過程中,電機起動轉矩逐漸增加,轉速也逐漸增加。軟起動一般有下面幾種起動方式。


軟啟動器斜坡升壓軟起動:


這種起動方式最簡單,不具備電流閉環控制,僅調整晶閘管導通角,使之與時間成一定函數關系增加。其缺點是,由于不限流,在電機起動過程中,有時要產生較大的沖擊電流使晶閘管損壞,對電網影響較大,實際很少應用。


軟啟動器斜坡恒流軟起動:


這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加,當電流達到預先所設定的值后保持恒定(t1至t2階段),直至起動完畢。起動過程中,電流上升變化的速率是可以根據電動機負載調整設定。電流上升速率大,則起動轉矩大,起動時間短。該起動方式是應用最多的起動方式,尤其適用于風機、泵類負載的起動。


軟啟動器階躍起動:


開機,即以最短時間,使起動電流迅速達到設定值,即為階躍起動。

通過調節起動電流設定值,可以達到快速起動效果。


軟啟動器脈沖沖擊起動:


在起動開始階段,讓晶閘管在極短時間內,以較大電流導通一段時間后回落,再按原設定值線性上升,連入恒流起動。該起動方法,在一般負載中較少應用,適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。籠型電機傳統的減壓起動方式有Y-q起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬于有級減壓起動,存在明顯缺點,即起動過程中出現二次沖擊電流。

軟起動與傳統減壓起動方式的不同之處是:


1、無沖擊電流,軟起動器在起動電機時,通過逐漸增大晶閘管導通角,使電機起動電流從零線性上升至設定值。

2、恒流起動,軟起動器可以引入電流閉環控制,使電機在起動過程中保持恒流,確保電機平穩起動。⑶根據負載情況及電網繼電保護特性選擇,可自由地無級調整至最佳的起動電流。適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。


電壓雙斜坡起動:


在起動過程中,電機的輸出力矩隨電壓增加,在起動時提供一個初始的起動電壓Us,Us根據負載可調,將Us調到大于負載靜磨擦力矩,使負載能立即開始轉動。這時輸出電壓從Us開始按一定的斜率上升(斜率可調),電機不斷加速。當輸出電壓達到達速電壓Ur時,電機也基本達到額定轉速。軟起動器在起動過程中自動檢測達速電壓,當電機達到額定轉速時,使輸出電壓達到額定電壓。


限流起動:


就是電機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設定值(Im)的軟起動方式。其輸出電壓從零開始迅速增長,直到輸出電流達到預先設定的電流限值Im,然后保持輸出電流I這種起動方式的優點是起動電流小,且可按需要調整。對電網影響小,其缺點是在起動時難以知道起動壓降,不能充分利用壓降空間。


軟啟動器節能原理:


電動機屬感性負載,電流滯后電壓,大多數用電器都屬此類。

為了提高功率因數須用容性負載來補償,并電容或用同步電動機補償。降低電動機的激磁電流也可提高功率因數(HPS2節能功能,在輕載時降低電壓,使激磁電流降低,使COS∮提高)。節能運行模式:輕載時降低電壓減少了激磁電流,電機電流分為有功分量和無功分量(激磁分量)提高COS。


軟啟動器運行模式:


當電動機負載輕時,軟啟動器在選擇節能功能的狀態下,PF開關熱撥至Y位,在電流反饋的作用下,軟啟動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數(COS∮)。(國產軟啟動器多無此功能)在接觸器旁路狀態下無法實現此功能。TPF開關提供了節能功能的兩種反應時間;正常、慢速。


節能運行模式:自動節能運行。(正常、慢速兩種反應速度)空載節能40%,負載節能5%。


軟啟動器控制原理:


軟啟動器是通過控制可控硅的導通角來控制輸出電壓。因此,軟啟動器從本質上是一種能夠自動控制的降壓啟動器,由于能夠任意調節輸出電壓,作電流閉環控制,因而比傳統的降壓啟動方式(如串電阻啟動,自耦變壓器啟動等)有更多優點。例如滿載啟動風機水泵等變轉矩負載、實現電機軟停止、應用于水泵能完全消除水錘效應等。


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