軟啟動控制器在生產(chǎn)中的應用
前言
鼠籠型異步電動機因價格低廉,性能可靠,在工業(yè)領域得到廣泛應用。隨著近年來各種新技術、新工藝的出現(xiàn),對鼠籠型異步電動機的起動和停止提出了新的要求,而軟起動器的出現(xiàn)滿足了這一要求。軟啟動控制器是一種集電機軟起動、軟停車、泵控制、定時低速運行、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱為SoftStarter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運用不同的方法,控制三相反并聯(lián)閘管的導通角,使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化,就可實現(xiàn)不同的功能。
1特點
(1)軟啟動。在啟動時間st內(nèi),惦記的端電壓從設定的初始值逐漸增至滿壓,電機平滑、無級地加速。同時st可調(diào)節(jié)(通常在0.5~0.6s之間),這有利于與低壓斷路器之間的配合,防止低壓斷路器的瞬間脫扣器在電機啟動時誤跳閘。
(2)過載保護功能。一般電機的過載保護是通過熱元件來實現(xiàn)的,熱元件在電動機的啟動瞬間過電流而產(chǎn)生誤動作。為避免誤動,用戶常加大熱元件的設定電流,因而使得過載保護的靈敏度不夠,使過載保護形同虛設。而軟啟動器內(nèi)置的過載保護功能是根據(jù)啟動負荷的輕重(即啟動時間的長短)來選擇不同的脫扣特性曲線,以避免突然啟動過程中誤跳。由于它的過載保護是可編程的,從而為用戶提供了更大的靈活性。選用帶內(nèi)置過載保護功能的軟啟動器還可以省去熱繼電器,使控制柜內(nèi)布線簡單。
(3)參數(shù)測試功能?赏ㄟ^按鍵在顯示窗口選擇電機的運行參數(shù),如三相電壓值、三相電流值、功率因數(shù)、運行時間等,而無需增加任何儀表,可使用戶很方便地查詢電機在運行過程中的各種參數(shù)。
(4)保護功能選擇。軟啟動器是具有缺相保護、短路保護、過載保護、逆序保護、過壓保護、欠壓保護等保護功能,用戶可以根據(jù)需要而選擇。
2原理
軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)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(xiàn)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(zhuǎn)數(shù)時,啟動過程結(jié)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(zhuǎn)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(wǎng)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(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零,避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。
3.應注意的問題
(1)有的軟啟動器具有多種內(nèi)置的保護功能,如相間平衡、欠載保護、過電壓保護、欠壓保護等,對電機而言起到了進一步的保護作用。設計時應根據(jù)具體情況通過編程來選擇保護功能或使某些保護功能失效!兜蛪号潆娫O計規(guī)范》GB50054-95第4.3.5條規(guī)定:突然斷電比過負載造成的損失更大的線路,其過載保護應作用于切斷電路。對于消防泵控制系統(tǒng),消防泵電機的保護就不重要,總是可通過編程使某些保護功能失效,僅動作于信號。前面提到的過載保護功能同樣也只應動作于信號。
(2)由于軟啟動器本身沒有短路保護,為保護其中的晶閘管,應該采用快速熔斷器(低電斷路器的開斷時間較長,為0.1s,不能有效地保護晶閘管)。設計時間依據(jù)廠家提供的產(chǎn)品樣本,根據(jù)軟啟動器的額定電流選擇相應的快速熔斷器。
(3)當軟啟動器使電機制動停機時,只是晶閘管不導通,在電機與電源之間并沒有電氣隔離。如果此時檢修軟啟動器之后的線路、電機,那是不安全的,所以在電機一次控制回路中應在軟啟動器之前增加斷路器。
(4)由于軟啟動采用了晶閘管等非線性器件,所以當軟啟動器功率較大或者臺數(shù)較多時,產(chǎn)生的高次諧波將對電網(wǎng)造成不良的影響,并對建筑物內(nèi)的電子設備產(chǎn)生干擾。
(5)軟啟動器在通過電流時將會產(chǎn)生熱耗散,安裝時應注意在其上、下方留出一D空間,以使空氣能流過其功率模塊。當軟啟動器額定電流較大時,要采用風機降溫,風機的電源可取自電機控制系統(tǒng)的二次回路。
4.總結(jié)
軟啟動器是一種新型的、性能優(yōu)良的啟動裝置,相對變頻控制器而言物美價廉,是交流異步電機啟動器的首選產(chǎn)品。目前的啟動器主要為進口產(chǎn)品,價格比傳統(tǒng)電機啟動裝置偏高,但隨著市場的逐步推廣,價格不斷下降,可選擇的產(chǎn)品也越來越多。傳統(tǒng)的電機啟動器將逐步退出市場。
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