異步電動機(jī)以其優(yōu)良的性能及無需維護(hù)的特點,在各行各業(yè)中得到很廣的應(yīng)用。然而由于其起動時要產(chǎn)生較大沖擊電流(一般為額定電流ie的4~7倍),同時由于起動電應(yīng)力較大,使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:當(dāng)電機(jī)頻繁起動時,所造成的壓降不宜低于10%;不頻繁起動時,壓降不低與20%;不頻繁起動,且與照明或其他對電壓波動敏感的負(fù)荷合用變壓器時,電機(jī)起動時的電網(wǎng)電壓降不能超過15%。
解決辦法有兩個:一是增大配電容量;二是采用限制電機(jī)啟動電流的起動設(shè)備。
如果只是為起動電機(jī)而增大配電容量,從經(jīng)濟(jì)角度上來說,顯然不可取。為此,人們往往需要配備限制電機(jī)起動電流的起動設(shè)備,過去多采用y/△降壓、自耦變壓器降壓、磁控降壓等方式來實現(xiàn)。這些方法雖然可以起到一定的限流作用,但沒有從根本上解決問題。
隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,智能型軟啟動器得到很廣的應(yīng)用。智能型軟啟動器(soft starter)是一種集軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護(hù)于一體的新穎電機(jī)控制裝備。它不只實現(xiàn)在整個起動過程中無沖擊而平滑的起動電機(jī),而且可根據(jù)電動機(jī)負(fù)載的特性來調(diào)節(jié)起動過程中的參數(shù),如限流值、起動時間等。此外,它還具有多種對電機(jī)保護(hù)功能,這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓啟動設(shè)備的諸多弊端。
蘭州軟啟動控制柜 蘭州軟啟動器安裝維修
1、工作原理與運(yùn)行特點
三相交流異步電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩ms直接與所加電壓的平方成正比,也就是說,只要降低電機(jī)接線端子上的電壓就會影響這些值。(見圖1)
圖1 降低電機(jī)端子上的電壓時啟動轉(zhuǎn)矩ms和啟電流is的特性軟啟動器的工作原理是通過控制串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角使電機(jī)的端子電壓從預(yù)先設(shè)定的值上升到額定電壓。
圖2示出smc dialog plustm系列交流電機(jī)軟啟動器系列軟啟動器控制系統(tǒng)框圖。
1.1 軟啟動的主要起動方式
(1) 電壓雙斜坡起動:
在起動過程中,電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)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(jù)負(fù)載可調(diào),將us調(diào)到大于負(fù)載靜摩擦轉(zhuǎn)矩,使負(fù)載能立即開始轉(zhuǎn)動。這時輸出電壓從us開始按一定的斜率上升(斜率可調(diào)),電機(jī)不斷加速。當(dāng)輸出電壓達(dá)到達(dá)速電壓ur時,電機(jī)也基本達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。軟啟動器在起動過程中自動檢測達(dá)速電壓,當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時,使輸出電壓達(dá)到額定電壓。
這種起動方式比較簡單,不具備電流閉環(huán)控制,只調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角,使之與時間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點是,由于不限流,在電機(jī)起動過程中,有時要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞,對電網(wǎng)影響較大,實際很少應(yīng)用。
(2)限流起動:
就是電機(jī)的起動過程中限制其起動電流不超過某一設(shè)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(dá)到預(yù)先設(shè)定的電流限值im,然后保持輸出電流i<im的條件下逐漸升高電壓,直到額定電壓,使電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高,直到額定轉(zhuǎn)速。
起動過程中,電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動機(jī)負(fù)載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大,則起動轉(zhuǎn)矩大,起動時間短。當(dāng)電機(jī)啟動時,輸出的電壓迅速增加,直到電動機(jī)電流達(dá)到所設(shè)定的限流值,并保持電機(jī)電流不大于所設(shè)定的限流值,然后隨著輸出電壓逐漸的升高,電機(jī)逐漸加速,當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定的轉(zhuǎn)速時,旁路接觸器吸合,輸出電流迅速下降至電機(jī)額定電流或以下,啟動過程完成。
當(dāng)電機(jī)負(fù)載較輕或設(shè)定的限流值較大時,啟動的較大電流可能達(dá)不到設(shè)定的限流值。限電流模式一般用于對啟動電流有嚴(yán)格限制要求的場合。
這種啟動方式的優(yōu)點是啟動電流小,且可按需要調(diào)整,對電網(wǎng)影響小。其缺點是在啟動時難以知道啟動壓降,不能充分利用壓降空間。
該起動方式是應(yīng)用較多的起動方式,尤其適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載的起動。
軟啟動的輸出特性
(3)突跳啟動:在啟動初始階段,讓晶閘管在極短的時間內(nèi)全導(dǎo)通后回落,再按原來時間的直線性上升,進(jìn)入恒流起動,該起動方法適用于重載并需克服靜摩擦轉(zhuǎn)矩的起動場合。空壓機(jī)電機(jī)的啟動采用此方式,這樣可以減少啟動時的振動。
該起動方法,在一般負(fù)載中較少應(yīng)用,適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。
1.2 軟起動運(yùn)行特點
(1)能使電機(jī)起動電壓以恒定的斜率平穩(wěn)上升,起動電流小,對電網(wǎng)無沖擊電流,減小負(fù)載的機(jī)械沖擊。
(2)起動電壓上升斜率可調(diào),保證了起動電壓的平滑性,起動電壓可依據(jù)不同的負(fù)載在30%~70%ue(ue為額定電壓)范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
(3)可以根據(jù)不同的負(fù)載設(shè)定起動時間。
(4)起動器還具有可控硅短路保護(hù)、缺相保護(hù)、過熱保護(hù)、欠壓保護(hù)。
2、軟啟動器的應(yīng)用場合
現(xiàn)在市場有多種型號的軟啟動器可供用戶選擇,不同產(chǎn)品所具功能也不單單相同,選擇時建議遵循下述原則。
原則上,異步電動機(jī)凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合都可使用,適用于各種泵類負(fù)載或風(fēng)機(jī)類負(fù)載,需要軟起動與軟停車(解決水錘效應(yīng))對于變負(fù)載工況、電動機(jī)長期處于輕載運(yùn)行,只有短時或瞬間處于滿負(fù)荷運(yùn)行場合,應(yīng)用軟啟動器(不帶旁路接觸器)則具有輕載節(jié)能的效果。
3、軟啟動mcc控制柜
mcc(motor+control+center)控制柜,既電動機(jī)控制中心。軟啟動控制柜由以下幾部分組成:
(1)輸入端斷路器;
(2)軟啟動器;
(3)軟啟動器旁路接觸器;
(4)上側(cè)控制電路(完成手動起動、遙控起動、軟起動及直接起動等功能的選擇與運(yùn)行),有電壓、電流顯示和故障、運(yùn)行、工作狀態(tài)等信號顯示。
軟啟動器mcc控制柜進(jìn)一步加以組合或用plc邏輯控制,可以實現(xiàn)多種復(fù)合功能。用于大樓的消防系統(tǒng)與噴淋泵、生活泵等系統(tǒng)可以實現(xiàn)消防泵定時自動檢測,定時自動關(guān)閉;加上相應(yīng)的控制邏輯,則可以對消防泵及各個系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,實施平時檢測,定時低速低水壓運(yùn)行;在滅火時,則實施全速滿載運(yùn)行。將若干臺電動機(jī)控制邏輯組合,可以組成生活泵系統(tǒng)或其他系統(tǒng),按需要量逐次起動各臺電機(jī),也可逐次減少電機(jī),實現(xiàn)很好的效率運(yùn)行。還可以實現(xiàn)多臺電機(jī)自動轉(zhuǎn)換運(yùn)行,使各電機(jī)都處于同等的運(yùn)行時間。