- 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(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角,使電機輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升,直至起動結(jié)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(zhuǎn)矩逐漸增加,轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟起動一般有下面幾種起動方式。
ontent">斜坡升壓軟起動
這種起動方式最簡單,不具備電流閉環(huán)控制,僅調(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。
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(dāng)電流達到預(yù)先所設(shè)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(jù)電動機負載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大,則起動轉(zhuǎn)矩大,起動時間短。該起動方式是應(yīng)用最多的起動方式,尤其適用于風(fēng)機、泵類負載的起動。
階躍起動
開機,即以最短時間,使起動電流迅速達到設(shè)定值,即為階躍起動。通過調(diào)節(jié)起動電流設(shè)定值,可以達到快速起動效果。
脈沖沖擊起動
在起動開始階段,讓晶閘管在極短時間內(nèi),以較大電流導(dǎo)通一段時間后回落,再按原設(shè)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(yīng)用,適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處在哪里?籠型電機傳統(tǒng)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(xiàn)二次沖擊電流。軟起動與傳統(tǒng)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(dǎo)通角,使電機起動電流從零線性上升至設(shè)定值。(2)恒流起動。軟起動器可以引入電流閉環(huán)控制,使電機在起動過程中保持恒流,確保電機平穩(wěn)起動。(3)根據(jù)負載情況及電網(wǎng)繼電保護特性選擇,可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的起動電流。
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(jù)負載可調(diào),將Us調(diào)到大于負載靜磨擦力矩,使負載能立即開始轉(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)),電機不斷加速。當(dāng)輸出電壓達到達速電壓Ur時,電機也基本達到額定轉(zhuǎn)速。軟起動器在起動過程中自動檢測達速電壓,當(dāng)電機達到額定轉(zhuǎn)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(shè)定值(Im)的軟起動方式。其輸出電壓從零開始迅速增長,直到輸出電流達到預(yù)先設(shè)定的電流限值Im,然后保持輸出電流I這種起動方式的優(yōu)點是起動電流小,且可按需要調(diào)整。對電網(wǎng)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。
突跳起動
在起動開始階段,讓晶閘管在極短的時間內(nèi)全導(dǎo)通后回落,再按原設(shè)定的值線性上升,進入恒流起動,該起動方法適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。
節(jié)能原理
電動機屬感性負載,電流滯后電壓,大多數(shù)用電器都屬此類
。為了提高功率因數(shù)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(shù)(HPS2節(jié)能功能,在輕載時降低電壓,使激磁電流降低,使COS∮提高)。 節(jié)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∮。
運行模式
當(dāng)電動機負載輕時,軟啟動器在選擇節(jié)能功能的狀態(tài)下,PF開關(guān)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(shù)(COS∮)。(國產(chǎn)軟啟動器多無此功能)在接觸器旁路狀態(tài)下無法實現(xiàn)此功能。TPF開關(guān)提供了節(jié)能功能的兩種反應(yīng)時間;正常、慢速。節(jié)能運行模式:自動節(jié)能運行。(正常、慢速兩種反應(yīng)速度)空載節(jié)能40%,負載節(jié)能5%。
保護功能
(1)過載保護功能:軟起動器引進了電流控制環(huán),因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時限控制模式,實現(xiàn)了過載保護功能,使電機過載時
,關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報警信號。
(2)缺相保護功能:工作時,軟起動器隨時檢測三相線電流的變化,一旦發(fā)生斷流,即可作出缺相保護反應(yīng)。
(3)過熱保護功能:通過軟起動器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度,一旦散熱器溫度超過允許值后自動關(guān)斷晶閘管,并發(fā)出報警信號。
(4)其它功能:通過電子電路的組合,還可在系統(tǒng)中實現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護。
發(fā)展歷史
軟啟動器于20世紀70年代末和80年代初投入市場,填補了星-三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝。采用軟啟動器,可以控制電動機電壓,使其在啟動過程中逐漸升高,很自然地控制啟動電流,這就意味著電動機可以平穩(wěn)啟動,機械和電應(yīng)力降至最小。因此軟啟動器在市場上得到廣泛應(yīng)用,并且軟啟動器所附帶的軟停車功能有效地避免水泵停止時所產(chǎn)生的“水錘效應(yīng)”。
異步電動機以其優(yōu)良的性能及無需維護的特點,在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。然而由于其起動時要產(chǎn)生較大沖擊電流(一般為Ie的5-8倍),同時由于起動應(yīng)力較大,使負載設(shè)備的使用壽命降低。國家有關(guān)部門對電機起動早有明確規(guī)定,即電機起動時的電網(wǎng)電壓將不能超過15%。解決辦法有兩個:增大配電容量,采用限制電機起動電流的起動設(shè)備,如果僅僅為起動電機而增大配電容,從經(jīng)濟角度上來說,顯然不可取。為此,人們往往需要配備限制電機起動電流的起動設(shè)備,過去人們多采用Y/△轉(zhuǎn)換,自藕降壓,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。
伴隨傳動控制對自動化要求的不斷提高,采用可控硅為主要器件、單片機為控制核心的智能型電動機起動設(shè)備—軟起動器,已在各行各業(yè)得到越來越多的應(yīng)用,由于軟起動器性能優(yōu)良、體積小、重量輕,并且具有智能控制及多種保護功能,而且各項起動參數(shù)可根據(jù)不同負載進行調(diào)整,其負載適應(yīng)性很強。因此電子式軟起動器將逐步取代落后的Y/Δ、自耦減壓和磁控式等傳統(tǒng)的減壓起動設(shè)備成為必然。
電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,智能型軟起動器得到廣泛應(yīng)用。智能型軟起動器是一種集軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護于一體的新穎電機控制裝置,又稱為SoftStarter。它不僅實現(xiàn)在整個起動過程中無沖擊而平滑的起動電機,而且可根據(jù)電動機負載的特性來調(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保護功能,這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動設(shè)備的諸多弊端。
應(yīng)用領(lǐng)域
軟起動器特別適用于各種泵類負載或風(fēng)機類負載,需要軟起動與軟停車的場合。同樣對于變負載工況、電動機長期處于輕載運行,可廣泛用于紡織,冶金、石油化工、水處理、船舶、運輸、醫(yī)藥、食品加工,采礦和機械設(shè)備等行業(yè)。
型號介紹
基本分類
常規(guī)型軟啟動器:電機軟起動器,是一種全數(shù)字控制的軟起動器??刂乒δ苁?/p>
分完善并有多種保護功能,在省級新產(chǎn)品鑒定會上,被評定為國際水平國內(nèi)領(lǐng)先產(chǎn)品。它采用16位單片機,數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)全部數(shù)字化,起動和停止時的電壓斜坡由單片機控制。具有脈沖突跳、大電流斷開、泵停止、內(nèi)置電子過載保護(可選)、斷相保護、過流保護、過溫保護,并具有自診斷和節(jié)能功能??上妱訖C起動、停止過程中的電流沖擊,減小電網(wǎng)容量,避免電機起動時機械沖擊,保護電機和負載。是傳統(tǒng)星--三角、自耦降壓起動器的最佳換代產(chǎn)品,可廣泛應(yīng)用于紡織、冶金、石油化工、水處理、食品和保健品加工、采礦和機械等行業(yè)。
中、高壓軟啟動器 是用多只可控硅串并聯(lián)而成,可以滿足不同的電流及電壓等級要求,控制可控硅的觸發(fā)角就可以控制輸出電壓的大小。在電機起動過程中,HPMV-DN按照預(yù)先設(shè)定的起動曲線增加電機的端電壓使電機平滑加速,從而減少了電機起動時對電網(wǎng)、電機本身和相連設(shè)備的電氣及機械沖擊。當(dāng)電機達到正常轉(zhuǎn)速后,旁路接觸器接通。電機起動完畢后,HPMV-DN軟啟動器繼續(xù)監(jiān)控電機并提供各種故障保護。在軟停機時首先按照預(yù)先設(shè)定好的停機曲線平滑地降低電機的端電壓直到電機停機。軟??梢越鉀Q突然停機引起的水泵水錘現(xiàn)象及機械沖擊等相關(guān)問題。
經(jīng)濟型軟起動器 HPS2S18/30…300/515是一款靈活多用的電機軟啟動器??梢匀〈鶼/△起動,適用于大多數(shù)應(yīng)用場合。它安裝調(diào)節(jié)方便,所有控制連接及參數(shù)調(diào)節(jié)均在正面上完成。前面板上給出清晰的工作狀態(tài)及故障指示。該軟啟動器在安裝后用戶仍可方便就地改造,如:附加限流功能和內(nèi)接外接轉(zhuǎn)換選擇。該軟啟動器可不帶旁路持續(xù)在線運行。軟啟動器為旁路和故障單獨設(shè)置了控制繼電器。該軟啟動器所有參數(shù)均通過前面板上的三只旋鈕電位計和一只拔碼開關(guān)設(shè)定,直觀準確。它甚至可以工作在有振動和環(huán)境溫度較高的應(yīng)用場合。當(dāng)該軟啟動器用于內(nèi)接時因可控硅模塊上承受的是三角形接法時的相電流,所以相同電流的軟啟動器在內(nèi)接時可以負載比外接時大1.73倍的電機。如一臺58A的S型軟啟動器內(nèi)接應(yīng)用時可以負載100A的電機。
HPS2DB型漢顯智能經(jīng)濟型軟啟動器在秉承和平電氣其他型號軟啟動器優(yōu)良的起動、停止特性的基礎(chǔ)上,采用雙MCU形式,主芯片采用新型微處理完成通訊、故障處理、信號采集、參數(shù)給定等功能;而從芯片完成可控硅的觸發(fā)控制,預(yù)置出廠參數(shù),適合于大多數(shù)負載需要,可通過鍵盤輕松將當(dāng)前參數(shù)恢復(fù)到出廠值。內(nèi)置非易用失性存儲器,確保參數(shù)不會丟失。全面的保護功能。支持通訊功能-可通過現(xiàn)場總線與軟啟動器通訊,可以支持Modbus,Profibus,DeviceNet等通訊協(xié)議??蛇x帶模擬輸出功能,可在線升級軟啟動器控制程序。
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