軟啟動(dòng)器(Soft Starter)是一種電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備,它主要應(yīng)用于交流異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程中,目的是減少啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)的沖擊,提高電動(dòng)機(jī)的使用壽命和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
工作原理:
軟啟動(dòng)器的工作原理主要是通過(guò)使用三相反并聯(lián)的可控硅(晶閘管)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)輸入電壓的調(diào)節(jié)。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),軟啟動(dòng)器逐漸增加可控硅的導(dǎo)通角度,從而逐漸增加電動(dòng)機(jī)的輸入電壓。這樣電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流會(huì)隨著電壓的上升而平穩(wěn)增加,直到達(dá)到額定電壓和電流,電動(dòng)機(jī)平滑過(guò)渡到全速運(yùn)行狀態(tài)。啟動(dòng)過(guò)程完成后,軟啟動(dòng)器通常會(huì)通過(guò)旁路接觸器將可控硅短路,以減少可控硅的熱損耗,提高系統(tǒng)效率。
主要作用:
減少啟動(dòng)沖擊電流:軟啟動(dòng)器能夠有效地減少電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流,保護(hù)電網(wǎng)不受電流沖擊的影響。
保護(hù)電動(dòng)機(jī):通過(guò)減少啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流和轉(zhuǎn)矩,軟啟動(dòng)器可以延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命,防止因啟動(dòng)電流過(guò)大而損壞電動(dòng)機(jī)。
減少機(jī)械沖擊:軟啟動(dòng)器可以降低啟動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備和傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊,減少由此產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。
節(jié)能:在輕載條件下,軟啟動(dòng)器可以根據(jù)負(fù)載需求調(diào)整電動(dòng)機(jī)的工作電流,實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。
提供多種保護(hù)功能:軟啟動(dòng)器通常具有過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)等多種功能,可以監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài),確保運(yùn)行安全。
提高啟動(dòng)效率:軟啟動(dòng)器能夠使電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中更加平穩(wěn),減少能量損失,提高啟動(dòng)效率。
適應(yīng)不同負(fù)載需求:軟啟動(dòng)器提供多種啟動(dòng)模式,如限流啟動(dòng)、斜坡電壓?jiǎn)?dòng)、轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)等,以適應(yīng)不同的負(fù)載需求。
軟啟動(dòng)器在現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應(yīng)用于泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等各種電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制中,尤其在電動(dòng)機(jī)功率較大,對(duì)啟動(dòng)性能要求較高的場(chǎng)合發(fā)揮著重要作用。
軟啟動(dòng)器通常具備多種啟動(dòng)模式,以適應(yīng)不同負(fù)載的需求。例如:斜坡升壓軟啟動(dòng):輸出電壓隨時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加,簡(jiǎn)單但實(shí)際應(yīng)用中較少,因?yàn)椴幌蘖鲿?huì)產(chǎn)生較大沖擊電流。斜坡恒流軟啟動(dòng):在起動(dòng)初始階段逐漸增加電流,達(dá)到設(shè)定值后保持恒定,直至啟動(dòng)完畢。這種方式適用于風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載,是常用的啟動(dòng)方式。階躍起動(dòng):在開(kāi)機(jī)后短時(shí)間內(nèi)使電流迅速達(dá)到設(shè)定值,實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)。脈沖沖擊起動(dòng):適用于需要克服較大靜摩擦的重載場(chǎng)合,通過(guò)短時(shí)大電流脈沖幫助電機(jī)起動(dòng)。在電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后,軟啟動(dòng)器自動(dòng)使用旁路接觸器取代晶閘管,為電機(jī)提供額定電壓。這樣做不僅降低了晶閘管的熱損耗,延長(zhǎng)了軟啟動(dòng)器的使用壽命,還避免了電網(wǎng)受到諧波污染。此外,軟啟動(dòng)器還提供軟停車功能。在停車過(guò)程中,晶閘管逐漸減小導(dǎo)通角,使電壓和轉(zhuǎn)速逐漸下降,終停機(jī)。這種方式避免了傳統(tǒng)瞬間停電造成的轉(zhuǎn)矩沖擊,防止了“水錘效應(yīng)”對(duì)設(shè)備的損害??傊?,電機(jī)軟啟動(dòng)器通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通角,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的無(wú)沖擊平滑啟動(dòng)和軟停車,有效保護(hù)了電機(jī)、電網(wǎng)及相關(guān)設(shè)備,延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命,提高了工作效率。
旁路接觸器與軟停車
一旦電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,湘創(chuàng)軟啟動(dòng)器將自動(dòng)啟用旁路接觸器,替代晶閘管為電機(jī)提供額定電壓。這一設(shè)計(jì)不僅降低了晶閘管的熱損耗,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,同時(shí)避免了電網(wǎng)受到諧波污染。此外,軟啟動(dòng)器還具備軟停車功能。在停車過(guò)程中,晶閘管的導(dǎo)通角逐漸減小,使電壓與轉(zhuǎn)速逐步降低,終平穩(wěn)停機(jī)。這有效防止了傳統(tǒng)瞬間停電造成的轉(zhuǎn)矩沖擊,以及 “水錘效應(yīng)” 對(duì)設(shè)備的損害。
應(yīng)用案例
某大型化工企業(yè)采用醴陵市湘創(chuàng)電器有限公司的軟啟動(dòng)器來(lái)控制其關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備 —— 大型離心泵。在引入湘創(chuàng)軟啟動(dòng)器之前,該企業(yè)經(jīng)常面臨電機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流沖擊導(dǎo)致的電網(wǎng)波動(dòng)和設(shè)備損壞問(wèn)題。自從安裝了湘創(chuàng)軟啟動(dòng)器后,離心泵的啟動(dòng)過(guò)程變得平滑穩(wěn)定,啟動(dòng)電流大幅降低,設(shè)備壽命顯著延長(zhǎng),維護(hù)成本也隨之減少。
醴陵市湘創(chuàng)電器有限公司的軟啟動(dòng)器提供多種啟動(dòng)模式,以滿足不同負(fù)載的需求:
1.?斜坡恒流軟啟動(dòng) :在啟動(dòng)初期,電流逐漸增加至設(shè)定值后保持恒定,適用于風(fēng)機(jī)、泵類等負(fù)載,是為常用的啟動(dòng)方式。
2.?斜坡升壓軟啟動(dòng) :輸出電壓隨時(shí)間呈特定函數(shù)關(guān)系增長(zhǎng)。盡管簡(jiǎn)單直接,但在實(shí)際應(yīng)用中由于可能產(chǎn)生較大沖擊電流而較少采用。
3.?階躍起動(dòng) :能夠在短時(shí)間內(nèi)使電流迅速達(dá)到設(shè)定值,實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng),適用于某些特殊應(yīng)用場(chǎng)景。
4.?脈沖沖擊起動(dòng) :針對(duì)重載場(chǎng)合,通過(guò)短時(shí)大電流脈沖幫助電機(jī)克服靜摩擦,順利起動(dòng)。
軟起動(dòng)器(軟啟動(dòng)器)是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置,國(guó)外稱為SoftStarter。軟啟器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器,將其接入電源和電動(dòng)機(jī)定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動(dòng)機(jī)逐漸加速,直到晶閘管全導(dǎo)通,電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上,實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng),降低啟動(dòng)電流,避免啟動(dòng)過(guò)流跳閘。
待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí),啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束,軟啟動(dòng)器自動(dòng)用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管,為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓,以降低晶閘管的熱損耗,延長(zhǎng)軟啟動(dòng)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(dòng)器同時(shí)還提供軟停車功能,軟停車與軟啟動(dòng)過(guò)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。
數(shù)碼型電機(jī)軟啟動(dòng)器是一種將電力電子技術(shù),微處理器和自動(dòng)控制相結(jié)合的新型電機(jī)起動(dòng)、保護(hù)裝置。它能無(wú)階躍地平穩(wěn)起動(dòng)/停止電機(jī),避免因采用直接起動(dòng)、星/三角起動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)等傳統(tǒng)起動(dòng)方式起動(dòng)電機(jī)而引起的機(jī)械與電氣沖擊等問(wèn)題,并能有效地降低起動(dòng)電流及配電容量,避免增容投資。
基本接線原理圖:
軟起動(dòng)器端子1L1、3L2、5L3接三相電源,2T1、4T2、6T3接電動(dòng)機(jī)。當(dāng)采用旁路接觸器時(shí),可通過(guò)內(nèi)置信號(hào)繼電器K2控制旁路接觸器。