軟啟動器(Soft Starter)是一種電動機控制設(shè)備,它主要應用于交流異步電動機的啟動過程中,目的是減少啟動時對電網(wǎng)和電動機的沖擊,提高電動機的使用壽命和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
工作原理:
軟啟動器的工作原理主要是通過使用三相反并聯(lián)的可控硅(晶閘管)來實現(xiàn)對電動機輸入電壓的調(diào)節(jié)。在電動機啟動時,軟啟動器逐漸增加可控硅的導通角度,從而逐漸增加電動機的輸入電壓。這樣電動機的啟動電流會隨著電壓的上升而平穩(wěn)增加,直到達到額定電壓和電流,電動機平滑過渡到全速運行狀態(tài)。啟動過程完成后,軟啟動器通常會通過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:
減少啟動沖擊電流:軟啟動器能夠有效地減少電動機啟動時的沖擊電流,保護電網(wǎng)不受電流沖擊的影響。
保護電動機:通過減少啟動時的沖擊電流和轉(zhuǎn)矩,軟啟動器可以延長電動機的使用壽命,防止因啟動電流過大而損壞電動機。
減少機械沖擊:軟啟動器可以降低啟動時對機械設(shè)備和傳動系統(tǒng)的沖擊,減少由此產(chǎn)生的振動和噪音。
節(jié)能:在輕載條件下,軟啟動器可以根據(jù)負載需求調(diào)整電動機的工作電流,實現(xiàn)節(jié)能效果。
提供多種保護功能:軟啟動器通常具有過載保護、斷相保護、過熱保護等多種功能,可以監(jiān)測電動機的工作狀態(tài),確保運行安全。
提高啟動效率:軟啟動器能夠使電動機在啟動過程中更加平穩(wěn),減少能量損失,提高啟動效率。
適應不同負載需求:軟啟動器提供多種啟動模式,如限流啟動、斜坡電壓啟動、轉(zhuǎn)矩控制啟動等,以適應不同的負載需求。
軟啟動器在現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應用于泵、風機、壓縮機等各種電動機的啟動控制中,尤其在電動機功率較大,對啟動性能要求較高的場合發(fā)揮著重要作用。
軟啟動器通常具備多種啟動模式,以適應不同負載的需求。例如:斜坡升壓軟啟動:輸出電壓隨時間成一定函數(shù)關(guān)系增加,簡單但實際應用中較少,因為不限流會產(chǎn)生較大沖擊電流。斜坡恒流軟啟動:在起動初始階段逐漸增加電流,達到設(shè)定值后保持恒定,直至啟動完畢。這種方式適用于風機、泵類負載,是常用的啟動方式。階躍起動:在開機后短時間內(nèi)使電流迅速達到設(shè)定值,實現(xiàn)快速啟動。脈沖沖擊起動:適用于需要克服較大靜摩擦的重載場合,通過短時大電流脈沖幫助電機起動。在電機達到額定轉(zhuǎn)速后,軟啟動器自動使用旁路接觸器取代晶閘管,為電機提供額定電壓。這樣做不僅降低了晶閘管的熱損耗,延長了軟啟動器的使用壽命,還避免了電網(wǎng)受到諧波污染。此外,軟啟動器還提供軟停車功能。在停車過程中,晶閘管逐漸減小導通角,使電壓和轉(zhuǎn)速逐漸下降,終停機。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”對設(shè)備的損害。總之,電機軟啟動器通過控制晶閘管的導通角,實現(xiàn)了電機的無沖擊平滑啟動和軟停車,有效保護了電機、電網(wǎng)及相關(guān)設(shè)備,延長了設(shè)備使用壽命,提高了工作效率。
軟啟動的應用場景
工業(yè)領(lǐng)域
風機、泵類設(shè)備:風機和泵類設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛,它們通常屬于大慣性負載。采用軟啟動可以避免啟動時的大電流沖擊和機械應力,減少設(shè)備的磨損和故障發(fā)生率,同時還能根據(jù)實際工況進行節(jié)能運行。
壓縮機:壓縮機在啟動時需要克服較大的阻力,軟啟動能夠提供足夠的啟動轉(zhuǎn)矩,使壓縮機平穩(wěn)啟動,并且可以通過調(diào)整啟動參數(shù),適應不同的壓縮機類型和工作條件。
傳送帶:工業(yè)生產(chǎn)中的傳送帶系統(tǒng)需要確保物料的平穩(wěn)輸送。軟啟動可以使電機逐漸加速,避免傳送帶在啟動時出現(xiàn)抖動和物料滑落的現(xiàn)象,提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可靠性。
商業(yè)領(lǐng)域
中央空調(diào)系統(tǒng):中央空調(diào)的壓縮機、風機等設(shè)備功率較大,采用軟啟動可以降低啟動時對電網(wǎng)的沖擊,減少對其他用電設(shè)備的影響,同時也有助于延長設(shè)備的使用壽命,降低維護成本。
電梯:電梯作為商業(yè)建筑中重要的垂直運輸設(shè)備,對啟動的平穩(wěn)性和安全性要求很高。軟啟動能夠使電梯電機平穩(wěn)啟動和停止,為乘客提供更加舒適的乘坐體驗,同時也提高了電梯的運行可靠性和安全性。
建筑領(lǐng)域
高層建筑的給排水系統(tǒng):高層建筑的給排水泵在啟動時需要克服較高的靜水壓力,軟啟動可以提供合適的啟動轉(zhuǎn)矩,使水泵平穩(wěn)啟動,避免水錘現(xiàn)象的發(fā)生,保護管道系統(tǒng)的安全。
建筑施工設(shè)備:如混凝土攪拌機、塔吊等施工設(shè)備,在啟動時也會對電網(wǎng)和機械設(shè)備產(chǎn)生較大的沖擊。軟啟動器可以有效地解決這些問題,確保施工設(shè)備的正常運行,提高施工效率。
其他領(lǐng)域
污水處理廠:污水處理廠中的各種泵類、攪拌器等設(shè)備,采用軟啟動可以降低啟動電流,減少對電網(wǎng)的影響,同時也能適應污水處理過程中的復雜工況,設(shè)備的穩(wěn)定運行。
礦山設(shè)備:礦山中的破碎機、輸送機等大型設(shè)備,啟動時需要較大的轉(zhuǎn)矩。軟啟動能夠滿足這些設(shè)備的啟動要求,并且可以在惡劣的工作環(huán)境下可靠運行,提高礦山生產(chǎn)的安全性和效率。
軟啟動器具備多種保護功能,這些功能對于保障電機和整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行至關(guān)重要。以下為你詳細介紹軟啟動器常見的保護功能:
過載保護
- 原理:當電機的負載電流超過其額定電流且持續(xù)一定時間時,軟啟動器會檢測到電流的異常變化。它依據(jù)反時限特性曲線來動作,即過載電流越大,動作時間越短。
- 作用:有效防止電機因長時間過載運行而發(fā)熱,避免絕緣材料老化、損壞,從而延長電機的使用壽命,減少因過載引發(fā)的設(shè)備故障和停機時間。
過流保護
- 原理:在電機啟動或運行過程中,如果電流突然急劇增大,超過了軟啟動器設(shè)定的過流保護值,軟啟動器會迅速動作。
- 作用:能快速切斷電路,保護電機和軟啟動器本身不受過大電流的沖擊,防止因過流造成的電氣元件損壞,保障設(shè)備的安全。
過壓保護
- 原理:實時監(jiān)測電源電壓,當電壓超過軟啟動器設(shè)定的過壓保護閾值時,軟啟動器會采取相應措施。
- 作用:避免過高的電壓對電機和軟啟動器的絕緣造成破壞,防止因過壓導致的電機繞組擊穿、電子元件損壞等問題,提高設(shè)備的可靠性。
欠壓保護
- 原理:持續(xù)監(jiān)測電源電壓,當電壓低于軟啟動器設(shè)定的欠壓保護值時,軟啟動器會做出響應。
- 作用:防止電機在電壓過低的情況下運行,因為欠壓會使電機的轉(zhuǎn)矩下降,轉(zhuǎn)速降低,可能導致電機堵轉(zhuǎn),損壞電機繞組。同時,欠壓保護也能避免因電壓不穩(wěn)定對軟啟動器的正常工作產(chǎn)生影響。
缺相保護
- 原理:通過檢測三相電源的電壓或電流,判斷是否存在缺相情況。一旦檢測到某一相缺失,軟啟動器會立即動作。
- 作用:電機在缺相狀態(tài)下運行會產(chǎn)生不平衡轉(zhuǎn)矩,導致電機振動加劇、發(fā)熱嚴重,甚至燒毀電機繞組。缺相保護能及時切斷電源,保護電機免受缺相運行的危害。
過熱保護
- 原理:在軟啟動器內(nèi)部設(shè)置溫度傳感器,實時監(jiān)測功率模塊等關(guān)鍵部件的溫度。當溫度超過設(shè)定的過熱保護溫度時,軟啟動器會采取保護措施。
- 作用:防止軟啟動器因長時間工作或散熱不良而溫度過高,避免功率模塊等元件因過熱損壞,確保軟啟動器的正常運行。
相序保護
- 原理:檢測三相電源的相序,當相序與軟啟動器設(shè)定的相序不一致時,軟啟動器會禁止電機啟動。
- 作用:確保電機按照正確的方向旋轉(zhuǎn),避免因相序錯誤導致電機反轉(zhuǎn),從而影響設(shè)備的正常運行,特別是對于一些對電機旋轉(zhuǎn)方向有嚴格要求的設(shè)備,相序保護尤為重要。
漏電保護
- 原理:通過檢測電路中的漏電電流,當漏電電流超過設(shè)定的閾值時,軟啟動器會迅速切斷電源。
- 作用:防止因設(shè)備漏電對人員造成觸電危險,同時也能保護設(shè)備免受漏電引起的損壞,提高電氣系統(tǒng)的安全性。
軟起動器(軟啟動器)是一種集電機軟起動、軟停車、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。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。
數(shù)碼型電機軟啟動器是一種將電力電子技術(shù),微處理器和自動控制相結(jié)合的新型電機起動、保護裝置。它能無階躍地平穩(wěn)起動/停止電機,避免因采用直接起動、星/三角起動、自耦減壓起動等傳統(tǒng)起動方式起動電機而引起的機械與電氣沖擊等問題,并能有效地降低起動電流及配電容量,避免增容投資。
基本接線原理圖:
軟起動器端子1L1、3L2、5L3接三相電源,2T1、4T2、6T3接電動機。當采用旁路接觸器時,可通過內(nèi)置信號繼電器K2控制旁路接觸器。