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软启动器的技术应用及分类介绍


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软启动器的技术应用及分类介绍
软启动器以体积小,转矩可以调节、启动平稳、冲击小并具有软停 机功能等优点得到了越来越多的应用,大有取代传统的自耦减压、星角变换降压启动的趋势。 由于软启动器是近年来新发展起来的启动设 备,缺少相应的设计及使用经验等,笼形异步电动机是应

用最广泛的用 电设备。 由于电动机直接启动时的冲击电流很大, 特别是大容量电动机直接 启动会对电网及其他负载造成干扰甚至危害电网的安全运行, 所以按 不同工况, 采用许多种减压启动方式。 早期的方式有串联电抗或电阻、 串联自耦变压器、星世纪三角转换等。 软启动器的工作原理是,控制电路运用不同的方法,控制三相反并 联晶闸管的导通角, 使电动机输入电压从零以预设的函数关系逐渐上 升,直至启动结束,赋予电动机全电压,实现软启动。在软启动过程 中,电动机启动转矩逐渐增加,转速也逐渐增加。在上述基础上,把 功率因数 控制技术结合进去, 以及采用微处理器代替模拟控制电路, 使早期的软启动器已发展成智能化软启动器。 2 软启动器技术简述 2.1 软启动器技术应用的必要性 电动机启动一般采用自耦减压、星-角变换减压启动方式,其中最常 用的是星-角变换降压启动方式,该方式下电动机的转矩与加在电动机 定子上的电压的平方成正比,降压启动是指电动机在启动过程中降低 加在电动机定子绕组的电压,假设启动电压 U =0.5Ue,则电动机启动时

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的转矩为 0.25Mm,即启动时的转矩只有电动机最大转矩的 1/4。如果 在此时将电压 U 加大到电动机额定电压 Ue,则电动机的转矩一下子就 从 1/4 跳到 Mm,这样的启动过程是跳跃的、不平滑的,所以又叫作硬 启动 ,一般降压启动控制技术可靠性差 ,不稳定, 每次启停都会造成对 电网和机械设备的冲击,引发一系列的技术问题。例如:在这种控制方 式下,水泵电动机在启动时必须将其出口阀门关严,在低负荷时才能启 动,否则会造成开关跳闸,影响电动机的正常启动。 总体来说,传统的启动方式存在以下几个问题: (1)对电网的冲击大,影响了电网供电质量,对变压器裕量要求较大; (2)对机械设备冲击大,降低设备使用寿命; (3)Y—Δ 启动的切换时间一般根据经验设定 ,对生产工艺要求稳启 动的场合不宜采用。 软启动是使用调压装置在规定的启动时间内 ,自动地将启动电压连 续、平滑地上升,直到达到额定电压。此时电动机的转矩就会平滑地 增大,一直到转矩为最大值 Mm 时为止,启动过程结束。软启动可以使 电动机启停自如,减少空转,有节能作用,软启动器还具有下列优点:① 减少冲击力,延长设备寿命;②根据不同负载选用不同的启动方式以提 高加/减速特性;③保护功能全面;④提高可靠性;⑤通过修改参数,匹配 不同的负载对象;⑥智能化,可以与 PLC 等相互通讯。 2.2 软启动器技术的分类 电动机的软启动技术有磁控软启动、SCR 软启动和液阻软启动等几 种不同的方式,其中以 SCR 软启动应用最为广泛。其启动类型有:

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(1)不限流软启动,启动时,使启动电流以一定斜率不断上升 ,直至启 动完毕,期间对启动电流不加任何限制。这种启动方式因为没有对启 动电流进行限制 , 所以对电网冲击较大 ,一般不使用 ,适应重载启动场 合。 (2)斜坡恒流软启动。 该启动方式是在电机启动的初始阶段启动电流 逐渐增加,当电流达到预先所设定的值后保持恒定,直至启动完毕。在 启动过程中,电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。 电流上升速率大,则启动转矩大,启动时间短。这种启动方式应用得最 多,尤其适用于风机、泵类负载的启动。 (3)脉冲冲击启动。启动一开始在极短的时间里,使晶闸管接近于全 导通,然后恢复至较小导通角,进行正常的恒流软启动。适用于启动时 静摩擦力矩较大的场合。 (4)阶跃启动。 阶跃启动方式是在开机时以最短时间使启动电流迅速 达到设定值,通过调节启动电流的设定值,可以达到快速启动的效果。
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