唐山軟啟動(dòng)器工作原理

 

唐山軟啟動(dòng)器（軟啟動(dòng)器）是一種集電機軟起動(dòng)、軟停車(chē)、輕載節能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置，國外稱(chēng)為Soft Starter。軟啟動(dòng)器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調壓器，將其接入電源和電動(dòng)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(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機時(shí)，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動(dòng)機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動(dòng)機工作在額定電壓的機械特性上，實(shí)現平滑啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，避免啟動(dòng)過(guò)流跳閘。待電機達到額定轉數時(shí)，啟動(dòng)過(guò)程結束，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)機正常運轉提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長(cháng)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(chē)功能，軟停車(chē)與軟啟動(dòng)過(guò)程相反，電壓逐漸降低，轉數逐漸下降到零，避免自由停車(chē)引起的轉矩沖擊。

控制原理

 

軟啟動(dòng)器是通過(guò)控制可控硅的導通角來(lái)控制輸出電壓。因此，

 

軟啟動(dòng)器

軟啟動(dòng)器從本質(zhì)上是一種能夠自動(dòng)控制的降壓?jiǎn)?dòng)器，由于能夠任意調節輸出電壓，作電流閉環(huán)控制，因而比傳統的降壓?jiǎn)?dòng)方式（如串電阻啟動(dòng)，自耦變壓器啟動(dòng)等）有更多優(yōu)點(diǎn)。例如滿(mǎn)載啟動(dòng)風(fēng)機水泵等變轉矩負載、實(shí)現電機軟停止、應用于水泵能*消除水錘效應等。

運行模式

 

當電動(dòng)機負載輕時(shí)，軟啟動(dòng)器在選擇節能功能的狀態(tài)下，PF開(kāi)關(guān)熱撥至Y位，在電流反饋的作用下，軟啟動(dòng)器自動(dòng)降低電動(dòng)機電壓。減少了電動(dòng)機電流的勵磁分量。從而提高了電動(dòng)機的功率因數（COS∮）。（國產(chǎn)軟啟動(dòng)器多無(wú)此功能）在接觸器旁路狀態(tài)下無(wú)法實(shí)現此功能。TPF開(kāi)關(guān)提供了節能功能的兩種反應時(shí)間；正常、慢速。節能運行模式：自動(dòng)節能運行。（正常、慢速兩種反應速度）空載節能40%，負載節能5%。

啟動(dòng)方式

 

運用串接于電源與被控電機之間的軟起動(dòng)器，控制其內部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預設函數關(guān)系逐漸上升，直至起動(dòng)結束，賦予電機全電壓，即為軟起動(dòng)，在軟起動(dòng)過(guò)程中，電機起動(dòng)轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加。軟起動(dòng)一般有下面幾種起動(dòng)方式。

斜坡升壓軟起動(dòng)：這種起動(dòng)方式zui簡(jiǎn)單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調整晶閘管導通角，使之與時(shí)間成一定函數關(guān)系增加。其缺點(diǎn)是，由于不限流，在電機起動(dòng)過(guò)程中，有時(shí)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(shí)際很少應用。

斜坡恒流軟起動(dòng)：這種起動(dòng)方式是在電動(dòng)機起動(dòng)的初始階段起動(dòng)電流逐漸增加，當電流達到預先所設定的值后保持恒定（t1至t2階段），直至起動(dòng)完畢。起動(dòng)過(guò)程中，電流上升變化的速率是可以根據電動(dòng)機負載調整設定。電流上升速率大，則起動(dòng)轉矩大，起動(dòng)時(shí)間短。該起動(dòng)方式是應用zui多的起動(dòng)方式，尤其適用于風(fēng)機、泵類(lèi)負載的起動(dòng)。

階躍起動(dòng)：開(kāi)機，即以zui短時(shí)間，使起動(dòng)電流迅速達到設定值，即為階躍起動(dòng)。

 

軟啟動(dòng)器

通過(guò)調節起動(dòng)電流設定值，可以達到快速起動(dòng)效果。

脈沖沖擊起動(dòng)：在起動(dòng)開(kāi)始階段，讓晶閘管在極短時(shí)間內，以較大電流導通一段時(shí)間后回落，再按原設定值線(xiàn)性上升，連入恒流起動(dòng)。該起動(dòng)方法，在一般負載中較少應用，適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動(dòng)場(chǎng)合?；\型電機傳統的減壓起動(dòng)方式有Y-q起動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)、電抗器起動(dòng)等。這些起動(dòng)方式都屬于有級減壓起動(dòng)，存在明顯缺點(diǎn)，即起動(dòng)過(guò)程中出現二次沖擊電流。

軟起動(dòng)與傳統減壓起動(dòng)方式的不同之處是：

1、無(wú)沖擊電流。軟起動(dòng)器在起動(dòng)電機時(shí)，通過(guò)逐漸增大晶閘管導通角，使電機起動(dòng)電流從零線(xiàn)性上升至設定值。

2、恒流起動(dòng)。軟起動(dòng)器可以引入電流閉環(huán)控制，使電機在起動(dòng)過(guò)程中保持恒流，確保電機平穩起動(dòng)。⑶根據負載情況及電網(wǎng)繼電保護特性選擇，可自由地無(wú)級調整至*的起動(dòng)電流。適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動(dòng)場(chǎng)合。

電壓雙斜坡起動(dòng)：在起動(dòng)過(guò)程中，電機的輸出力矩隨電壓增加，

 

軟啟動(dòng)器

在起動(dòng)時(shí)提供一個(gè)初始的起動(dòng)電壓Us，Us根據負載可調，將Us調到大于負載靜磨擦力矩，使負載能立即開(kāi)始轉動(dòng)。這時(shí)輸出電壓從Us開(kāi)始按一定的斜率上升（斜率可調），電機不斷加速。當輸出電壓達到達速電壓Ur時(shí)，電機也基本達到額定轉速。軟起動(dòng)器在起動(dòng)過(guò)程中自動(dòng)檢測達速電壓，當電機達到額定轉速時(shí)，使輸出電壓達到額定電壓。

限流起動(dòng)：就是電機的起動(dòng)過(guò)程中限制其起動(dòng)電流不超過(guò)某一設定值（Im）的軟起動(dòng)方式。其輸出電壓從零開(kāi)始迅速增長(cháng)，直到輸出電流達到預先設定的電流限值Im，然后保持輸出電流I這種起動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流小，且可按需要調整。對電網(wǎng)影響小，其缺點(diǎn)是在起動(dòng)時(shí)難以知道起動(dòng)壓降，不能充分利用壓降空間。

節能原理

 

電動(dòng)機屬感性負載，電流滯后電壓，大多數用電器都屬此類(lèi)。

 

軟啟動(dòng)器

為了提高功率因數須用容性負載來(lái)補償，并電容或用同步電動(dòng)機補償。降低電動(dòng)機的激磁電流也可提高功率因數（HPS2節能功能，在輕載時(shí)降低電壓，使激磁電流降低，使COS∮提高）。節能運行模式：輕載時(shí)降低電壓減少了激磁電流，電機電流分為有功分量和無(wú)功分量（激磁分量）提高COS∮。