異步電動機(jī)以其優(yōu)良的性能及無需維護(hù)的特點(diǎn),在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。然而由于其起動時(shí)要產(chǎn)生較大沖擊電流(一般為Ie的5-8倍),同時(shí)由于起動應(yīng)力較大,使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低。國家有關(guān)部門對電機(jī)起動早有明確規(guī)定,即電機(jī)起動時(shí)的電網(wǎng)電壓將不能超過15%。解決辦法有兩個(gè):增大配電容量,采用限制電機(jī)起動電流的起動設(shè)備,如果僅僅為起動電機(jī)而增大配電容,從經(jīng)濟(jì)角度上來說,顯然不可取。為此,人們往往需要配備限制電機(jī)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(shí)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(jī)為控制核心的智能型電動機(jī)起動設(shè)備—軟啟動器,已在各行各業(yè)得到越來越多的應(yīng)用,由于軟啟動器性能優(yōu)良、體積小、重量輕,并且具有智能控制及多種保護(hù)功能,而且各項(xiàng)起動參數(shù)可根據(jù)不同負(fù)載進(jìn)行調(diào)整,其負(fù)載適應(yīng)性很強(qiáng)。因此電子式軟啟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,智能型軟啟動器得到廣泛應(yīng)用
智能型軟啟動器是一種集軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護(hù)于一體的新穎電機(jī)控制裝置,又稱為SoftStarter。它不僅實(shí)現(xiàn)在整個(gè)起動過程中無沖擊而平滑的起動電機(jī),而且可根據(jù)電動機(jī)負(fù)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(shí)間等。軟起動器(軟啟動器)是一種集電機(jī)軟起動、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,國外稱為Soft Starter。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(jī)定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機(jī)時(shí),晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動機(jī)逐漸加速,直到晶閘管全導(dǎo)通,電動機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上,實(shí)現(xiàn)平滑啟動,降低啟動電流,避免啟動過流跳閘。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí),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(wù)的晶閘管,為電動機(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(shí)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。 電動機(jī)屬感性負(fù)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(fù)載來補(bǔ)償,并電容或用同步電動機(jī)補(bǔ)償。降低電動機(jī)的激磁電流也可提高功率因數(shù)(HPS2節(jié)能功能,在輕載時(shí)降低電壓,使激磁電流降低,使COS∮提高)。 節(jié)能運(yùn)行模式:輕載時(shí)降低電壓減少了激磁電流,電機(jī)電流分為有功分量和無功分量(激磁分量)提高COS 當(dāng)電動機(jī)負(fù)載輕時(shí),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(jī)電壓。減少了電動機(jī)電流的勵磁分量。從而提高了電動機(jī)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(shí)現(xiàn)此功能。TPF開關(guān)提供了節(jié)能功能的兩種反應(yīng)時(shí)間;正常、慢速。節(jié)能運(yùn)行模式:自動節(jié)能運(yùn)行。(正常、慢速兩種反應(yīng)速度)空載節(jié)能40%,負(fù)載節(jié)能5%。 保護(hù)功能 (1)過載保護(hù)功能:軟啟動器引進(jìn)了電流控制環(huán),因而隨時(shí)跟蹤檢測電機(jī)電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時(shí)限控制模式,實(shí)現(xiàn)了過載保護(hù)功能,使電機(jī)過載時(shí) ,關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報(bào)警信號。 (2)缺相保護(hù)功能:工作時(shí),軟啟動器隨時(shí)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(hù)反應(yīng)。 (3)過熱保護(hù)功能:通過軟啟動器內(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(bào)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(shí)現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護(hù)。 軟啟動器填補(bǔ)了啟動器和變頻器在功能實(shí)用性和價(jià)格之間的鴻溝。采用軟啟動器,可以控制電動機(jī)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(jī)可以平穩(wěn)啟動,機(jī)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(shí)所產(chǎn)生的“水錘效應(yīng)”。 電機(jī)停機(jī)時(shí),傳統(tǒng)的控制方式都是通過瞬間停電完成的。但有許多應(yīng)用場合,不允許電機(jī)瞬間關(guān)機(jī)。例如:高層建筑、大樓的水泵系統(tǒng),如果瞬間停機(jī),會產(chǎn)生巨大的“水錘”效應(yīng),使管道,甚至水泵遭到損壞。為減少和防止“水錘”效應(yīng),需要電機(jī)逐漸停機(jī),即軟停車,采用軟啟動器能滿足這一要求。在泵站中,應(yīng)用軟停車技術(shù)可避免泵站的“拍門”損壞,減少維修費(fèi)用和維修工作量。 軟啟動器中的軟停車功能是,晶閘管在得到停機(jī)指令后,從全導(dǎo)通逐漸地減小導(dǎo)通角,經(jīng)過一定時(shí)間過渡到全關(guān)閉的過程。停車的時(shí)間根據(jù)實(shí)際需要可在0 ~ 120s調(diào)整;\型異步電機(jī)是感性負(fù)載,在運(yùn)行中,定子線圈繞組中的電流滯后于電壓。如電機(jī)工作電壓不變,處于輕載時(shí),功率因數(shù)低,處于重載時(shí),功率因數(shù)高。軟啟動器能實(shí)現(xiàn)在輕載時(shí),通過降低電機(jī)端電壓,提高功率因數(shù),減少電機(jī)的銅耗、鐵耗,達(dá)到輕載節(jié)能的目的;負(fù)載重時(shí),則提高電機(jī)端電壓,確保電機(jī)正常運(yùn)行。
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