軟啟動器(Soft Starter)是一種電動機控制設備,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的可控硅(晶閘管)來實現對電動機輸入電壓的調節(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備和傳動系統(tǒng)的沖擊,減少由此產生的振動和噪音。
節(jié)能:在輕載條件下,軟啟動器可以根據負載需求調整電動機的工作電流,實現節(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、轉矩控制啟動等,以適應不同的負載需求。
軟啟動器在現代工業(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。
軟啟動器一般由主電路、控制電路、人機界面和保護電路等部分構成,以下是各部分的詳細介紹:
主電路
- 晶閘管組件:這是主電路的核心部分,通常由三對反并聯的晶閘管組成。晶閘管具有可控的導通特性,通過控制其導通角的大小,可以調節(jié)施加在電機上的電壓,從而實現電機的軟啟動。在電機啟動過程中,晶閘管的導通角逐漸增大,使電機端電壓從較低值逐步上升到額定電壓,實現平穩(wěn)啟動。
- 旁路接觸器:在電機啟動完成并達到額定轉速后,旁路接觸器閉合,將晶閘管短接。這樣做的目的是為了減少晶閘管在電機正常運行時的損耗,提率,同時也能延長晶閘管的使用壽命。
控制電路
- 微處理器:作為控制電路的核心,微處理器負責整個軟啟動過程的控制和管理。它能夠根據預設的啟動參數(如啟動時間、啟動電壓、限流值等),控制晶閘管的導通角,實現對電機啟動過程的調節(jié)。同時,微處理器還能實時監(jiān)測電機的運行狀態(tài),如電流、電壓、溫度等,并根據監(jiān)測結果做出相應的處理。
- 觸發(fā)電路:觸發(fā)電路的作用是為晶閘管提供合適的觸發(fā)信號,使其按照微處理器的控制指令導通。觸發(fā)電路需要控制觸發(fā)信號的時間和幅度,以確保晶閘管能夠準確、可靠地導通,從而實現對電機電壓和電流的有效調節(jié)。
- 檢測電路:檢測電路用于實時監(jiān)測電機的運行參數,如電流、電壓、溫度等。通過對這些參數的監(jiān)測,微處理器可以及時了解電機的運行狀態(tài),判斷是否存在異常情況,并采取相應的保護措施。例如,當檢測到電機電流過大時,微處理器可以通過調節(jié)晶閘管的導通角來降低電流,避免電機因過流而損壞。
人機界面
- 操作面板:操作面板通常包括顯示屏和按鍵,用戶可以通過按鍵輸入各種啟動參數,如啟動時間、啟動電壓、限流倍數等。顯示屏則用于顯示軟啟動器的工作狀態(tài)、運行參數以及故障信息等,方便用戶實時了解設備的運行情況。
- 通信接口:一些軟啟動器還配備了通信接口,如 RS - 485、Modbus 等,通過這些接口可以與上位機(如 PLC、工控機等)進行通信,實現遠程監(jiān)控和控制。用戶可以通過上位機對軟啟動器進行參數設置、啟動停止控制以及故障診斷等操作,提高設備的自動化管理水平。
保護電路
- 過流保護電路:當電機的啟動電流或運行電流超過設定的過流保護值時,過流保護電路會迅速動作,通過微處理器控制晶閘管減小導通角或切斷電路,防止電機因過流而損壞。
- 過壓保護電路:實時監(jiān)測電源電壓,當電壓超過設定的過壓保護閾值時,過壓保護電路會發(fā)出信號,微處理器會采取相應措施,如降低電機端電壓或切斷電源,以保護電機和軟啟動器不受過壓的影響。
- 欠壓保護電路:當電源電壓低于設定的欠壓保護值時,欠壓保護電路會觸發(fā),微處理器會根據情況采取停止電機運行等措施,避免電機在欠壓狀態(tài)下運行而損壞。
- 過熱保護電路:在軟啟動器內部設置溫度傳感器,實時監(jiān)測功率模塊等關鍵部件的溫度。當溫度超過設定的過熱保護溫度時,過熱保護電路會動作,微處理器會采取降低負載或停止運行等措施,防止設備因過熱而損壞。
數碼型電機軟啟動器是一種將電力電子技術,微處理器和自動控制相結合的新型電機起動、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,可通過內置信號繼電器K2控制旁路接觸器。