電機(jī)軟啟動器工作原理、電機(jī)廠工藝流程、故障分析、接線圖。

時間：2019-08-15 13:06

      軟啟動器（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。軟啟動器采用三相反并聯(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，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，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。

電機(jī)軟啟動器安裝工藝流程：

      軟啟動器安裝－》主回路端子接線－》控制回路接線－》啟動參數(shù)設(shè)定－》模擬試驗－》帶負(fù)荷試運行

      軟啟動器安裝位置選擇防塵、 散熱條件較好的位置安裝； 安裝時應(yīng)按說明書考慮空間與周邊環(huán)境最小距離。

      主回路端子接線可分為內(nèi)接式和外接式（見圖 ）兩種， 施工時按設(shè)計圖紙連接電機(jī)與軟啟動器接線。

      通常配電盤柜的控制回路已連接完整，用萬用表對照圖紙檢查控制線路；注意不可用絕緣搖表檢測控制線路絕緣電阻，以免損壞軟啟動器內(nèi)電子元件。

      軟啟動器不能作空負(fù)載模擬動作試驗，因為空負(fù)載沒有電流電壓輸出，繼電保護(hù)會誤動作；應(yīng)帶輕負(fù)載試驗，檢測軟啟動器參數(shù)設(shè)置是否符合設(shè)計要求；在此推薦工程現(xiàn)場一個經(jīng)濟(jì)簡便方法：可利用三個 200W 白熾燈泡模擬電機(jī)三相繞組作為試驗的輕負(fù)載。

      試運行階段注意實際測量值與設(shè)定值有無偏差，分析產(chǎn)生偏差原因不斷調(diào)整，直至符合要求；并做好相應(yīng)檢測記錄和運行報告。

電機(jī)軟啟動器的分類及選型

      分類

      1、在線運行軟啟動器：

      在上個世紀(jì)，軟啟動器產(chǎn)品主要是國外的品牌，在中國市場上銷售，如：A-B；ABB、施奈德、西門子等，但他們都是在線運行方式。在應(yīng)用過程當(dāng)中，人們發(fā)現(xiàn)在線運行有以下缺點：1、可控硅長期在線運行功耗太大造成能源浪費。2、可控硅的散熱量太大需要機(jī)械風(fēng)冷，給成套帶來很大困難。3、可控硅長期在線運行給電網(wǎng)帶來高次諧波污染。4、可控硅作為主開關(guān)元件長期工作其可靠性遠(yuǎn)低于機(jī)械開關(guān)。5、造價昂貴用戶難以接受。6、由于可控硅選型較大和考慮散熱所以體積較大。它的優(yōu)點：1、是對電動機(jī)的啟動與保護(hù)及其控制集于一體，強(qiáng)大的智能控制器全部發(fā)揮作用。2、是由于采用了機(jī)械風(fēng)冷能夠適用頻繁啟動場所。3、是電路簡單便于維護(hù)和檢修。

      2、旁路運行軟啟動器：

      到了上世紀(jì)末和本世紀(jì)開始，考慮在線運行的缺點和技術(shù)難度性，國內(nèi)廠家就直接開發(fā)了旁路型軟啟動器，即電動機(jī)起動完成后旁路到接觸器上運行。它的優(yōu)點是回避了可控硅在線運行的缺點，尤其不需要機(jī)械風(fēng)冷。但是，它同時帶來缺點：1、電路復(fù)雜化，系統(tǒng)可靠性降低，2、強(qiáng)大的智能控制器不能充分利用，有的不能對電動機(jī)保護(hù)。3、增加成套裝置的體積和成本。4、增加維護(hù)與檢修的難度。綜合比較后市場上還是多數(shù)采用了旁路運行方式，即便是選用了在線運行方式的軟啟動器，設(shè)計人員還是加裝一套旁路運行接觸器，使軟啟動器旁路運行。回避了可控硅在線運行的缺陷。

      3、內(nèi)置可控硅旁路型在線運行軟啟動器：

      在2003年漢森堡國際電工產(chǎn)品技術(shù)博覽會上，德國的默勒公司和ABB公司（僅限于200KW以上）推出了內(nèi)置可控硅旁路型在線運行軟啟動器，2004年天津諾爾哈頓電器制造有限公司（中美合資）開發(fā)出了15~400KW的內(nèi)置可控硅旁路型在線運行軟啟動器?，F(xiàn)在國內(nèi)外許多電器公司都在開發(fā)內(nèi)置可控硅旁路型在線運行軟啟動器。內(nèi)置可控硅旁路型在線運行軟啟動器（簡稱內(nèi)置旁路型軟啟動器），是在在線運行軟啟動器內(nèi)部設(shè)置了一套機(jī)械觸頭與可控硅并聯(lián)，在電機(jī)軟啟動過程和軟停車過程中由可控硅運行，機(jī)械觸頭斷開，當(dāng)電動機(jī)正常運行時可控硅關(guān)閉，機(jī)械觸頭閉合。這套動作過程是通過內(nèi)部控制器自動完成的，對外部接線來講是一個裝置，所以稱做在線運行。

      它又可稱作旁路型的軟啟動器將外邊的接觸器移到了軟啟動器里邊集成為一體并能保證體積不增加。它的優(yōu)點是具備上述兩種類型的所有優(yōu)點同時回避了它們各自的缺點：

      1、電路簡單。

      2、自然風(fēng)冷。

      3、可控硅只管啟動和停車，回避可控硅在線運行所帶來的功耗與散熱。

      4、體積小（和旁路型的一般大?。?。

      5、強(qiáng)大智能控制器得以全面發(fā)揮，能對電動機(jī)起到起停與保護(hù)及其控制。

      6、節(jié)省成套空間。

      7、由于可控硅和機(jī)械觸頭組合一體的設(shè)計，通過智能控制器實現(xiàn)了機(jī)械觸頭無電弧，使的機(jī)械觸頭的電壽命等于機(jī)械壽命，解決了接觸器長期以來難以解決的問題，與旁路型相比大大提高了系統(tǒng)可靠性。

      8、節(jié)能，此節(jié)能是指軟啟動器本身，與可控硅在線型相比可忽略不計。與旁路型相比減少60%，其原因是由于內(nèi)置旁路型的機(jī)械觸頭采用了無電弧控制，其銀點的硬度大大降低，觸點的接觸電阻大大降低，使得機(jī)械觸頭的閉合壓力大大降低，機(jī)械觸頭的吸合磁力機(jī)構(gòu)減小一半，降低一半能耗，機(jī)械觸頭的觸點能耗也降低了一半，綜合起來機(jī)械觸頭與磁力機(jī)構(gòu)的能耗與旁路接觸相比降低一半，再加上節(jié)省熱繼電器的能耗所以與之旁路型相比綜合起來能節(jié)省60%。

選型

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      由上述對于軟啟動器原理及其優(yōu)缺點分析，應(yīng)該是內(nèi)置旁路型的適用性最強(qiáng)，優(yōu)點最多，缺點最少。在實際工作當(dāng)中還要考慮具體產(chǎn)品品牌的功能和技術(shù)參數(shù)以及產(chǎn)品的可考性，根據(jù)實際使用情況進(jìn)行選擇。在此有必要區(qū)分的是頻繁啟動和不頻繁啟動，對于軟啟動器來講，一般情況下如果啟動間隔時間不超過2分鐘每小時不超過30次，即可定為不頻繁啟動。小于此數(shù)應(yīng)按頻繁啟動考慮。風(fēng)機(jī)泵類負(fù)荷一般都屬于不頻繁啟動。機(jī)械傳動有頻繁啟動的也有不頻繁啟動的，象皮帶機(jī)、球磨機(jī)等可按不頻繁啟動考慮，如果是起動機(jī)或大型機(jī)械設(shè)備所配的電動機(jī)需要可逆功能的多屬于頻繁啟動。      在頻繁工作的場所選取軟啟動器要按電動機(jī)的起動電流選取，因為軟啟動器生產(chǎn)廠家一般選取的可控硅電流是電動機(jī)額電流的2.5倍。限制最大電動機(jī)啟動電流是額定電流的4.5倍，在不頻繁操作下充分利用可控硅短時過載能力，所以在頻繁啟動的條件下，應(yīng)加大選取軟啟動器的容量，根據(jù)頻繁度的不同取在1.2~1.5倍即可。同時由于可控硅頻繁工作，為了排除可控硅散發(fā)的大量的熱量，軟啟動器必需帶有機(jī)械風(fēng)冷。對于機(jī)械風(fēng)冷的軟啟動裝置，一臺開關(guān)柜最好放一臺軟啟動裝置，而且開關(guān)柜也要設(shè)置機(jī)械通風(fēng)。

電機(jī)軟啟動器的主接線種類及常見故障

      電機(jī)軟啟動器的主接線方法：

      1、在線型：

      所有軟啟動器的控制器都有電動機(jī)過載保護(hù)，當(dāng)軟啟動器在線運行時軟啟動器的控制器能對電機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)，不要加裝熱過載繼電器。由于經(jīng)過可控硅后的電流諧波電流非常大，所以不能加裝電子式熱過載繼電器，否則熱繼的誤動作使系統(tǒng)不能正常工作。由于可控硅比較昂貴而且更換困難，為了保護(hù)可控硅要用快速熔斷器防止軟啟動器下口發(fā)生短路燒毀可控硅，圖4A是指在經(jīng)常使用的場所，軟起動器的上口不加接觸器，圖4B是指不經(jīng)常使用的場所，在停車后將軟啟動器的電源斷開。

      2、旁路型：

      旁路運行軟啟動器，離開旁路接觸器是無法運行的，所以在兩種主接線方案里都有。對于軟啟動器上口的接觸器的作用和在線運行方式下作用相同在此不再重復(fù)。著重說明的是熱繼電器，把它安方在旁路接觸器的下口，不通過起動電流最好，尤其是電子熱繼電器，由于經(jīng)過軟啟動器后電流諧波很大能干擾電子熱繼電器誤動作而使電機(jī)停車。另外因為可控硅的短時工作沒必要安裝快速熔斷器，所以在主結(jié)線方案里沒有加裝快速熔斷器。

      3、內(nèi)置旁路型：

      它的主接線和在線型的大致相同，唯一的優(yōu)點是因為可控硅的短時工作沒必要安裝快速熔斷器。      電動機(jī)的過載保護(hù)是有軟啟動器的控制器實現(xiàn)的，它不僅在功能和性能上超過電子熱繼電器，而且不會因主回路的諧波電流及外界的干擾而誤動作。

      電機(jī)軟啟動器的常見故障

      軟啟動器的故障大體分如下幾種：

      1、電動機(jī)起不來：

      電動機(jī)起不來的原因大致分兩種情況：

      一是六只可控硅的其中一只觸發(fā)不可靠或是不導(dǎo)通，此時一相電路通過的是半波直流，電動機(jī)的兩相繞組通過的直流對電動機(jī)起到了制動作用，不僅電機(jī)起不來，嚴(yán)重的還會燒毀電機(jī)和可控硅。

      二是啟動參數(shù)或啟動曲線不合適造成電機(jī)起不來，這是常見故障。前者在使用過程當(dāng)中會發(fā)生，但幾率低于接觸器的故障率。后者多發(fā)生在第一次投運調(diào)試，調(diào)試好以后就不會出現(xiàn)。多數(shù)的廠家不會出現(xiàn)此現(xiàn)象，啟動程序性能好，出廠值設(shè)定的適用性強(qiáng)。只有很少廠家的產(chǎn)品需要廠家自己去調(diào)試。

      2、可控硅燒毀：

      可控硅擊穿或爆炸，此類故障不分國內(nèi)外品牌，因廠家而易，但都比接觸器的故障率低，而且主要問題出現(xiàn)在餅式可控硅的安裝工藝上。

      3、控制器燒損：

      相對于軟啟動器來講，控制器燒毀故障是最嚴(yán)重的。有的廠家此類故障造成的返修率已超過30%。進(jìn)口的或合資的廠家此類問題不多見。主要是控制器的電源和觸發(fā)電路以及輸入電路三部分容易燒毀。

      4、軟啟動器誤動作：

      電動機(jī)在運行的裝態(tài)下因軟起動器受干擾而停機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)下因軟起動器受干擾而起動是時有發(fā)生，前者較普遍，后者只有兩個品牌發(fā)生過。究其原因，一是產(chǎn)品質(zhì)量問題，二是和線路布局有關(guān)。但是凡是進(jìn)口或合資的軟啟都沒有上述現(xiàn)象，國產(chǎn)品牌中此問題比較多。

      5、軟啟動器內(nèi)部插接件接觸不良：

      軟啟動器內(nèi)部插接件選用本來不是問題，這是國內(nèi)廠家容易忽略的問題，經(jīng)常出現(xiàn)故障。進(jìn)口或合資廠家都不犯此類的錯誤。

      
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