一、軟啟動的必然性
在工程中最常用的就是三相異步電機(jī),在民用和工業(yè)工程電動設(shè)備中,由于其電機(jī)啟動特性,這些電動機(jī)直接連接供電系統(tǒng)(硬啟動),將會產(chǎn)生高達(dá)電機(jī)額定電流5-7 倍的浪涌(沖擊)電流,使得供電系統(tǒng)和串聯(lián)的開關(guān)設(shè)備過載。另一方面,直接啟動,也會產(chǎn)生較高的峰值轉(zhuǎn)矩,這種沖擊不但會對驅(qū)動電動機(jī)產(chǎn)生沖擊,而且也會使用機(jī)械裝置受損;還會影響接在同一電網(wǎng)上其他電氣設(shè)備正常工作。
二、軟啟動的工作原理
1、異步電機(jī)啟動性能主要兩個指標(biāo),啟動電流倍數(shù)和啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù),軟啟動器是就是在啟動通過改變加在電機(jī)上的電源電壓,以減小啟動電流、啟動轉(zhuǎn)矩。
2、軟啟動的限流特性可有效限制浪涌電流,避免不必要的沖擊力矩以及對配電網(wǎng)絡(luò)的電流沖擊,有效地減少線路刀閘和接觸器的誤觸發(fā)動作;對頻繁啟停的電動機(jī),可有效控制電動機(jī)的溫升,大大延長電動機(jī)的壽命。目前應(yīng)用較為廣泛、工程中常見軟啟動器時晶閘管(SCR)軟啟動。
3、晶閘管軟啟動原理:在三相電源與電機(jī)間串入三相聯(lián)晶閘管,利用晶閘管移相控制原理,改變晶閘管的觸發(fā)角,啟動時電機(jī)端電壓隨晶閘管的導(dǎo)通角從零逐漸上升,就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓,電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸增大,直至達(dá)到滿足啟動轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束啟動過程;軟起動器的輸出是一個平滑的升壓過程(且可具有限流功能),直到晶閘管全導(dǎo)通,電機(jī)在額定電壓下工作;此時旁路接觸器接通(避免電機(jī)在運行中對電網(wǎng)形成諧波污染,延長晶閘管壽命),電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài);停車時先切斷旁路接觸器,然后由軟啟動器內(nèi)晶閘管導(dǎo)通角由大逐漸減小,使三相供電電壓逐漸減小,電機(jī)轉(zhuǎn)速由大逐漸減小到零,停車過程完成。
三、軟啟動器的選用
1、選型:目前市場上常見的軟啟動器有旁路型、無旁路型、節(jié)能型等。根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇不同型號的軟啟動器。
2、旁路型:在電動機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時,用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的軟啟動器,降低晶閘管的熱損耗,提高其工作效率。也可以用一臺軟啟動器去啟動多臺電動機(jī)。
3、無旁路型:晶閘管處于全導(dǎo)通狀態(tài),電動機(jī)工作于全壓方式,忽略電壓諧波分量,經(jīng)常用于短時重復(fù)工作的電動機(jī)。
4、節(jié)能型:當(dāng)電動機(jī)負(fù)荷較輕時,軟啟動器自動降低施加于電動機(jī)定子上的電壓,減少電動機(jī)電流勵磁分量,提高電動機(jī)功率因數(shù)。
5、選規(guī)格:根據(jù)電動機(jī)的標(biāo)稱功率,電流負(fù)載性質(zhì)選擇啟動器,一般軟啟動器容量稍大于電動機(jī)工作電流,還應(yīng)考慮保護(hù)功能是否完備,例如:缺相保護(hù)、短路保護(hù)、過載保護(hù)、逆序保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)等。
四、軟起動器適用場合
籠型異步電動機(jī)凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合都可適用。目前的應(yīng)用范圍是交流380V(也可660V),電機(jī)功率從幾千瓦到800kW。軟起動器特別適用于各種泵類負(fù)載或風(fēng)機(jī)類負(fù)載,需要軟起動與軟停車的場合。同樣對于變負(fù)載工況、電動機(jī)長期處于輕載運行,只有短時或瞬間處于重載場合,應(yīng)用軟起動器(不帶旁路接觸器)則具有輕載節(jié)能的效果。
五、軟起動器用應(yīng)舉例
1、空氣壓縮機(jī)-大容量電動機(jī)輕載時進(jìn)入節(jié)能運行狀態(tài);當(dāng)輸入電源電壓不平衡時,可以自動調(diào)節(jié)使相電流平衡,減少電動機(jī)發(fā)熱和延長壽命。
2、離心泵-利用泵控制功能,減少啟動和停止時液流沖擊所產(chǎn)生地系統(tǒng)喘振現(xiàn)象,節(jié)省系統(tǒng)維修費用。
3、橋式起重機(jī)-利用雙斜坡起動 ,實現(xiàn)加速過程最有效控制,提高生產(chǎn)率并減少產(chǎn)品的損壞。
4、皮帶運輸機(jī)和自動傳輸線-利用軟啟動和預(yù)置低速運行,實現(xiàn)平滑起動,避免產(chǎn)品移位和液體溢出。
5、通風(fēng)機(jī)-利用軟啟動取代舊的機(jī)電啟動器,減少皮帶磨損和機(jī)械沖擊,節(jié)省維修費用。
6、粉碎機(jī)械-利用堵轉(zhuǎn)和失速保護(hù),避免機(jī)械故障或阻塞造成電動機(jī)過熱而燒毀。
7、切碎機(jī)-利用軟啟動取代自耦降壓起動,有助于減少對電網(wǎng)的沖擊和節(jié)約能源。
8、攪拌機(jī)-利用雙斜坡起動和預(yù)置提速運行,避免機(jī)械故障,節(jié)約能源,不需要變頻器驅(qū)動。