电机软起动器控制原理

  1)软起动器简介

  三相鼠笼型异步电动机直接起动(全正起动)虽然起动方法简单、经济.但其起动电流可达额定电流的4-7倍。过大的起动电流导致线路产生较大的压降,严重冲击电网.可对电网上其他设备构成严重威胁。国家标准规定,一般情况下直接起动的起动电流在电网中引起的电压降不超过电网额定电压的10%(频繁起动)或15%(不频繁起动)现允许直接起动，还应综合考虑负载和传动机构等因素。例如,对中等容量以上的异步电动机传动系统,直接起动时很大的突跳转矩冲击会使轴承,齿轮磨损加重,甚至损坏,而且减速箱故障率高:同时过大的机械冲击大大降低了机械设备的寿命,很大的冲击电流将导致电机绕组的绝缘老化电气设计的寿命下降,设备维护率的提高。这些都会对设备产生严重影响。

  软起动器是一种用来控制三相鼠笼型异步电动机的新设备,是集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新型电机控制装置。它的主要构成是申接于电源与被控电机之间的三相反并联品闸管及其电子控制电路。运用不同的方法,控制三相反并联晶闸管的导通角,使被控电机的输入电压按不同的要求变化,从而可实现不同的功能。基本上,在不需要调速的各种应用场合,三相筑笼型异步电动机都可以使用软起动器。目前的应用范围是交流380V(也可为660V),电机功率从儿干瓦到800kW。软起动器特别适用于各种泵类负载或风机类负载,需要软起动与软停车的场合。

  2)软起动器的工作模式

  早期的软起动器是以起动电压为控制对象进行软起动的,新型的软起动器一股都采用智能化控制,有多种起动模式供用户选择,以适应各种复杂的应用和负载的变化，这些起动模式有限流起动模式、电压斜坡起动模式、突跳起动模式和电压限流双团环起动模式等。

  限流起动模式一般用于对起动电流有严格限制要求的场合，当电动机起动时,软起动器的输出电压迅速增加,直到定子电流达到设定的限流值:此后将保持定子电流稳定在此限流值上。随着输出电压的逐渐上升,电动机逐渐加速,当电机达到稳定转速时,旁路接触器的主触点闭合,输出电流迅速下降至电动机所带负载对应的稳定电流,起动过程完成。

  电压斜坡起动模式适用于对起动电流要求不严格,但对起动过程的平稳性要求较高的拖动中。当电动机起动时:在定子电流不超过额定值的400%范围内,软起动器的输出电压迅速上升到一定值,然后输出电压按所设定的输出参数逐新上升,电动机随着电压的上升而不断平稳加速,当电压达到额定值时,电动机达到额定转速,旁路接触器主触点闭合，起动过程结束。

  突跳式起动模式用于重负载场合,起动时针对重负载,先给电动机的定子绕组施加一个较高的固定电压,使其持续一小段时间(如100ms),以克服电动机负载的静摩擦力使电动机起动,然后按限流突跳起动方式或按电压斜坡突跳起动方式起动,解决了带重负载起动困难的问题。

  3)软起动器的优势

  减压起动方式有丫入起动、自稠减压起动、电抗器起动等。这些起动方式都属于有级减压起动,存在明显缺点,即起动过程中出现二次冲击电流。由于传统的减压起动方式技术落后,国家已明令沟汰.所以在工业应用中,额定功率55~99kW及以上的三相鼠笼型异步电动机在经济条件允许的情况下尽量采用软起动器，在这种起动方式中,可以控制其最大的起动电流约为额定电流的2~4倍,使定子电流处在其最大的容许电流范围之内,又可使电动机以尽快的速度起动,缩短起动时间。

  软起动的优势在于减少起动过程中引起的电网压降,不影响与其共网的其他电气设备的正常运行;减少起动电流,改善电动机局部过热的情况,提高电动机寿命;减小硬起动带来的机械冲力:减小对诚速机构的磨损。

  (1)无冲击电流。软起动器在起动电机时,通过逐浙增大晶闸管导通角,使电机起动电流从零线性上升至设定值。对电机无冲击,提高了供电可靠性，平稳起动,减少对负载机械的冲击转短,延长机器使用寿命。

  (2)有软停车功能,即平滑减速,逐渐停机：它可以克眼瞬间断电停机的弊病,减轻对重载机被的冲击,避免高层供水系统的水锤效应,减少设备损坏。

  (3)起动参数可调,根据负载情况及电网继电保护特性选择,可自由地无级调整至最佳的起动电流。

  4)软起动器的典型应用

  变频器和软起动器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方,其输出不但改变电压而且改变频率;软起动器实际上是个调压器,用于电机起动时,输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备软起动器的所有功能,但它的价格比软起动器贵得多,结构也复杂得多。目前软起动器主要应用在大功率三相鼠笼型异步电动机的起动,特别是使用最为广泛的鼓风机和水泵等，一般情况下这多设备都采用软起动方法。