1 引言
異步電動(dòng)機(jī)以其優(yōu)良的性能及無(wú)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(dòng)時(shí)要產(chǎn)生較大沖擊電流,同時(shí)由于起動(dòng)應(yīng)力較大,使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低。國(guó)家有關(guān)部門(mén)對(duì)電機(jī)起動(dòng)早有明確規(guī)定,即電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電網(wǎng)電壓降不能超過(guò)15%。人們往往需要配備限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備,過(guò)去多采用y/△轉(zhuǎn)換、磁控降壓起動(dòng)器、自耦降壓等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些方法雖然可以起到一定的限流作用,但沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。
隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,軟起動(dòng)器得到廣泛應(yīng)用。它不僅實(shí)現(xiàn)在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中無(wú)沖擊而平滑的起動(dòng)電機(jī),而且可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)過(guò)程中的參數(shù),如限流值、起動(dòng)時(shí)間等。此外,它還具有多種對(duì)電機(jī)保護(hù)功能,這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端。
2 軟起動(dòng)器的功能特點(diǎn)
軟起動(dòng)器是一種用來(lái)控制交流異步電動(dòng)機(jī)的新設(shè)備,它是集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車(chē)、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(guó)外稱(chēng)為softstarter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運(yùn)用不同的方法,控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角,使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化,就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。以上海山宇公司生產(chǎn)的軟起動(dòng)器來(lái)說(shuō)明軟起動(dòng)器的功能特點(diǎn)。山宇公司的軟起動(dòng)器主要由雙cpu的主控板、電機(jī)主控制回路及供電變壓器構(gòu)成,具有控制功能、電機(jī)保護(hù)功能以及顯示、報(bào)警、參數(shù)設(shè)置等功能。
2.1 軟起動(dòng)器與傳統(tǒng)起動(dòng)方式的比較
表1給出了軟起動(dòng)器與傳統(tǒng)起動(dòng)器的比較,從起動(dòng)電流的波形可以看出軟起動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)無(wú)沖擊電流,而傳統(tǒng)的起動(dòng)器在起動(dòng)時(shí)有1~2次的沖擊電流。而且從起始電壓、電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性、能否頻繁起動(dòng)方面的對(duì)比情況看,軟起動(dòng)器在起動(dòng)時(shí)有傳統(tǒng)起動(dòng)器無(wú)法比擬的優(yōu)越性。
2.2 啟、??刂颇J?/p>
山宇公司sjr2軟起動(dòng)器有完美的起動(dòng)模式,收到外部起、停命令后,按照預(yù)先設(shè)定的起、停方式實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制??蛇x的起、??刂颇J接幸韵聨追N:
?。?)限流軟起動(dòng)控制模式:電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),其輸出電壓從零迅速增加,直至輸出電流達(dá)到設(shè)定的電流限幅值im,然后保證輸出電流在不大于該值的情況下,電壓逐漸升高,電動(dòng)機(jī)逐漸加速,當(dāng)電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí),旁路接觸器吸合,輸出電流迅速下降至電機(jī)額定電流ie以下,完成起動(dòng)過(guò)程。如圖1所示。
?。?)電壓斜坡起動(dòng)控制模式
當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),在電動(dòng)機(jī)電流不超出額定值400%的范圍內(nèi),軟起動(dòng)器的輸出電壓迅速上升到整定值u1,然后按設(shè)定的速率逐漸增加,電動(dòng)機(jī)隨電壓的上升不斷平穩(wěn)加速,直至達(dá)到額定電壓后,電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,旁路接觸器吸合,起動(dòng)過(guò)程完成。起動(dòng)時(shí)間t是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件下所得的控制參數(shù),sjr2系列軟起動(dòng)器以此參數(shù)為基準(zhǔn),通過(guò)控制輸出電壓使電機(jī)平穩(wěn)加速以完成起動(dòng)過(guò)程,并非機(jī)械的控制時(shí)間t而不論電機(jī)加速是否平穩(wěn),鑒于此,在負(fù)載較輕時(shí),起動(dòng)時(shí)間往往小于設(shè)定的起動(dòng)時(shí)間,只要能順利起動(dòng)則屬正常,這也是山宇變頻器智能化的表現(xiàn)之一。一般而言,電壓斜坡起動(dòng)模式適用于對(duì)起動(dòng)電流要求不嚴(yán)對(duì)起動(dòng)平穩(wěn)性要求較高的場(chǎng)所。輸出特性曲線如圖2所示。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
?。?)突跳+限流或突跳+電壓起動(dòng)模式
圖3給出了突跳起動(dòng)模式的輸出變化波形,在某些重載場(chǎng)合下,由于機(jī)械靜摩擦力的影響而不能起動(dòng)電機(jī)時(shí),可選用此種起動(dòng)模式。在起動(dòng)時(shí),先對(duì)電動(dòng)機(jī)施加一個(gè)較高的固定的電壓并持續(xù)有限的一段時(shí)間,以克服電動(dòng)機(jī)負(fù)載的靜摩擦力使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),然后按限制電流或電壓斜坡的方式起動(dòng)。在選用此模式前,應(yīng)先用非突跳模式起動(dòng)電機(jī),若電機(jī)因靜摩擦力太大不能轉(zhuǎn)動(dòng),再選用此模式,否則應(yīng)避免用此模式起動(dòng),以減少不必要的大電流沖擊。
(4) 電流斜坡起動(dòng)模式
圖4為電流斜坡起動(dòng)模式的輸出電流波形,其中i1為限流值,t1為設(shè)置的時(shí)間值。電流斜坡起動(dòng)模式具有較強(qiáng)的加速能力,適用于兩極電動(dòng)機(jī),也可在一定范圍內(nèi)縮短起動(dòng)時(shí)間。
?。?)軟停車(chē)模式:在這種停車(chē)模式下,電動(dòng)機(jī)的供電有旁路接觸器切換到軟起動(dòng)器的晶閘管輸出,軟起動(dòng)器的輸出電壓由全壓逐漸減小,使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速平穩(wěn)降低,以避免機(jī)械震蕩,直到電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。
?。?)自由停車(chē):在這種停車(chē)模式下,軟起動(dòng)器接到停止命令后立即斷開(kāi)旁路接觸器并禁止軟起動(dòng)器晶閘管的電壓輸出,電動(dòng)機(jī)依負(fù)載慣性逐漸停車(chē)。
2.3 電機(jī)保護(hù)功能
山宇sjr2系列軟起動(dòng)器具有完善的保護(hù)功能,保護(hù)軟起動(dòng)器和電機(jī)的安全。包括:過(guò)熱保護(hù)、輸入缺相保護(hù)、輸出缺相保護(hù)、三相不平衡保護(hù)、起動(dòng)過(guò)流保護(hù)、運(yùn)行過(guò)載保護(hù)、電源電壓過(guò)低保護(hù)、電源電壓過(guò)高保護(hù)、負(fù)載短路保護(hù)等。每種保護(hù)動(dòng)作時(shí)都有相應(yīng)的代碼,用戶可以方便的判斷故障原因和采取相應(yīng)解決辦法。由于sjr2軟起動(dòng)器為三進(jìn)六出的設(shè)計(jì),當(dāng)起動(dòng)完成時(shí)也可以在線監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù),時(shí)時(shí)保護(hù)電動(dòng)機(jī)的安全運(yùn)行。
2.4 顯示、報(bào)警和參數(shù)設(shè)置功能
在軟起動(dòng)器的控制面板上,可顯示電機(jī)電流、報(bào)警信號(hào)及設(shè)定的參數(shù)值;以數(shù)字形式設(shè)置電機(jī)保護(hù)值、電機(jī)運(yùn)行方式;手動(dòng)操作啟、停電機(jī)。
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