原则上,笼型异步电动机凡不须要调速的各类应用场合都可适用。
目前的应用范围是交流380V(也可660V/1140V),马达功率从几千瓦到800KW。
软起动器非常适用于各类泵类负载或风机类负载,须要软起动与软停车的场合。
同样对于变负载工况、电动机常年处于轻载运行,只有短时或顿时处于重载场合,应用软起动器(不带旁路接触器)则具有轻载节能的疗效。
马达软启动器通常以大功率单向光耦构成单相交流调压电路,以微处理器及讯号采集、保护环节构成控制器,通过控制变流器的触发角,调节二极管调压电路的输出电流,实现电动机的无触点降糖软启动、软停车和空载、轻载的节能及保护功能。因此,通过对软启动方法与传统的启动方式进行比较,来剖析软启动器的特点。
软启动和通常降糖启动的区别
在电动机启动时,增加加到电动机转子定子的电流可以降低电动机的启动电压。通常降糖启动是指电动机在启动过程中加在电动机转子定子的电流变化是顿时突变的电机启动瞬间电流过大跳闸,主要有“Y—△”降压启动和自藕变压器降糖启动等;而软启动是使用调压装置在规定的启动时间内,手动地将启动电流连续、平滑地上升,直至达到额定电流。
若采用通常降糖启动,则启动过程是跳跃的、不平滑的,所以又叫作硬启动,对生产工艺要求稳启动的场合不宜采用。而软启动从初始电流开始电流连续平稳地减小,在启动过程中电动机的力矩是平滑的而不是跳跃的,启动过程是平稳的,所以叫软启动。
软启动器工作原理是当马达启动时,由电子电路控制变流器的导通角使马达的端电流以设定的速率渐渐下降,仍然升到全电流,使马达实现无冲击启动到控制电动机软启动的过程。当电动机启动完成并达到额定电流时,使单相旁路接触器闭合,电动机直接投入电网运行。
假如是轻载,则在正常运行时,也保持所需的较高端电流,使马达的功率质数下降电机启动瞬间电流过大跳闸,效率减小。在马达停机时,也通过控制变流器的导通角,使马达端电流渐渐减少至0,因而实现软停机。
软启动的特点
(1)启动电压以一定的斜率上升至设定值,对电网无冲击。
(2)启动过程中引入电压负反馈,启动电压上升至设定值后,使马达启动平稳。
(3)不受电网电流波动的影响。因为软启动以电压为设定值,电网电流上下波动时,通过增减二极管的导通角,调节马达的端电流,仍可维持启动电压恒值,保证马达正常启动。
(4)针对不同负载对马达的要求,可以无级调整启动电压设定值,改变马达启动时间,实现最佳启动时间控制。
马达各类启动方法的对比
因异步电动机具有结构简单、体积小、价格低廉、运行可靠、维修便捷、运行效率较高及工作特点好等优点,在电力拖动平台上广泛使用。并且,它有启动电压大的缺点(通常启动电压为额定电压的4~7倍,部份国产电动机的启动电压经过实际检测高达额定电压的8~12倍)。过大的启动电压对电动机本身和电网以及其他电气设备的正常运行会导致不利影响,会在电动机轴上形成瞬时的过大扭矩(可达马达满载力矩的1.6~2.0倍),扭曲马达轴、破坏工件、损坏和轴连接的其他设备,使马达发热影响其寿命,供电线路电流损失减小,可能使并联于同一供电线路上的其他电气设备的正常运行受到破坏。
国家有关部门早有明晰规定,电动机启动时电网电压降不能超过15%。对于容量较大的电动机,应采取举措增加电动机的启动电压。一般异步电动机总是在全电流下运行。电动机从空载到满载,磁场几乎不变。因而,磁化电压在所有负载下近似地相同。
通过比较异步电动机的各类启动方法:
当马达全压启动时,对电网的冲击最大,冲击时间也最长;而一般使用的降糖启动也就是硬启动,对电网的冲击虽比较小,而且因为涉及到一个线圈电流切换过程,所以出现二次冲击的不利环节;
软启动因为在启动前设定了一个不对电网形成影响的启动电压,电压是平缓减小至设定电压,故无冲击电压,对电网的影响最小,但是能清除启动转矩的冲击。
运用串接于电源与被控马达之间的软起动器,控制其内部二极管的导通角,使马达输入电流从零以预设函数关系渐渐上上升,直到起动结束,赋于马达全电流,即为软起动。依据不同行业的需求不同,对软启动器的启动方法也有不同的要求,通常有以下几种方法:
1、斜坡升压软起动
这些起动方法最简单,不具备电压闭环控制,仅调整二极管导通角,使之与时间成一定函数关系降低。其缺点是,因为不限流,在马达起动过程中,有时要形成较大的冲击电压使二极管受损,对电网影响较大,实际甚少应用。
2、阶跃起动
开机,即以最短时间,使起动电压迅速达到设定值,即为前馈起动。通过调节起动电压设定值,可以达到快速起动疗效。
3、斜坡恒流软起动
这些起动方法是在电动机起动的初始阶段起动电压逐步降低,当电压达到预先所设定的值后保持恒定,直到起动完毕。该起动方法是应用最多的起动方法,尤其适用于风机、泵类负载的起动。
4、脉冲冲击起动
在起动开始阶段,让二极管在极短时间内,以较大电压导通一段时间后反弹,再按原设定值线性上升,连入恒流起动。该起动方式,在通常负载中较少应用,适用于重载并需克服较大静磨擦的起动场合。
5、电压双斜坡起动
在起动过程中,马达的输出扭矩随电流降低,在起动时提供一个初始的起动电流Us,Us按照负载可调,将Us调到小于负载静摩擦扭矩,当输出电流达到达速电流Ur时,马达也基本达到额定怠速。软起动器在起动过程中手动检查达速电流,当马达达到额定怠速时,使输出电流达到额定电流。
6、限流起动
限流起动就是马达的起动过程中限制其起动电压不超过某一设定值的软起动方法。输出电流从零开始迅速下降,直至输出电压达到预先设定的电压限值Im,之后保持输出电压I这些起动方法的优点是起动电压小,且可按须要调整。
启动器(软起动器)是一种集马达软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的马达控制装置。软启动器采用单相反并联二极管作为调压器,将其接入电源和电动机转子之间。
这些电路如单相全控桥式检波电路。使用软启动器启动电动机时,二极管的输出电流逐步降低,电动机逐步加速,直至二极管全导通,电动机工作在额定电流的机械特点上,实现平滑启动,增加启动电压,防止启动过流合闸。
待电机达到额定转数时,启动过程结束,软启动器手动用旁路接触器代替已完成任务的二极管,为电动机正常运转提供额定电流,以减少二极管的热耗损,延长软启动器的使用寿命,增强其工作效率,又使电网防止了纹波污染