軟啟動(dòng)器(Soft Starter)是一種電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備,它主要應(yīng)用于交流異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程中,目的是減少啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)和電動(dòng)機(jī)的沖擊,提高電動(dòng)機(jī)的使用壽命和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
工作原理:
軟啟動(dòng)器的工作原理主要是通過(guò)使用三相反并聯(lián)的可控硅(晶閘管)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)輸入電壓的調(diào)節(jié)。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),軟啟動(dòng)器逐漸增加可控硅的導(dǎo)通角度,從而逐漸增加電動(dòng)機(jī)的輸入電壓。這樣電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流會(huì)隨著電壓的上升而平穩(wěn)增加,直到達(dá)到額定電壓和電流,電動(dòng)機(jī)平滑過(guò)渡到全速運(yùn)行狀態(tài)。啟動(dòng)過(guò)程完成后,軟啟動(dòng)器通常會(huì)通過(guò)旁路接觸器將可控硅短路,以減少可控硅的熱損耗,提高系統(tǒng)效率。
主要作用:
減少啟動(dòng)沖擊電流:軟啟動(dòng)器能夠有效地減少電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流,保護(hù)電網(wǎng)不受電流沖擊的影響。
保護(hù)電動(dòng)機(jī):通過(guò)減少啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流和轉(zhuǎn)矩,軟啟動(dòng)器可以延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用壽命,防止因啟動(dòng)電流過(guò)大而損壞電動(dòng)機(jī)。
減少機(jī)械沖擊:軟啟動(dòng)器可以降低啟動(dòng)時(shí)對(duì)機(jī)械設(shè)備和傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊,減少由此產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。
節(jié)能:在輕載條件下,軟啟動(dòng)器可以根據(jù)負(fù)載需求調(diào)整電動(dòng)機(jī)的工作電流,實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。
提供多種保護(hù)功能:軟啟動(dòng)器通常具有過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)等多種功能,可以監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài),確保運(yùn)行安全。
提高啟動(dòng)效率:軟啟動(dòng)器能夠使電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中更加平穩(wěn),減少能量損失,提高啟動(dòng)效率。
適應(yīng)不同負(fù)載需求:軟啟動(dòng)器提供多種啟動(dòng)模式,如限流啟動(dòng)、斜坡電壓?jiǎn)?dòng)、轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)等,以適應(yīng)不同的負(fù)載需求。
軟啟動(dòng)器在現(xiàn)代工業(yè)中廣泛應(yīng)用于泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等各種電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)控制中,尤其在電動(dòng)機(jī)功率較大,對(duì)啟動(dòng)性能要求較高的場(chǎng)合發(fā)揮著重要作用。
軟啟動(dòng)器一般由主電路、控制電路、人機(jī)界面和保護(hù)電路等部分構(gòu)成,以下是各部分的詳細(xì)介紹:
主電路
- 晶閘管組件:這是主電路的核心部分,通常由三對(duì)反并聯(lián)的晶閘管組成。晶閘管具有可控的導(dǎo)通特性,通過(guò)控制其導(dǎo)通角的大小,可以調(diào)節(jié)施加在電機(jī)上的電壓,從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)。在電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中,晶閘管的導(dǎo)通角逐漸增大,使電機(jī)端電壓從較低值逐步上升到額定電壓,實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)。
- 旁路接觸器:在電機(jī)啟動(dòng)完成并達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后,旁路接觸器閉合,將晶閘管短接。這樣做的目的是為了減少晶閘管在電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的損耗,提率,同時(shí)也能延長(zhǎng)晶閘管的使用壽命。
控制電路
- 微處理器:作為控制電路的核心,微處理器負(fù)責(zé)整個(gè)軟啟動(dòng)過(guò)程的控制和管理。它能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的啟動(dòng)參數(shù)(如啟動(dòng)時(shí)間、啟動(dòng)電壓、限流值等),控制晶閘管的導(dǎo)通角,實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程的調(diào)節(jié)。同時(shí),微處理器還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),如電流、電壓、溫度等,并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果做出相應(yīng)的處理。
- 觸發(fā)電路:觸發(fā)電路的作用是為晶閘管提供合適的觸發(fā)信號(hào),使其按照微處理器的控制指令導(dǎo)通。觸發(fā)電路需要控制觸發(fā)信號(hào)的時(shí)間和幅度,以確保晶閘管能夠準(zhǔn)確、可靠地導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)電壓和電流的有效調(diào)節(jié)。
- 檢測(cè)電路:檢測(cè)電路用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行參數(shù),如電流、電壓、溫度等。通過(guò)對(duì)這些參數(shù)的監(jiān)測(cè),微處理器可以及時(shí)了解電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),判斷是否存在異常情況,并采取相應(yīng)的保護(hù)措施。例如,當(dāng)檢測(cè)到電機(jī)電流過(guò)大時(shí),微處理器可以通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角來(lái)降低電流,避免電機(jī)因過(guò)流而損壞。
人機(jī)界面
- 操作面板:操作面板通常包括顯示屏和按鍵,用戶可以通過(guò)按鍵輸入各種啟動(dòng)參數(shù),如啟動(dòng)時(shí)間、啟動(dòng)電壓、限流倍數(shù)等。顯示屏則用于顯示軟啟動(dòng)器的工作狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)以及故障信息等,方便用戶實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行情況。
- 通信接口:一些軟啟動(dòng)器還配備了通信接口,如 RS - 485、Modbus 等,通過(guò)這些接口可以與上位機(jī)(如 PLC、工控機(jī)等)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。用戶可以通過(guò)上位機(jī)對(duì)軟啟動(dòng)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置、啟動(dòng)停止控制以及故障診斷等操作,提高設(shè)備的自動(dòng)化管理水平。
保護(hù)電路
- 過(guò)流保護(hù)電路:當(dāng)電機(jī)的啟動(dòng)電流或運(yùn)行電流超過(guò)設(shè)定的過(guò)流保護(hù)值時(shí),過(guò)流保護(hù)電路會(huì)迅速動(dòng)作,通過(guò)微處理器控制晶閘管減小導(dǎo)通角或切斷電路,防止電機(jī)因過(guò)流而損壞。
- 過(guò)壓保護(hù)電路:實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電源電壓,當(dāng)電壓超過(guò)設(shè)定的過(guò)壓保護(hù)閾值時(shí),過(guò)壓保護(hù)電路會(huì)發(fā)出信號(hào),微處理器會(huì)采取相應(yīng)措施,如降低電機(jī)端電壓或切斷電源,以保護(hù)電機(jī)和軟啟動(dòng)器不受過(guò)壓的影響。
- 欠壓保護(hù)電路:當(dāng)電源電壓低于設(shè)定的欠壓保護(hù)值時(shí),欠壓保護(hù)電路會(huì)觸發(fā),微處理器會(huì)根據(jù)情況采取停止電機(jī)運(yùn)行等措施,避免電機(jī)在欠壓狀態(tài)下運(yùn)行而損壞。
- 過(guò)熱保護(hù)電路:在軟啟動(dòng)器內(nèi)部設(shè)置溫度傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功率模塊等關(guān)鍵部件的溫度。當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定的過(guò)熱保護(hù)溫度時(shí),過(guò)熱保護(hù)電路會(huì)動(dòng)作,微處理器會(huì)采取降低負(fù)載或停止運(yùn)行等措施,防止設(shè)備因過(guò)熱而損壞。
數(shù)碼型電機(jī)軟啟動(dòng)器是一種將電力電子技術(shù),微處理器和自動(dòng)控制相結(jié)合的新型電機(jī)起動(dòng)、保護(hù)裝置。它能無(wú)階躍地平穩(wěn)起動(dòng)/停止電機(jī),避免因采用直接起動(dòng)、星/三角起動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)等傳統(tǒng)起動(dòng)方式起動(dòng)電機(jī)而引起的機(jī)械與電氣沖擊等問(wèn)題,并能有效地降低起動(dòng)電流及配電容量,避免增容投資。
基本接線原理圖:
軟起動(dòng)器端子1L1、3L2、5L3接三相電源,2T1、4T2、6T3接電動(dòng)機(jī)。當(dāng)采用旁路接觸器時(shí),可通過(guò)內(nèi)置信號(hào)繼電器K2控制旁路接觸器。