軟起動器

軟起動器

軟啟動器是一種集軟啟動、軟停車、輕載節能和多功能保護於一體的電機控制裝備。實現在整個啟動過程中無衝擊而平滑的啟動電機,而且可根據電動機負載的特性來調節啟動過程中的各種參數,如限流值、啟動時間等。國內軟起動器以安肯AKR1-6000系列軟起動器最為有名,它的主要構成是串接於電源與被控電機之間的三相反並聯閘管及其電子控制電路。

基本信息

簡介

當今傳動工程中最常用的就是三相交流感應電動機。在許多場合中,由於其起動特性,這些電動機涌直接連線電源系統。如果直接線上起動,將會產生高達電機額定電流6倍的浪涌電流。該電流會使供電系統和串聯的開關設備過載。如果直接起動,也會產生較高的峰值轉矩,這種衝擊不但會對驅動電動機產生衝擊,而且也會使用機械裝置受損。例如:輔助動力傳送部(V形帶,齒輪)。為了降低直動電流,應使用起動輔助裝置,如起動用電抗器或自耦變壓器,但使用電抗器或自耦變壓器起動等常規方法只能逐步降低電壓,而軟起動器通過平滑升高端子電壓,可以實現無衝擊起動。因此,可以最佳地保護電源系統以及電機。
HPMV中、高壓軟起動器是用多個可控矽串並聯而成,可以滿足不同的電流及電壓要求,控制可控矽的觸發角就可以控制輸出電壓的大小。當電機起動過程中,HPMV按照預先設定的起動曲線增加電機的端電壓使電機平滑加速,從而減少了電機起動時對電網、電機本身、相連設備的電氣及機械衝擊。當電機達到正常轉速後,旁路接觸器接通。電機起動完畢後,HPMV軟起動器繼續監控電機並提供各種故障保護。在軟停機時首先按照預先設定好的停機曲線平滑地降低電機的端電壓直到電機停機。軟停可以解決突然停機引起的水泵水錘現象及機械衝擊等相關問題。
HPMV中、高軟起動器的操作過程可以分為四過程:起動準備完成、起動過程、運行和停機過程。CPU對所有的過程都提供全面的保護。
A、起動準備完成:在這個過程中,控制和電源已經加到起動器上,其保護包括對SCR短路、旁路離合器、接點熔解短路。
其它檢測保護特性:
軟起動器溫升
保險絲指示燈是否亮
相序是否正確(如果選擇)
電源輸入頻率跳閘範圍
外部輸入故障
B、起動過程:當軟起動器得到一個起動命令時,以下保護功能開始工作:
起動曲線
加速時間
相間平衡
電路短路/加負載前檢測
相間漏電
起動電流累計
過載檢測
熱容量檢測
C、運行過程:當電機全電壓和全速運行時,電機電流將降到FLA以下,在運行過程中以下保護功能生效:
運行過載曲線
缺相
電流過低/失載
過電流/電子定位銷檢測
D、停機過程:一旦軟起動器得到停機命令,應根據不同停機方式來選擇不同的保護功能,選擇如下:
軟停模式:將維持運行時所有的保護特性。在停車結束時,進入下面滑行停止保護狀態。
滑行停機模式:電源立即從電機上斷開恢復到“起動準備完成”,下面的保護功能生效:
滑行減速/鏇轉減速計數
每小時起動次數
起動間隔時間

工作原理

完整的HPMV系列的軟起動器是一個標準的電機起動控制器,用來保護和控制中、高壓交流電機。完整的HPMV包括:隔離開關、保險絲、主真空接觸器、控制變壓器、控制模組、可控矽模組、高壓真空旁路接觸器。軟起動部分僅包括:控制模組、可控矽模組、高壓真空旁路接觸器。
A、隔離開關:在起動器的輸入電源部分裝有一個允許電機直接帶負載起動的隔離開關。這個隔離開關具有負載短路時起動和帶負載停機的過載能力。其最大設計值是:5KV隔離開關使用2300-4160V的起動器,7.2KV用於600

起動方式

運用串接於電源與被控電機之間的軟起動器,控制其內部晶閘管的導通角,使電機輸入電壓從零以預設函式關係逐漸上升,直至起動結束,賦予電機全電壓,即為軟起動,在軟起動過程中,電機起動轉矩逐漸增加,轉速也逐漸增加。軟起動一般有下面幾種起動方式:

(1)斜坡升壓軟起動:這種起動方式最簡單,不具備電流閉環控制,僅調整晶閘管導通角,使之與時間成一定函式關係增加。其缺點是,由於不限流,在電機起動過程中,有時要產生較大的衝擊電流使晶閘管損壞,對電網影響較大,實際很少套用。

(2)斜坡恆流軟起動:這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加,當電流達到預先所設定的值後保持恆定(t1至t2階段),直至起動完畢。起動過程中,電流上升變化的速率是可以根據電動機負載調整設定。電流上升速率大,則起動轉矩大,起動時間短。該起動方式是套用最多的起動方式,尤其適用於風機、泵類負載的起動。

(3)階躍起動:開機,即以最短時間,使起動電流迅速達到設定值,即為階躍起動。通過調節起動電流設定值,可以達到快速起動效果。

(4)脈衝衝擊起動:在起動開始階段,讓晶閘管在級短時間內,以較大電流導通一段時間後回落,再按原設定值線性上升,連入恆流起動。該起動方法,在一般負載中較少套用,適用於重載並需克服較大靜摩擦的起動場合。軟起動與傳統減壓起動方式的不同,籠型電機傳統的減壓起動方式有Y-q起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬於有級減壓起動,存在明顯缺點,即起動過程中出現二次衝擊電流。

(5)電壓雙斜坡起動:在起動過程中,電機的輸出力矩隨電壓增加,在起動時提供一個初始的起動電壓Us,Us根據負載可調,將Us調到大於負載靜磨擦力矩,使負載能立即開始轉動。這時輸出電壓從Us開始按一定的斜率上升(斜率可調),電機不斷加速。當輸出電壓達到達速電壓Ur時,電機也基本達到額定轉速。軟起動器在起動過程中自動檢測達速電壓,當電機達到額定轉速時,使輸出電壓達到額定電壓。

(6)限流起動:就是電機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設定值(Im)的軟起動方式。其輸出電壓從零開始迅速增長,直到輸出電流達到預先設定的電流限值Im,然後保持輸出電流I這種起動方式的優點是起動電流小,且可按需要調整。對電網影響小,其缺點是在起動時難以知道起動壓降,不能充分利用壓降空間。

(7)突跳起動:在起動開始階段,讓晶閘管在極短的時間內全導通後回落,再按原設定的值線性上升,進入恆流起動,該起動方法適用於重載並需克服較大靜摩擦的起動場合。

軟啟動器軟啟動器

節能保護功能

節能功能

電動機屬感性負載,電流滯後電壓,大多數用電器都屬此類。為了提高功率因數須用容性負載來補償,並電容或用同步電動機補償。降低電動機的激磁電流也可提高功率因數(HPS2節能功能,在輕載時降低電壓,使激磁電流降低,使COS∮提高)。節能運行模式:輕載時降低電壓減少了激磁電流,電機電流分為有功分量和無功分量(激磁分量)提高COS∮。

節能運行模式:當電動機負載輕時,軟起動器在選擇節能功能的狀態下,PF開關熱撥至Y位,在電流反饋的作用下,軟起動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數(COS∮)。(國產軟起動器多無此功能)在接觸器旁路狀態下無法實現此功能。TPF開關提供了節能功能的兩種反應時間;正常、慢速。節能運行模式:自動節能運行。正常、慢速兩種反應速度)空載節能40%,負載節能5%。

保護功能
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1、過載保護功能:軟起動器引進了電流控制環,因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設定和反時限控制模式,實現了過載保護功能,使電機過載時,關斷晶閘管並發出報警信號。
2、缺相保護功能:工作時,軟起動器隨時檢測三相線電流的變化,一旦發生斷流,即可作出缺相保護反應。
3、過熱保護功能:通過軟起動器內部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度,一旦散熱器溫度超過允許值後自動關斷晶閘管,並發出報警信號。
4、測量迴路參數功能:電動機工作時,軟啟動器內的檢測器一直監視著電動機運行狀態,並將監測到的參數送給CPU進行處理,CPU將監測參數進行分析、存儲、顯示。因此電動機軟起動器還具有測量迴路參數的功能。
5、其它功能:通過電子電路的組合,還可在系統中實現其它種種聯鎖保護。

維修檢查

平時注意檢查軟起動器的環境條件,防止在超過其允許的環境條件下運行。注意檢查軟起動器周圍是否有妨礙其通風散熱的物體,確保軟起動器四周有足夠的空間(大於150mm)。
定期檢查配電線端子是否鬆動,櫃內元器件有否過熱、變色、焦臭味等異常現象。
定期清掃灰塵,以免影響散熱,防止晶閘管因溫升過高而損壞,同時也可避免因積塵引起的漏電和短路事故。
清掃灰塵可用乾燥的毛刷進行,也可用於皮老虎吹和吸塵器吸。對於大塊污垢,可用絕緣棒去除。若有條件,可用0.6MPa左右的壓縮空氣吹除。
平時注意觀察風機的運行情況,一旦發現風機轉速慢或異常,應及時修理(如清除油垢、積塵,加潤滑油,更換損壞或變質的電容器)。對損壞的風機要及時更換。如果在沒有風機的情況下使用軟起動器,將會損壞晶閘管。
如果軟起動器使用環境較潮濕或易結露,應經常用紅外燈泡或電吹風烘乾,驅除潮氣,以避免漏電或短路事故的發生。

日常維護

(1)平時注意檢查軟起動器的環境條件,防止在超過其允許的環境條件下運行。注意檢查軟起動器周圍是否有妨礙其通風散熱的物體,確保軟起動器四周有足夠的空間(大於150mm)。
(2)定期檢查配電線端子是否鬆動,櫃內元器件有否過熱、變色、焦臭味等異常現象。
(3)定期清掃灰塵,以免影響散熱,防止晶閘管因溫升過高而損壞,同時也可避免因積塵引起的漏電和短路事故。
清掃灰塵可用乾燥的毛刷進行,也可用於皮老虎吹和吸塵器吸。對於大塊污垢,可用絕緣棒去除。若有條件,可用0.6MPa左右的壓縮空氣吹除。
(4)平時注意觀察風機的運行情況,一旦發現風機轉速慢或異常,應及時修理(如清除油垢、積塵,加潤滑油,更換損壞或變質的電容器)。對損壞的風機要及時更換。如果在沒有風機的情況下使用軟起動器,將會損壞晶閘管。
(5)如果軟起動器使用環境較潮濕或易結露,應經常用紅外燈泡或電吹風烘乾,驅除潮氣,以避免漏電或短路事故的發生。

MCC控制櫃

MCC(MotorControlCenter)控制櫃,即電動機控制中心。軟起動控制櫃由以下幾部分組成:(1)輸入端斷路器,(2)軟起動器,(3)軟起動器旁路接觸器,(4)二次側控制電路(完成手動起動、遙控起動、軟起動及直接起動等功能的選擇與運行),有電壓、電流顯示和故障、運行、工作狀態等信號顯示。

軟起動MCC控制櫃進一步加以組合或用PLC邏輯控制,可以實現多種複合功能。用於大樓的消防系統與噴淋泵、生活泵等系統。可以實現消防泵定時自動檢測,定時自動關閉,加上相應的控制邏輯,則可以對消泵及各個系統運轉是否正常,實施平時檢測時,定時低速低水壓運行;在滅火時,則實施全速滿載運行。將若干台電動機控制邏輯組合,可以組成生活泵系統或其他專用系統,按需要量逐次起動各台電機,也可逐次減少電機,實現最佳效率運行。還可以實現多台電機自動轉換運行,使各電機都處於同等的運行壽命。

型號介紹

HPS2D常規型軟起動器:HPS2D75…840型電機軟起動器,是一種全數字控制的軟起動器。控制功能十分完善並有多種保護功能,在省級新產品鑑定會上,被評定為國際水平中國國內領先產品。它採用16位單片機,數據處理實現全部數位化,起動和停止時的電壓斜坡由單片機控制。具有脈衝突跳、大電流斷開、停止、內置電子過載保護(可選)、斷相保護、過流保護、過溫保護,並具有自診斷和節能功能。可消除電動機起動、停止過程中的電流衝擊,減小電網容量,避免電機起動時機械衝擊,保護電機和負載。是傳統星-三角、自耦降壓起動器的最佳換代產品,可廣泛套用於紡織、冶金、石油化工、水處理、食品保健品加工、採礦和機械等行業
HPMV-DN中、高壓軟起動器HPMV-DN中、高壓軟起動器是用多隻可控矽串並聯而成,可以滿足不同的電流及電壓等級要求,控制可控矽的觸發角就可以控制輸出電壓的大小。在電機起動過程中,HPMV-DN按照預先設定的起動曲線增加電機的端電壓使電機平滑加速,從而減少了電機起動時對電網、電機本身和相連設備的電氣及機械衝擊。當電機達到正常轉速後,旁路接觸器接通。電機起動完畢後,HPMV-DN軟起動器繼續監控電機並提供各種故障保護。在軟停機時首先按照預先設定好的停機曲線平滑地降低電機的端電壓直到電機停機。軟停可以解決突然停機引起的水泵水錘現象及機械衝擊等相關問題。

經濟型軟起動器HPS2S18/30…300/515:是一款靈活多用的電機軟起動器。可以取代Y/△起動,適用於大多數套用場合。它安裝調節方便,所有控制連線及參數調節均在正面上完成。該軟起動器在安裝後用戶仍可方便就地改造,如:附加限流功能和內接外接轉換選擇。該軟起動器可不帶旁路持續線上運行。軟起動器為旁路和故障單獨設定了控制繼電器。該軟起動器所有參數均通過前面板上的三隻鏇鈕電位計和一隻拔碼開關設定,直觀準確。它甚至可以工作在有振動和環境溫度較高的套用場合。當該軟起動器用於內接時因可控矽模組上承受的是三角形接法時的相電流,所以相同電流的軟起動器在內接時可以負載比外接時大1.73倍的電機。如一台58A的S型軟起動器內接套用時可以負載100A的電機。

HPS2S18/30...300/55:安裝容易,調節方便;靈活選型,自由選擇內接/外接方式;產品性能穩定可靠;帶LED指示,電源和工作狀態及故障分析一目了然;在常規負荷的套用中,如泵、壓縮機、升降機、電梯、短距離輸送帶和船頭推進器等,可以根據電動機的額定功率來選擇HPS2S軟起動器;對於負荷的套用,如離心機,混合機,壓碎機攪拌機和距離輸送帶,建議選擇電動機額定功率大一個規格的軟啟動器。

軟起動器軟起動器
HPS2DB型漢顯智慧型經濟型軟起動器:HPS2DB型漢顯智慧型經濟型軟起動器在秉承和平電氣其他型號軟起動器優良的起動、停止特性的基礎上,採用雙MCU形式,主晶片採用新型微處理完成通訊、故障處理、信號採集、參數給定等功能;而從晶片完成可控矽的觸發控制,預置出廠參數,適合於大多數負載需要,可通過鍵盤輕鬆將當前參數恢復到出廠值。內置非易用失性存儲器,確保參數不會丟失。全面的保護功能。支持通訊功能-可通過現場匯流排與軟起動器通訊,可以支持Modbus,Profibus、DeviceNet等通訊協定。可選帶模擬輸出功能,可線上升級軟起動器控制程式。

HPS2DN智慧型型軟起動器:HPS2DN15…840數字式智慧型型軟起動器是在原有HPS2S、HPS2D/DH基礎上新開發的一種基於最先進的數字處理器的調壓、限流式智慧型電機軟起動器,其獨特的智慧型電子電路提供完美的控制及保護功能:線性加速起動、泵起、泵停控制,預置低速運行(可在低速下短時電子控制式正反轉調試),可預置雙重起停參數自由切換,能監測負載狀況並自動實現輕載節能模式運行。電機絕緣檢測保護功能及缺相、短路、相序及電子過載等保護。可帶RS485通訊接口,使用Modbus/Profibus協定,實現全面微機遠控和監測。可廣泛用於紡織,冶金、石油化工、水處理、船舶、運輸、醫藥食品加工,採礦和機械設備等行業。新一代HPS2DN是現代工業信息化,自動化技術套用中極為方便採用的“積木”式IT元件。
HPS2S經濟型軟起動器:HPS2S經濟型軟起動器:按其功率大小主要分為四種於DIN35毫米導軌上。這種小型軟起動器具有內置的旁路接點。HPS2S18/30...300/515用於一般啟動,可用“外接”和“內接”兩種連線方法(可與標準的Y/D起動器相比較)。採用“內接”可減少42%流經軟起動器的電流。也就是說使用戶有可能用58A的軟起動器來啟動和運行100A的電機。限流功能可作為選件提供,標準的配置是有兩個內裝的信號繼電器。這種軟起動器的功率為1.15,意即其最大電流等於額定電流lex1.15。

發展歷史

軟起動器WZR無刷自控電機軟起動器

軟啟動器於20世紀70年代末和80年代初投入市場,填補了星-三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝。採用軟啟動器,可以控制電動機電壓,使其在啟動過程中逐漸升高,很自然地控制啟動電流,這就意味著電動機可以平穩啟動,機械和電應力降至最小。因此軟啟動器在市場上得到廣泛套用,並且軟啟動器所附帶的軟停車功能有效地避免水泵停止時所產生的“水錘效應”。

異步電動機以其優良的性能及無需維護的特點,在各行各業中得到廣泛的套用。然而由於其起動時要產生較大衝擊電流(一般為Ie的5-8倍),同時由於起動應力較大,使負載設備的使用壽命降低。國家有關部門對電機起動早有明確規定,即電機起動時的電網電壓將不能超過15%。解決辦法有兩個:增大配電容量,採用限制電機起動電流的起動設備,如果僅僅為起動電機而增大配電容,從經濟角度上來說,顯然不可取。為此,人們往往需要配備限制電機起動電流的起動設備,過去人們多採用Y/△轉換,自藕降壓,磁控降壓等方式來實現。這些方法雖然可以起到一定的限流作用,但沒有從根本上解決問題。

伴隨傳動控制對自動化要求的不斷提高,採用可控為主要器件、單片機為控制核心的智慧型型電動機起動設備—軟起動器,已在各行各業得到越來越多的套用,由於軟起動器性能優良、體積小、重量輕,並且具有智慧型控制及多種保護功能,而且各項起動參數可根據不同負載進行調整,其負載適應性很強。因此電子式軟起動器將逐步取代落後的Y/Δ、自耦減壓和磁控式等傳統的減壓起動設備成為必然。

電力電子技術的快速發展,智慧型型軟起動器得到廣泛套用。智慧型型軟起動器是一種集軟起動、軟停車、輕載節能和多功能保護於一體的新穎電機控制裝置,又稱為SoftStarter。它不僅實現在整個起動過程中無衝擊而平滑的起動電機,而且可根據電動機負載的特性來調節起動過程中的參數,如限流值、起動時間等。此外,它還具有多種對電機保護功能,這就從根本上解決了傳統的降壓起動設備的諸多弊端。

套用領域

軟起動器軟起動器
軟起動器 安裝調節方便,所有控制連線及參數調節均在正面上完成。該軟起動器在安裝後用戶仍可方便就地改造,如:附加限流功能和內接/外接轉換選擇。該軟起動器可不帶旁路持續線上運行。軟起動器為旁路和故障單獨設定了控制繼電器。該軟起動器所有參數均通過面板上的三隻鏇鈕電位計和一隻拔碼開關設定,直觀準確。它甚至可以工作在有振動和環境溫度較高的套用場合。當該軟起動器用於內接時因可控矽模組上承受的是三角形接法時的相電流,所以相同電流的軟起動器在內接時可以負載比外接時大1.73倍的電機。如一台58A的S型軟起動器內接套用時可以負載100A的電機。

原則上,籠型異步電動機凡不需要調速的各種套用場合都可適用。套用範圍是交流電380V(也可660V),電機功率從幾千瓦到800千瓦。軟起動器特別適用於各種類負載或風機類負載,需要軟起動與軟停車的場合。同樣對於變負載工況、電動機長期處於輕載運行,可廣泛用於紡織,冶金、石油化工、水處理、船舶、運輸、醫藥、食品加工,採礦和機械設備等行業。

產品展示

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