電壓由零慢慢提升到額定電壓,這樣電機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中的啟動(dòng)電流,就由過(guò)去過(guò)載沖擊電流不可控制變成為可控制。并且可根據(jù)需要調(diào)節(jié)啟動(dòng)電流的大小。電機(jī)啟動(dòng)的全過(guò)程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩,而是平滑的啟動(dòng)運(yùn)行。這就是軟啟動(dòng)。[1]
簡(jiǎn)介編輯
軟啟動(dòng)器(soft starter)是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車(chē)、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Soft Starter。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)晶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。軟起動(dòng)器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器是用于需要調(diào)速的地方,其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率;軟起動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器,用于電機(jī)起動(dòng)時(shí),輸出只改變電壓并沒(méi)有改變頻率。變頻器具備所有軟起動(dòng)器功能,但它的價(jià)格比軟起動(dòng)器貴得多,結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器是運(yùn)用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟啟動(dòng)器,控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角,使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升,直至啟動(dòng)結(jié)束,賦予電機(jī)全電壓,即為軟啟動(dòng),在軟起動(dòng)過(guò)程中,電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加,轉(zhuǎn)速也逐漸增加。
起動(dòng)方式編輯
軟起動(dòng)一般有下面幾種起動(dòng)方式:
(1)斜坡升壓軟起動(dòng);
(2)斜坡恒流軟起動(dòng);
(3)階躍起動(dòng);
軟啟器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器,將其接入電源和電動(dòng)機(jī)定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動(dòng)機(jī)逐漸加速,直到晶閘管全導(dǎo)通,電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上,實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng),降低啟動(dòng)電流,避免啟動(dòng)過(guò)流跳閘。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí),啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束,軟啟動(dòng)器自動(dòng)用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管,為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額 定電壓,以降低晶閘管的熱損耗,延長(zhǎng)軟啟動(dòng)器的使用壽命,提高其工作效率,又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動(dòng)器同時(shí)還提供軟停車(chē)功能,軟停車(chē)與軟啟動(dòng)過(guò)程相反,電壓逐漸降低,轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零,避免自由停車(chē)引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。
傳統(tǒng)區(qū)別編輯
無(wú)沖擊電流
軟啟動(dòng)器在起動(dòng)電機(jī)時(shí),通過(guò)逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角,使電機(jī)起動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。對(duì)電機(jī)無(wú)沖擊,提高了供電可靠性,平穩(wěn)起動(dòng),減少對(duì)負(fù)載機(jī)械的沖擊轉(zhuǎn)矩,延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命。
有軟停車(chē)功能
即平滑減速,逐漸停機(jī),它可以克服瞬間斷電停機(jī)的弊病,減輕對(duì)重載機(jī)械的沖擊,避免高程供水系統(tǒng)的水錘效應(yīng),減少設(shè)備損壞。
起動(dòng)參數(shù)可調(diào)
根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇,可自由地?zé)o級(jí)調(diào)整至最佳的起動(dòng)電流。
大型電機(jī)編輯
當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段,大型企業(yè)和大型裝備越來(lái)越多,大型電機(jī)(5000kW~60000kW)的應(yīng)用越來(lái)越多,大型電機(jī)的起動(dòng)方法也越來(lái)越受到人們的重視。
社會(huì)發(fā)展是有階段性的。在不同階段,人們的生產(chǎn)手段、生產(chǎn)工具和生活用品都有很大的不同。上世紀(jì)80~90年代,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力尚較薄弱,當(dāng)時(shí)的小水泥和小鋼鐵發(fā)展很快,1000kW~4000kW電機(jī)的應(yīng)用增長(zhǎng)很快,與當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相適應(yīng)的液態(tài)起動(dòng)裝置出現(xiàn),它經(jīng)濟(jì)實(shí)用,解決了電機(jī)起動(dòng)中的一些問(wèn)題。對(duì)當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了一定的作用。到世紀(jì)之交時(shí)期,我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力已有較大的發(fā)展,生產(chǎn)手段和生產(chǎn)工具亦有了較大發(fā)展,電機(jī)容量也有了很大增長(zhǎng),人們開(kāi)始不滿(mǎn)足液態(tài)起動(dòng)裝置的低性能,于是晶閘管串聯(lián)式(固態(tài))軟起動(dòng)裝置的應(yīng)用開(kāi)始增加,繼而又出現(xiàn)了開(kāi)關(guān)變壓器式軟起動(dòng)裝置和磁飽和電抗器式(磁控)起動(dòng)裝置,變頻裝置用于電機(jī)軟起動(dòng)的情況也越來(lái)越多,當(dāng)前這四種產(chǎn)品是大型電機(jī)起動(dòng)市場(chǎng)的主流產(chǎn)品,液態(tài)起動(dòng)裝置則應(yīng)用在小型(5000kW以下)電機(jī)上較多。另外,兩種老式起動(dòng)方法(自耦變壓器和變壓器-電動(dòng)機(jī)組)也常常出現(xiàn)在20000kW以下電機(jī)的起動(dòng)上。
大型電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備一般都是企業(yè)的核心設(shè)備,直接影響企業(yè)的生產(chǎn)狀況,因此人們應(yīng)該對(duì)其起動(dòng)給予特別的關(guān)注,合理的選擇起動(dòng)裝置將給企業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益。但是電機(jī)起動(dòng)技術(shù)畢竟不是一個(gè)企業(yè)的核心技術(shù),許多企業(yè)的電氣工作者很少有時(shí)間來(lái)研究各種起動(dòng)方法之間的差別,往往會(huì)造成不恰當(dāng)?shù)倪x擇,有時(shí)甚至不得不做出第二次選擇,給企業(yè)造成不應(yīng)有的損失。因此,如實(shí)地說(shuō)明各種起動(dòng)方法的性能及其差別是非常重要的。
電動(dòng)機(jī)直接全壓起動(dòng)的危害性及軟起動(dòng)好處
⒈ 引起電網(wǎng)電壓波動(dòng),影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的運(yùn)行
交流電動(dòng)機(jī)在全壓直接起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流會(huì)達(dá)到額定電流的4~7倍,當(dāng)電機(jī)的容量相對(duì)較大時(shí),該起動(dòng)電流會(huì)引起電網(wǎng)電壓的急劇下降,影響同電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運(yùn)行。
軟起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流一般為額定電流的2~3倍,電網(wǎng)電壓波動(dòng)率一般在10%以?xún)?nèi),對(duì)其它設(shè)備的影響非常小。
⒉ 對(duì)電網(wǎng)的影響
對(duì)電網(wǎng)的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:
①超大型電機(jī)直接起動(dòng)的大電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊幾乎類(lèi)似于三相短路對(duì)電網(wǎng)的沖擊,常常會(huì)引發(fā)功率振蕩,使電網(wǎng)失去穩(wěn)定。
②起動(dòng)電流中含有大量的高次諧波,會(huì)與電網(wǎng)電路參數(shù)引起高頻諧振,造成繼電保護(hù)誤動(dòng)作、自動(dòng)控制失靈等故障。
軟起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流大幅度降低,以上影響可完全免除。
⒊ 傷害電機(jī)絕緣,降低電機(jī)壽命
①大電流產(chǎn)生的焦耳熱反復(fù)作用于導(dǎo)線外絕緣,使絕緣加速老化、壽命降低。
②大電流產(chǎn)生的機(jī)械力使導(dǎo)線相互摩擦,降低絕緣壽命。
③高壓開(kāi)關(guān)合閘時(shí)觸頭的抖動(dòng)現(xiàn)象會(huì)在電機(jī)定子繞組上產(chǎn)生操作過(guò)電壓,有時(shí)會(huì)達(dá)到外加電壓的5倍以上,這樣高的過(guò)電壓會(huì)對(duì)電機(jī)絕緣造成極大傷害。
軟起動(dòng)時(shí),最大電流降低一半左右,瞬間發(fā)熱量?jī)H為直起的1/4左右,絕緣壽命會(huì)大大延長(zhǎng);軟起時(shí)電機(jī)端電壓可以從零起調(diào),可完全免除過(guò)電壓傷害。
大電流在電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的沖擊力,會(huì)造成夾緊松動(dòng)、線圈變形、鼠籠條斷裂等故障。
軟起動(dòng)時(shí),由于最大電流小,則沖擊力大大減輕。
⒌ 對(duì)機(jī)械設(shè)備的傷害
全壓直接起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大約為額定轉(zhuǎn)矩的2倍,這么大的力矩突然加在靜止的機(jī)械設(shè)備上,會(huì)加速齒輪磨損甚至打齒、加速皮帶磨損甚至拉斷皮帶、加速風(fēng)葉疲勞甚至折斷風(fēng)葉等等。
軟起動(dòng)的轉(zhuǎn)矩不會(huì)超過(guò)額定轉(zhuǎn)矩,上述弊端可以完全克服。
當(dāng)采用減壓起動(dòng)時(shí),上述危害只有一定程度的降低;當(dāng)采用軟起動(dòng)時(shí),上述危害幾乎完全消失;獨(dú)立變壓器供電方式直接起動(dòng)只能在電網(wǎng)電壓波動(dòng)方面有所緩解,而其它方面的危害都照樣存在。
超大型電動(dòng)機(jī)的價(jià)值都很高,在生產(chǎn)中也都起著核心作用。它的一點(diǎn)故障便會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)它采用完善的保護(hù)是非常必要的。比如說(shuō)對(duì)一臺(tái)電機(jī)我們不能指望它的各處絕緣都是完全一致的,可能在某一點(diǎn)就有個(gè)薄弱環(huán)節(jié),出廠試驗(yàn)時(shí)它能通過(guò),但在長(zhǎng)時(shí)間的沖擊下這個(gè)薄弱環(huán)節(jié)會(huì)逐漸首先顯露出來(lái),使其壽命縮短。如果我們采取軟起動(dòng),則可以大大延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命,這兩種方案哪一個(gè)合算呢?這是顯而易見(jiàn)的。