原則上,籠型異步電動機凡不須要調速的各類應用場合都可適用。
目前的應用范圍是交流380V(也可660V/1140V),馬達功率從幾千瓦到800KW。
軟起動器非常適用于各類泵類負載或風機類負載,須要軟起動與軟停車的場合。
同樣對于變負載工況、電動機常年處于輕載運行,只有短時或頓時處于重載場合,應用軟起動器(不帶旁路接觸器)則具有輕載節能的療效。
馬達軟啟動器通常以大功率單向光耦構成單相交流調壓電路,以微處理器及訊號采集、保護環節構成控制器,通過控制變流器的觸發角,調節二極管調壓電路的輸出電流,實現電動機的無觸點降糖軟啟動、軟停車和空載、輕載的節能及保護功能。因此,通過對軟啟動方法與傳統的啟動方式進行比較,來剖析軟啟動器的特點。
軟啟動和通常降糖啟動的區別
在電動機啟動時,增加加到電動機轉子定子的電流可以降低電動機的啟動電壓。通常降糖啟動是指電動機在啟動過程中加在電動機轉子定子的電流變化是頓時突變的電機啟動瞬間電流過大跳閘,主要有“Y—△”降壓啟動和自藕變壓器降糖啟動等;而軟啟動是使用調壓裝置在規定的啟動時間內,手動地將啟動電流連續、平滑地上升,直至達到額定電流。
若采用通常降糖啟動,則啟動過程是跳躍的、不平滑的,所以又叫作硬啟動,對生產工藝要求穩啟動的場合不宜采用。而軟啟動從初始電流開始電流連續平穩地減小,在啟動過程中電動機的力矩是平滑的而不是跳躍的,啟動過程是平穩的,所以叫軟啟動。
軟啟動器工作原理是當馬達啟動時,由電子電路控制變流器的導通角使馬達的端電流以設定的速率漸漸下降,仍然升到全電流,使馬達實現無沖擊啟動到控制電動機軟啟動的過程。當電動機啟動完成并達到額定電流時,使單相旁路接觸器閉合,電動機直接投入電網運行。
假如是輕載,則在正常運行時,也保持所需的較高端電流,使馬達的功率質數下降電機啟動瞬間電流過大跳閘,效率減小。在馬達停機時,也通過控制變流器的導通角,使馬達端電流漸漸減少至0,因而實現軟停機。
軟啟動的特點
(1)啟動電壓以一定的斜率上升至設定值,對電網無沖擊。
(2)啟動過程中引入電壓負反饋,啟動電壓上升至設定值后,使馬達啟動平穩。
(3)不受電網電流波動的影響。因為軟啟動以電壓為設定值,電網電流上下波動時,通過增減二極管的導通角,調節馬達的端電流,仍可維持啟動電壓恒值,保證馬達正常啟動。
(4)針對不同負載對馬達的要求,可以無級調整啟動電壓設定值,改變馬達啟動時間,實現最佳啟動時間控制。
馬達各類啟動方法的對比
因異步電動機具有結構簡單、體積小、價格低廉、運行可靠、維修便捷、運行效率較高及工作特點好等優點,在電力拖動平臺上廣泛使用。并且,它有啟動電壓大的缺點(通常啟動電壓為額定電壓的4~7倍,部份國產電動機的啟動電壓經過實際檢測高達額定電壓的8~12倍)。過大的啟動電壓對電動機本身和電網以及其他電氣設備的正常運行會導致不利影響,會在電動機軸上形成瞬時的過大扭矩(可達馬達滿載力矩的1.6~2.0倍),扭曲馬達軸、破壞工件、損壞和軸連接的其他設備,使馬達發熱影響其壽命,供電線路電流損失減小,可能使并聯于同一供電線路上的其他電氣設備的正常運行受到破壞。
國家有關部門早有明晰規定,電動機啟動時電網電壓降不能超過15%。對于容量較大的電動機,應采取舉措增加電動機的啟動電壓。一般異步電動機總是在全電流下運行。電動機從空載到滿載,磁場幾乎不變。因而,磁化電壓在所有負載下近似地相同。
通過比較異步電動機的各類啟動方法:
當馬達全壓啟動時,對電網的沖擊最大,沖擊時間也最長;而一般使用的降糖啟動也就是硬啟動,對電網的沖擊雖比較小,而且因為涉及到一個線圈電流切換過程,所以出現二次沖擊的不利環節;
軟啟動因為在啟動前設定了一個不對電網形成影響的啟動電壓,電壓是平緩減小至設定電壓,故無沖擊電壓,對電網的影響最小,但是能清除啟動轉矩的沖擊。
運用串接于電源與被控馬達之間的軟起動器,控制其內部二極管的導通角,使馬達輸入電流從零以預設函數關系漸漸上上升,直到起動結束,賦于馬達全電流,即為軟起動。依據不同行業的需求不同,對軟啟動器的啟動方法也有不同的要求,通常有以下幾種方法:
1、斜坡升壓軟起動
這些起動方法最簡單,不具備電壓閉環控制,僅調整二極管導通角,使之與時間成一定函數關系降低。其缺點是,因為不限流,在馬達起動過程中,有時要形成較大的沖擊電壓使二極管受損,對電網影響較大,實際甚少應用。
2、階躍起動
開機,即以最短時間,使起動電壓迅速達到設定值,即為前饋起動。通過調節起動電壓設定值,可以達到快速起動療效。
3、斜坡恒流軟起動
這些起動方法是在電動機起動的初始階段起動電壓逐步降低,當電壓達到預先所設定的值后保持恒定,直到起動完畢。該起動方法是應用最多的起動方法,尤其適用于風機、泵類負載的起動。
4、脈沖沖擊起動
在起動開始階段,讓二極管在極短時間內,以較大電壓導通一段時間后反彈,再按原設定值線性上升,連入恒流起動。該起動方式,在通常負載中較少應用,適用于重載并需克服較大靜磨擦的起動場合。
5、電壓雙斜坡起動
在起動過程中,馬達的輸出扭矩隨電流降低,在起動時提供一個初始的起動電流Us,Us按照負載可調,將Us調到小于負載靜摩擦扭矩,當輸出電流達到達速電流Ur時,馬達也基本達到額定怠速。軟起動器在起動過程中手動檢查達速電流,當馬達達到額定怠速時,使輸出電流達到額定電流。
6、限流起動
限流起動就是馬達的起動過程中限制其起動電壓不超過某一設定值的軟起動方法。輸出電流從零開始迅速下降,直至輸出電壓達到預先設定的電壓限值Im,之后保持輸出電壓I這些起動方法的優點是起動電壓小,且可按須要調整。
啟動器(軟起動器)是一種集馬達軟起動、軟停車、輕載節能和多種保護功能于一體的馬達控制裝置。軟啟動器采用單相反并聯二極管作為調壓器,將其接入電源和電動機轉子之間。
這些電路如單相全控橋式檢波電路。使用軟啟動器啟動電動機時,二極管的輸出電流逐步降低,電動機逐步加速,直至二極管全導通,電動機工作在額定電流的機械特點上,實現平滑啟動,增加啟動電壓,防止啟動過流合閘。
待電機達到額定轉數時,啟動過程結束,軟啟動器手動用旁路接觸器代替已完成任務的二極管,為電動機正常運轉提供額定電流,以減少二極管的熱耗損,延長軟啟動器的使用壽命,增強其工作效率,又使電網防止了紋波污染