軟啟動(dòng)的必然性

        在工程中最常用的就是三相異步電機(jī)，由于其電機(jī)啟動(dòng)特性，這些電動(dòng)機(jī)直接連接供電系統(tǒng)啟動(dòng)（硬啟動(dòng)），將會(huì)產(chǎn)生高達(dá)電機(jī)額定電流5～7倍的浪涌（沖擊）電流，使得供電系統(tǒng)和串聯(lián)的開關(guān)設(shè)備過(guò)載。另一方面，直接啟動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生較高的峰值轉(zhuǎn)矩。這種沖擊不但會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生沖擊，而且也會(huì)使機(jī)械裝置受損，還會(huì)影響接在同一電網(wǎng)上的其他電氣設(shè)備正常工作。

        鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)電子軟啟動(dòng)器的誕生解決了這個(gè)問(wèn)題。它既能改變電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性保護(hù)拖動(dòng)系統(tǒng)，更能保證電動(dòng)機(jī)可靠啟動(dòng)，又能降低啟動(dòng)沖擊。因此，隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，智能型軟啟動(dòng)器將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。

軟啟動(dòng)器的工作原理

         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)還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動(dòng)過(guò)程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)速逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。

    ▲軟啟動(dòng)器的典型控制圖

        ▲軟啟動(dòng)器接線圖

直接啟動(dòng)的危害性

（1）引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)

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。

軟啟動(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%以內(nèi)，對(duì)其它設(shè)備的影響非常小。

（2）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。

（3）傷害電機(jī)絕緣

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。

（4）電動(dòng)力對(duì)電機(jī)的傷害

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。

（5）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。

軟啟動(dòng)的特點(diǎn)

1）無(wú)沖擊電流。軟啟動(dòng)器在啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，通過(guò)逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角，使電機(jī)啟動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值。

2）恒流啟動(dòng)。軟啟動(dòng)器可以引入電流閉環(huán)控制，使電機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中保持恒流，確保電機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)。

3）根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇，可自由地從無(wú)級(jí)調(diào)整至很佳的啟動(dòng)電流。

4）降低電機(jī)啟動(dòng)電流，降低配電容量，避免增容投資。

5）降低啟動(dòng)機(jī)械應(yīng)力，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備的使用壽命。

6）啟動(dòng)參數(shù)可按負(fù)載調(diào)整，以達(dá)到很佳啟動(dòng)效果。

7）多種啟動(dòng)模式及保護(hù)功能，易于改善工藝，保護(hù)設(shè)備。

8）特有外控端子，可方便實(shí)現(xiàn)異地控制或自動(dòng)控制。

9）全數(shù)字開放式用戶操作顯示鍵盤，操作設(shè)置靈活簡(jiǎn)便。

10）高度集成的微處理器控制系統(tǒng)，性能可靠。

11）大電流無(wú)觸點(diǎn)交流開關(guān)無(wú)級(jí)調(diào)壓，調(diào)壓范圍寬，過(guò)載能力強(qiáng)。

軟啟動(dòng)的啟動(dòng)方式

（1）限流啟動(dòng)

  顧名思義是限制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，它主要是用在輕載啟動(dòng)的負(fù)載降低啟動(dòng)壓降，在啟動(dòng)時(shí)難以知道啟動(dòng)壓降，不能充分利用壓降空間，損失啟動(dòng)力矩，對(duì)電動(dòng)機(jī)不利。

（2）斜坡電壓?jiǎn)?dòng)

  電壓由小到大斜坡線性上升，這種啟動(dòng)方式是在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的初始階段啟動(dòng)電壓逐漸增加，當(dāng)電壓達(dá)到預(yù)先設(shè)定的值后保持恒定，直至啟動(dòng)完畢。這種啟動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，不具備電流閉環(huán)控制，僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角，使之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點(diǎn)是，由于不限流，在電機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，有時(shí)要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞，對(duì)電網(wǎng)影響較大，實(shí)際很少應(yīng)用。

（3）轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)

  將電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小到大線性上升，它的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)平滑，柔性好，對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)有更好的保護(hù)，延長(zhǎng)拖動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。同時(shí)降低電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，是很優(yōu)的重載啟動(dòng)方式，缺點(diǎn)是啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。

（4）轉(zhuǎn)矩加突跳控制啟動(dòng)

與轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)相仿也是用在重載啟動(dòng)。不同的是在啟動(dòng)的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩克服電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，干擾其他負(fù)荷，應(yīng)用時(shí)要特別注意。

（5）電壓控制啟動(dòng)

用在輕載啟動(dòng)的場(chǎng)合，在保證啟動(dòng)壓降下發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的最大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，盡可能地縮短啟動(dòng)時(shí)間，是很優(yōu)的輕載軟啟動(dòng)方式。

軟啟動(dòng)具有的保護(hù)

1）外部故障輸入保護(hù)。瞬停端子用于外加專用保護(hù)裝置，如熱繼電器等。

2）失壓保護(hù)。軟啟動(dòng)器斷電且又來(lái)電后，無(wú)論控制端子處于何種位置，均不會(huì)自行啟動(dòng)，以免造成傷害事故。

3）啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)。由于軟啟動(dòng)器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或其他原因造成長(zhǎng)時(shí)間啟動(dòng)不成功軟啟動(dòng)器會(huì)自行保護(hù)。

4）軟啟動(dòng)器過(guò)熱保護(hù)。溫度升至80±5℃時(shí)保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間＜0.1秒；當(dāng)溫度降至55℃，過(guò)熱保護(hù)解除。

5）輸入缺相保護(hù)。滯后時(shí)間＜3秒。

6）輸出缺相保護(hù)。滯后時(shí)間＜3秒。

7）三相不平衡保護(hù)。滯后時(shí)間＜3秒，以各相電流偏差大于50%±10%為基準(zhǔn)。

8）啟動(dòng)過(guò)電流保護(hù)。啟動(dòng)時(shí)持續(xù)大于電機(jī)額定工作電流5倍時(shí)保護(hù)動(dòng)作。

9）運(yùn)行過(guò)載保護(hù)。以電機(jī)額定工作電流為基準(zhǔn)作反時(shí)限熱保護(hù)。

10）電源電壓過(guò)低保護(hù)。滯后時(shí)間：當(dāng)電源電壓低于極限值50%時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，時(shí)間＜0.5秒，否則低于設(shè)定值時(shí)保護(hù)動(dòng)作，時(shí)間＜3秒。

11）電源電壓過(guò)高保護(hù)。當(dāng)電源電壓高于極限值130%時(shí)，保護(hù)動(dòng)作，時(shí)間＜0.5秒，否則高于設(shè)定值時(shí)保護(hù)動(dòng)作，時(shí)間＜3秒。

12）負(fù)載短路保護(hù)。滯后時(shí)間：＜0.1秒，短路電流為軟啟動(dòng)標(biāo)稱電機(jī)電流額定值10倍以上。

軟啟動(dòng)器常見故障處理措施

（1）上電后不顯示

1）檢查控制電源是否接入。

2）檢查顯示屏連接線是否插緊。

3）檢查控制板有沒有問(wèn)題。

（2）報(bào)缺相故障

1）啟動(dòng)方式采用帶電方式時(shí)，操作順序有誤。正確操作順序應(yīng)為先送主電源，后送控制電源。

2）電源缺相或者三相電未上，軟啟動(dòng)器保護(hù)動(dòng)作（檢查電源）。

3）軟啟動(dòng)器的輸出端未接負(fù)載。

4）控制板有問(wèn)題。

（3）啟動(dòng)完畢旁路接觸器不吸合

1）在啟動(dòng)過(guò)程中，保護(hù)裝置因整定偏小出現(xiàn)誤動(dòng)作（將保護(hù)裝置重新整定即可）。

2）在調(diào)試時(shí)，軟啟動(dòng)器的參數(shù)設(shè)置不合理（主要針對(duì)的是55kW以下的軟啟動(dòng)器，對(duì)軟啟動(dòng)器的參數(shù)重新設(shè)置）。

3）控制線路接觸不良（檢查控制線路）。

4）接觸器有問(wèn)題不能正常吸合。

5）控制板問(wèn)題。

（4）空氣開關(guān)跳閘

1）空氣開關(guān)長(zhǎng)延時(shí)的整定值過(guò)小或是空氣開關(guān)選型和電機(jī)不配（空氣開關(guān)的參數(shù)適量放大或空氣開關(guān)重新選型）。

2）軟啟動(dòng)器的起始電壓參數(shù)設(shè)置過(guò)高或啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（根據(jù)負(fù)載情況將起始電壓適當(dāng)調(diào)小或者啟動(dòng)時(shí)間適當(dāng)縮短）。

3）在啟動(dòng)過(guò)程中因電網(wǎng)電壓波動(dòng)比較大，易引起軟啟動(dòng)器發(fā)出錯(cuò)誤指令，出現(xiàn)提前旁路現(xiàn)象（建議用戶不要同時(shí)啟動(dòng)大功率的電機(jī)）。

4）啟動(dòng)時(shí)滿負(fù)載啟動(dòng)（啟動(dòng)時(shí)盡量減輕負(fù)載）。

5）軟啟動(dòng)額定電流設(shè)置有問(wèn)題。

（5）軟啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)報(bào)故障

1）電機(jī)缺相（檢查電機(jī)和外圍電路）。

2）軟啟動(dòng)器內(nèi)主元件可控硅短路。

3）濾波板擊穿短路。

4）控制板問(wèn)題。

（6）啟動(dòng)超時(shí)

1）參數(shù)設(shè)置不合理（重新整定參數(shù)，起始電壓適當(dāng)升高，時(shí)間適當(dāng)加長(zhǎng)）。

2）啟動(dòng)時(shí)滿負(fù)載啟動(dòng)（啟動(dòng)時(shí)盡量減輕負(fù)載）。

3）機(jī)械故障。

4）控制板問(wèn)題。

（7）啟動(dòng)過(guò)程電流不穩(wěn)定

1）電流表指示不準(zhǔn)確或與互感器不匹配。

2）電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定，波動(dòng)比較大，引起軟啟動(dòng)器誤動(dòng)作。

3）軟啟動(dòng)器參數(shù)設(shè)置不合理。

（8）軟啟動(dòng)器重復(fù)啟動(dòng)

1）在啟動(dòng)過(guò)程中外圍保護(hù)元件動(dòng)作，接觸器不能吸合，導(dǎo)致軟啟動(dòng)器出現(xiàn)重復(fù)啟動(dòng)（檢查外圍元件和線路）。

2）中間繼電器有問(wèn)題不能正常吸合。

3）控制板問(wèn)題。

（9）短路

1）檢查電機(jī)聯(lián)線和電機(jī)是否損壞。

2）過(guò)電流將軟啟動(dòng)器擊穿（檢查軟啟動(dòng)器功率是否與電機(jī)的功率相匹配，電機(jī)是否是帶載啟動(dòng)）。

3）軟啟動(dòng)器的散熱風(fēng)扇損壞（更換風(fēng)扇）。

4）啟動(dòng)頻繁，高溫將可控硅損壞（控制啟動(dòng)次數(shù)）。

5）濾波板損壞（更換損壞元件）。

（10）啟動(dòng)時(shí)過(guò)電流

1）檢查負(fù)載或電機(jī)的機(jī)械部件是否正常。

2）檢查電機(jī)是否短路。

3）檢查軟啟動(dòng)的電流參數(shù)和功率是否正確。

（11）三相不平衡

1）檢查輸入三相電源是否異常。

2）檢查電機(jī)負(fù)載端是否異常。

3）軟啟動(dòng)器可控硅擊穿短路。

4）控制板有問(wèn)題。

（文章綜合自網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者）