電機軟啟動器是一種用于電動機啟動的設備,它主要通過改變加在電機定子繞組上的電壓來實現電機的軟啟動,以下是其常見的幾種工作原理:
晶閘管調壓原理
軟啟動器內部通常由三組反并聯的晶閘管組成,分別對應電機的三相電源。晶閘管是一種半導體器件,具有可控導電性。在電機啟動時,軟啟動器通過控制晶閘管的觸發(fā)角,來改變晶閘管的導通時間,從而調節(jié)加在電機定子繞組上的電壓。
啟動初期,觸發(fā)角較大,晶閘管導通時間較短,電機端電壓較低,此時電機以較低的轉矩開始啟動,避免了過大的啟動電流和機械沖擊。隨著電機轉速的上升,逐漸減小觸發(fā)角,使晶閘管導通時間逐漸增加,電機端電壓逐漸升高,直到電機達到額定轉速,此時晶閘管完全導通,電機在額定電壓下運行。
電子式軟啟動原理
電子式軟啟動器采用電子電路來控制電機的啟動過程。它通常包含一個微處理器或數字信號處理器(DSP),用于實時監(jiān)測電機的運行參數,如電流、電壓、轉速等。
根據預設的啟動曲線和控制算法,微處理器或 DSP 會輸出相應的控制信號,通過驅動電路來控制晶閘管或其他功率半導體器件的導通和關斷,從而實現對電機電壓和電流的控制。這種控制方式可以根據不同的負載特性和啟動要求,靈活地調整啟動參數,實現更加平滑、的軟啟動過程。
磁控式軟啟動原理
磁控式軟啟動器利用磁放大器的原理來調節(jié)電機的啟動電壓。磁放大器由鐵芯、繞組和控制電路組成。在啟動過程中,通過控制磁放大器的直流控制電流,來改變鐵芯的磁導率,從而改變磁放大器的交流阻抗。
當磁放大器的交流阻抗發(fā)生變化時,加在電機定子繞組上的電壓也會相應改變。啟動初期,磁放大器的交流阻抗較大,電機端電壓較低,隨著啟動過程的進行,逐漸減小磁放大器的直流控制電流,使其交流阻抗逐漸減小,電機端電壓逐漸升高,終實現電機的軟啟動。
液阻式軟啟動原理
液阻式軟啟動器是在電機的定子回路中串入液體電阻,通過改變液體電阻的大小來實現電機的軟啟動。液體電阻通常由電解液和電極組成,電解液的導電性能可以通過改變其濃度或溫度來調節(jié)。
在啟動時,液體電阻處于大值,此時電機的啟動電流較小,隨著電機轉速的升高,逐漸降低液體電阻的阻值,使電機端電壓逐漸升高,從而實現電機的軟啟動。當電機達到額定轉速后,液阻式軟啟動器會將液體電阻短接,使電機直接接入電網運行。
電機軟啟動器的這些工作原理,都旨在實現電機的平穩(wěn)啟動,降低啟動電流和機械沖擊,保護電機和其他設備,同時也有助于提高能源利用效率,延長設備使用壽命。
軟啟動器具備多種保護功能,這些功能對于保障電機和整個系統的安全穩(wěn)定運行至關重要。以下為你詳細介紹軟啟動器常見的保護功能:
過載保護
- 原理:當電機的負載電流超過其額定電流且持續(xù)一定時間時,軟啟動器會檢測到電流的異常變化。它依據反時限特性曲線來動作,即過載電流越大,動作時間越短。
- 作用:有效防止電機因長時間過載運行而發(fā)熱,避免絕緣材料老化、損壞,從而延長電機的使用壽命,減少因過載引發(fā)的設備故障和停機時間。
過流保護
- 原理:在電機啟動或運行過程中,如果電流突然急劇增大,超過了軟啟動器設定的過流保護值,軟啟動器會迅速動作。
- 作用:能快速切斷電路,保護電機和軟啟動器本身不受過大電流的沖擊,防止因過流造成的電氣元件損壞,保障設備的安全。
過壓保護
- 原理:實時監(jiān)測電源電壓,當電壓超過軟啟動器設定的過壓保護閾值時,軟啟動器會采取相應措施。
- 作用:避免過高的電壓對電機和軟啟動器的絕緣造成破壞,防止因過壓導致的電機繞組擊穿、電子元件損壞等問題,提高設備的可靠性。
欠壓保護
- 原理:持續(xù)監(jiān)測電源電壓,當電壓低于軟啟動器設定的欠壓保護值時,軟啟動器會做出響應。
- 作用:防止電機在電壓過低的情況下運行,因為欠壓會使電機的轉矩下降,轉速降低,可能導致電機堵轉,損壞電機繞組。同時,欠壓保護也能避免因電壓不穩(wěn)定對軟啟動器的正常工作產生影響。
缺相保護
- 原理:通過檢測三相電源的電壓或電流,判斷是否存在缺相情況。一旦檢測到某一相缺失,軟啟動器會立即動作。
- 作用:電機在缺相狀態(tài)下運行會產生不平衡轉矩,導致電機振動加劇、發(fā)熱嚴重,甚至燒毀電機繞組。缺相保護能及時切斷電源,保護電機免受缺相運行的危害。
過熱保護
- 原理:在軟啟動器內部設置溫度傳感器,實時監(jiān)測功率模塊等關鍵部件的溫度。當溫度超過設定的過熱保護溫度時,軟啟動器會采取保護措施。
- 作用:防止軟啟動器因長時間工作或散熱不良而溫度過高,避免功率模塊等元件因過熱損壞,確保軟啟動器的正常運行。
相序保護
- 原理:檢測三相電源的相序,當相序與軟啟動器設定的相序不一致時,軟啟動器會禁止電機啟動。
- 作用:確保電機按照正確的方向旋轉,避免因相序錯誤導致電機反轉,從而影響設備的正常運行,特別是對于一些對電機旋轉方向有嚴格要求的設備,相序保護尤為重要。
漏電保護
- 原理:通過檢測電路中的漏電電流,當漏電電流超過設定的閾值時,軟啟動器會迅速切斷電源。
- 作用:防止因設備漏電對人員造成觸電危險,同時也能保護設備免受漏電引起的損壞,提高電氣系統的安全性。
電機軟啟動器工作原理:在三相電源與電機間串入三相反并聯晶閘管(可控硅整流器),利用晶閘管移相控制原理,啟動時電機端電壓隨晶閘管的導通角從零逐漸上升,電機轉速逐漸增大,直至達到滿足啟動轉矩的要求而結束啟動過程,此時旁路接觸器接通(避免電機在運行中對電網形成諧波污染,延長晶閘管壽命),電機進入穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài),停車時先切斷旁路接觸器,然后由軟啟動器內晶閘管導通角由大逐漸減小,使三相供電電壓逐漸減小,電機轉速由大逐漸減小到零,停車過程完成。啟動時,使晶閘管的導通角從0開始,逐漸前移,電機的端電壓從零開始,按照預設函數關系逐漸
上升,直到達到滿足啟動轉矩而是電動機順利啟動,再使電機全電壓運行。從工作原理上看,軟啟動器實際上是一一個調 壓器,輸出只改變電壓,并沒有改變頻率。這一點與變頻器不同。
電機傳統的減壓起動方式如: Y-A起動、自耦減壓起動、電抗器起動等,皆屬于有級減壓起動,其缺點是在起動過程中會出現二次沖擊電流。而軟啟動器則避免了這些缺點,故近年來使用比較廣泛。
軟起動器的優(yōu)點有:
1)、起動時無沖擊電流,通過逐漸增大晶閘管導通角,使起動電流從零線性上升至設定值;
2)、屬恒流起動,軟起動器可引入電流閉環(huán)控制,使電動機在起動過程中保持恒流,確保電動機平穩(wěn)起動;
3)、可根據負載情況及電網繼電保護特性選擇,能自由地無級調整至佳的起動電流。
4)、可以頻繁的啟動電動機,軟啟動允許10次/小時,而不致電動機過熱。