软启动器基础问答.docx

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软启动器基础问答

软起动器基础问答

1.什么是软起动器？

它与变频器有什么区别？

　　软起动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为SoftStarter。

它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。

　　运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。

　　软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。

变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。

变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。

　　2.什么是电动机的软起动？

有哪几种起动方式？

　　运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。

软起动一般有下面几种起动方式。

（1）斜坡升压软起动。

这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。

其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。

（2）斜坡恒流软起动。

这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。

起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。

电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。

　　该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。

　　（3）阶跃起动。

开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。

通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。

　　（4）脉冲冲击起动。

在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。

　　该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。

　　3.软起动与传统减压起动方式的不同之处在哪里？

　　笼型电机传统的减压起动方式有Y-q起动、自耦减压起动、电抗器起动等。

这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。

软起动与传统减压起动方式的不同之处是：

（1）无冲击电流。

软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。

（2）恒流起动。

软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。

　　（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。

　　4.什么是电动机的软停车？

　　电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。

但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。

例如：

高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。

为减少和防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软起动器能满足这一要求。

在泵站中，应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修费用和维修工作量。

　　软起动器中的软停车功能是，晶闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间过渡到全关闭的过程。

停车的时间根据实际需要可在0~120s调整。

　　5.软起动器是如何实现轻载节能的？

　　笼型异步电机是感性负载，在运行中，定子线圈绕组中的电流滞后于电压。

如电机工作电压不变，处于轻载时，功率因数低，处于重载时，功率因数高。

软起动器能实现在轻载时，通过降低电机端电压，提高功率因数，减少电机的铜耗、铁耗，达到轻载节能的目的；负载重时，则提高电机端电压，确保电机正常运行。

　　6.软起动器具有哪些保护功能？

（1）过载保护功能：

软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。

通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。

（2）缺相保护功能：

工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。

　　（3）过热保护功能：

通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。

　　（4）其它功能：

通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。

　　7.什么是软起动MCC控制柜？

　　MCC（MotorControlCenter）控制柜，即电动机控制中心。

软起动MCC控制柜由以下几部分组成：

（1）输入端的断路器，

（2）软起动器（包括电子控制电路与三相晶闸管），（3）软起动器的旁路接触器，（4）二次侧控制电路（完成手动起动、遥控起动、软起动及直接起动等功能的选择与运行），有电压、电流显示和故障、运行、工作状态等指示灯显示。

　　8.有的软起动器为什么装有旁路接触器？

　　大多数软起动器在晶闸管两侧有旁路接触器触头，其优点是：

（1）控制柜具有了两种起动方式（直接起动、软起动）。

（2）软起动结束，旁路接触器闭合，使软起动器退出运行，直至停车时，再次投入，这样即延长了软起动器的寿命，又使电网避免了谐波污染，还可减少软起动器中的晶闸管发热损耗。

　　9.软起动MCC控制柜有哪些扩展功能？

　　将软起动MCC控制柜进一步加以组合，可以实现多种复合功能。

例如：

将两台控制柜加上控制逻辑，可以组成“一用一备方案”，用于大楼的消防系统与喷淋泵、生活泵等系统。

如果配上PC（可编程序控制器），则可以实现消防泵定时（如半个月）自动检测，定时自动关闭；加上相应的控制逻辑，则可以对消防泵及各个系统运转是否正常实施平时检测时，定时低速低水压（不出水）运行；在灭火时，则实施全速满载运行。

将若干台电机加上控制逻辑组合，可以组成生活泵系统或其它专用系统，按需要量逐次打开各台电机，也可逐次减少电机，实现最佳效率运行。

还可以根据客户要求，实现多台电机每次自动转换运行，使各台电机都处于同等的运行寿命期。

　　10.软起动器适用于哪些场合？

　　原则上，笼型异步电动机凡不需要调速的各种应用场合都可适用。

目前的应用范围是交流380V（也可660V），电机功率从几千瓦到800kW。

　　软起动器特别适用于各种泵类负载或风机类负载，需要软起动与软停车的场合。

　　同样对于变负载工况、电动机长期处于轻载运行，只有短时或瞬间处于重载场合，应用软起动器（不带旁路接触器）则具有轻载节能的效果。

1F压油泵电机　功率28KW

软启动器TELEMECANIQUE　SQUARE　D　　ALTISTART　46

面板　DATA　　（资料、数据）　　PROG　

Default（缺省值）fault（故障）fehler　　　fallo

Puissancepowerleistungpotent　　

VOLTS208230400

HP（USA）202550

VOLTS230400500

Kw18.53745

ICL（A）75In（A）68

高压气机　　　　18.5KW　　　

TELEMECANIQUE　　　　　SQUARE　　D

Softsrarer/softstop

Vitessenominale

Fullspeed

Nenndrehzahl

Lh4N244Q7

Puissance

Power

Leistung

铭牌

LH4N244Q7

IEC　947.4.2EN60947.4.2

44A:

AC-53b:

8-3:

234

44A:

AC-53b:

6-5:

234

Ie44AUe400V

f50/60HZ

3~V/KW400/22

施耐德软起动器AST46/48

Altistart46是由六个晶闸管组成的软起-软停单元，可以控制三相异步电动机的起动和停车。

采用施耐德电气独一无二的专利转矩控制方式，性能卓越，适合重载大力矩起动。

电流实时监控,无须热继，保护完善可靠。

操作盘参数设定，方便明了。

支持Modbus/Uni-Telway通讯。

技术说明：

功率：

3-800kW；

电压：

三相230-500V；

频率：

50/60Hz；

应用：

泵，风机，空压机，传送带，研磨机，搅拌机，混合机。

型号：

ATS46D32NATS46C17NATS46C21NATS46C25NATS46C4N等。

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软起动器:

LH4系列为起动器及其组装，它的功率一般为1.1～11KW　15～75KW 软起动器，为50HZ的标准功率，它的基本型号加电压代码可组成完整型号，电源电压可分为以下几种：

电压：

 200…240V　　380…415V　　440…480

代码：

　　　　LU QN RT 

LH4N230Q7 

LH4N272Q7 

LH4N112QN7 

LH4N125QN7 

LH4N212QN7 

LH4N244Q7 

LH4N106QN7 

LH4N285Q7 

LH4N125LU7 

LH4N225QN7 

LH4N206QN7 

LH4N230LY7 

ME和UE系是为三相异步电动机设计的一种高性能新型变频器系列，融汇了当今最先进的科学技术与控制功能，适用于所有的工业场合，特别是以下领域：

-通风机、空调机

-泵

-起重机，电梯，卷扬机以及升降机

　ME，UE系列的应用功率范围为0.75KW～355KW,直接并联连接最大功率可达到630KW，尽管具有很高的性能，但用户界面友好，调节容易，高精度的速度和精度控制使得开环时电机可控速度最小可低至1HZ，闭环矢量控制用于高性能要求场合，零速度下提供250％的力矩输出。

ME-46 

ME-31 

MV167E20 

MV600E20 

ME-6.5 

ME-12 

ME-22.5 

MV100E20 

MV300E20 

MV400E20 

MV500E20 

ME-10.5 

MV200E20 

ME-38 

ME-18 

VW3A11301--（操作面板） 

VW3A11401--（操作面板） 

VW3A11402--（操作面板） 

VW3A11403--（操作面板） 

VW3A11404--（操作面板） 

VW3A11701--（操作面板） 

VW3A11851--（操作面板） 

VW3A11811--（操作面板） 

VW3A11831--（操作面板） 

VW3A28100--（操作面板） 

在自动化系统中，变频器与控制系统之间串行通讯的应用越来越广泛，通过与远程控制系统的连接，可以实现：

①变频器控制参数的调整。

②变频器的调节。

③变频器的控制及监控。

④变频器的故障管理及其故障后重新起动。

因而，许多用户在选择变频器时，对变频器的通讯功能提出了更多严格的要求，也就是说，要求变频器制造商提供不仅具有最优调速性能，而且还要具有最佳通讯功能的产品，这就需要使用到我们的操作面板 

VW3A11301 

VW3A28104 

VW3A28401 

VW3A68552 

VW3A58201 

VW3A58213 

VW3A58303 

VW3A11851 

VW3A28100 

VW3A28404 

VW3A28405 

VW3A68435 

VW3A58451 

VW3A66413 

VW3A28301 

VW3A58103 

VW3A28824 

VW3A66503 

VW3A58403 

VW3A68402 

VW3A66506 

VW3A66421 

VW3A66507 

VW3A58301 

1软启动器工作原理与主电路图

软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。

这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。

使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。

待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。

软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。

软启动与软停车的电压曲线见图2，3。

2软启动器的选用

（1）选型：

目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。

根据负载性质选择不同型号的软启动器。

旁路型：

在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。

也可以用一台软启动器去启动多台电动机。

无旁路型：

晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。

节能型：

当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。

（2）选规格：

根据电动机的标称功率，电流负载性质选择启动器，一般软启动器容量稍大于电动机工作电流，还应考虑保护功能是否完备，例如：

缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。

3Alt48软启动器的特点

Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。

转矩斜坡上升更快速，损耗更低。

具有电动机和软启动器综合保护功能，能全时连续检测电机电流，提供电机可靠和完整保护，这种保护功能在启动结束旁路后仍能起作用，这是其它软启动器都不具备的。

Alt48在保持加速力矩的同时，实时计算定子和转子的功率。

在整个加速周期连续计算电机功率因数和定子损耗，通过检测电压和电流来计算功率因数，并扣除定子损耗，得到实际的转子功率和电机力矩。

4Alt48软启动器的应用

设计采用一拖二方案，见图4，即一台软启动器带两台水泵，可以依次启动，停止两台水泵。

一拖二方案主要特点是节约一台软启动器，减少了投资，充分体现了方案的经济性，实用性。

（1）启动过程：

首先选择一台电动机在软启动器拖动下按所选定的启动方式逐渐提升输出电压，达到工频电压后，旁路接触器接通。

然后，软启动器从该回路中切除，去启动下一台电机。

（2）停止过程：

先启动软启动器与旁路接触器并联运行，然后切除旁路，最后软启动器按所选定的停车方式逐渐降低输出电压直到停止。

5应用效果

通过一年的运行，表明该装置可靠性高，性能完善，能满足生产要求。

主要体现在以下几点：

（1）使用软启动器后，启动电流明显降低，减少配电容量与增容投资。

（2）软启动器实现平稳启动，对水泵及管道无冲击，提高供电可靠性和供水可靠性。

（3）采用软停车方式减少对机械的冲击，防止水锤效应，延长水泵及其相关设备的使用寿命。

（4）多种启动模式及保护功能融于一体，防止事故的产生。

向三项定子绕组中通过入对称的三项交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。

由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。

由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。

转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。

电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。

通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：

当电动机的三项定子绕组（各相差120度电角度），通入三项交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。