软启动和无功补偿.docx
《软启动和无功补偿.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《软启动和无功补偿.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
软启动和无功补偿
启动器（又称软起动器，电机软起动器）软启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。
目录
启动方式
软启动器工作原理
节能原理
发展历史
应用领域
型号介绍
保护功能
适用场合
启动方式
软启动器工作原理
节能原理
发展历史
应用领域
型号介绍
保护功能
适用场合
•相关区别
•相关问题
展开
编辑本段启动方式
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，
软起动器
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。
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。
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。
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。
脉冲冲击起动
在起动开始阶段，让晶闸管在极短时间内，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。
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。
电压双斜坡起动
在起动过程中，电机的输出力矩随电压增加，在起动时提供一个初始的起动电压Us，Us根据负载可调，将Us调到大于负载静磨擦力矩，使负载能立即开始转动。
这时输
软起动器
出电压从Us开始按一定的斜率上升（斜率可调），电机不断加速。
当输出电压达到达速电压Ur时，电机也基本达到额定转速。
软起动器在起动过程中自动检测达速电压，当电机达到额定转速时，使输出电压达到额定电压。
限流起动
就是电机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值（Im）的软起动方式。
其输出电压从零开始迅速增长，直到输出电流达到预先设定的电流限值Im，然后保持输出电流I这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整。
对电网影响小，其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间。
突跳起动
在起动开始阶段，让晶闸管在极短的时间内全导通后回落，再按原设定的值线性上升，进入恒流起动，该起动方法适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。
编辑本段软启动器工作原理
软起动器（软启动器）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。
软启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。
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。
编辑本段节能原理
电动机属感性负载，电流滞后电压，大多数用电器都属此类
软起动器
。
为了提高功率因数须用容性负载来补偿，并电容或用同步电动机补偿。
降低电动机的激磁电流也可提高功率因数（HPS2节能功能，在轻载时降低电压，使激磁电流降低，使COS∮提高）。
节能运行模式：
轻载时降低电压减少了激磁电流，电机电流分为有功分量和无功分量（激磁分量）提高COS∮。
运行模式
当电动机负载轻时，软启动器在选择节能功能的状态下，PF开关热拨至Y位，在电流反馈的作用下，软启动器自动降低电动机电压。
减少了电动机电流的励磁分量。
从而提高了电动机的功率因数（COS∮）。
（国产软启动器多无此功能）在接触器旁路状态下无法实现此功能。
TPF开关提供了节能功能的两种反应时间；正常、慢速。
节能运行模式：
自动节能运行。
（正常、慢速两种反应速度）空载节能40%，负载节能5%。
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
软起动器
，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。
编辑本段发展历史
软启动器于20世纪70年代末和80年代初投入市场，填补了星-三
软启动器
角启动器和变频器在功能实用性和价格之间的鸿沟。
采用软启动器，可以控制电动机电压，使其在启动过程中逐渐升高，很自然地控制启动电流，这就意味着电动机可以平稳启动，机械和电应力降至最小。
因此软启动器在市场上得到广泛应用，并且软启动器所附带的软停车功能有效地避免水泵停止时所产生的“水锤效应”。
异步电动机以其优良的性能及无需维护的特点，在各行各业中得到广泛的应用。
然而由于其起动时要产生较大冲击电流（一般为Ie的5-8倍），同时由于起动应力较大，使负载设备的使用寿命降低。
国家有关部门对电机起动早有明确规定，即电机起动时的电网电压将不能超过15%。
解决办法有两个：
增大配电容量，采用限制电机起动电流的起动设备，如果仅仅为起动电机而增大配电容，从经济角度上来说，显然不可取。
为此，人们往往需要配备限制电机起动电流的起动设备，过去人们多采用Y/△转换，自藕降压，磁控降压等方式来实现。
这些方法虽然可以起到一定的限流作用，但没有从根本上解决问题。
伴随传动控制对自动化要求的不断提高，采用可控硅为主要器件、单片机为控制核心的智能型电动机起动设备—软起动器，已在各行各业得到越来越多的应用，由于软起动器性能优良、体积小、重量轻，并且具有智能控制及多种保护功能，而且各项起动参数可根据不同负载进行调整，其负载适应性很强。
因此电子式软起动器将逐步取代落后的Y/Δ、自耦减压和磁控式等传统的减压起动设备成为必然。
电力电子技术的快速发展，智能型软起动器得到广泛应用。
智能型软起动器是一种集软起动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的新颖电机控制装置，又称为SoftStarter。
它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电机，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数，如限流值、起动时间等。
此外，它还具有多种对电机保护功能，这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。
编辑本段应用领域
软起动器安装调节方便，所有控制连接及参数调节均在正面上完成。
该软起
软启动器
动器在安装后用户仍可方便就地改造，如：
附加限流功能和内接/外接转换选择。
该软起动器可不带旁路持续在线运行。
软起动器为旁路和故障单独设置了控制继电器。
该软起动器所有参数均通过面板上的三只旋钮电位计和一只拔码开关设定，直观准确。
它甚至可以工作在有振动和环境温度较高的应用场合。
当该软起动器用于内接时因可控硅模块上承受的是三角形接法时的相电流，所以相同电流的软起动器在内接时可以负载比外接时大1.73倍的电机。
如一台58A的S型软起动器内接应用时可以负载100A的电机。
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。
应用范围是交流电380V（也可660V），电机功率从几千瓦到800千瓦。
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，可广泛用于纺织，冶金、石油化工、水处理、船舶、运输、医药、食品加工，采矿和机械设备等行业。
编辑本段型号介绍
基本分类
常规型软启动器：
电机软起动器，是一种全数字控制的软起动器。
控制功能十
软起动器
分完善并有多种保护功能,在省级新产品鉴定会上，被评定为国际水平国内领先产品。
它采用16位单片机，数据处理实现全部数字化，起动和停止时的电压斜坡由单片机控制。
具有脉冲突跳、大电流断开、泵停止、内置电子过载保护（可选）、断相保护、过流保护、过温保护，并具有自诊断和节能功能。
可消除电动机起动、停止过程中的电流冲击，减小电网容量，避免电机起动时机械冲击，保护电机和负载。
是传统星--三角、自耦降压起动器的最佳换代产品，可广泛应用于纺织、冶金、石油化工、水处理、食品和保健品加工、采矿和机械等行业。
中、高压软启动器是用多只可控硅串并联而成，可以满足不同的电流及电压等级要求，控制可控硅的触发角就可以控制输出电压的大小。
在电机起动过程中，HPMV-DN按照预先设定的起动曲线增加电机的端电压使电机平滑加速，从而减少了电机起动时对电网、电机本身和相连设备的电气及机械冲击。
当电机达到正常转速后，旁路接触器接通。
电机起动完毕后，HPMV-DN软启动器继续监控电机并提供各种故障保护。
在软停机时首先按照预先设定好的停机曲线平滑地降低电机的端电压直到电机停机。
软停可以解决突然停机引起的水泵水锤现象及机械冲击等相关问题。
经济型软起动器HPS2S18/30…300/515是一款灵活多用的电机软启动器。
可以取代Y/△起动,适用于大多数应用场合。
它安装调节方便，所有控制连接及参数调节均在正面上完成。
前面板上给出清晰的工作状态及故障指示。
该软启动器在安装后用户仍可方便就地改造，如：
附加限流功能和内接外接转换选择。
该软启动器可不带旁路持续在线运行。
软启动器为旁路和故障单独设置了控制继电器。
该软启动器所有参数均通过前面板上的三只旋钮电位计和一只拔码开关设定,直观准确。
它甚至可以工作在有振动和环境温度较高的应用场合。
当该软启动器用于内接时因可控硅模块上承受的是三角形接法时的相电流，所以相同电流的软启动器在内接时可以负载比外接时大1.73倍的电机。
如一台58A的S型软启动器内接应用时可以负载100A的电机。
HPS2DB型汉显智能经济型软启动器在秉承和平电气其他型号软启动器优良的起动、停止特性的基础上，采用双MCU形式，主芯片采用新型微处理完成通讯、故障处理、信号采集、参数给定等功能；而从芯片完成可控硅的触发控制，预置出厂参数，适合于大多数负载需要，可通过键盘轻松将当前参数恢复到出厂值。
内置非易用失性存储器，确保参数不会丢失。
全面的保护功能。
支持通讯功能-可通过现场总线与软启动器通讯，可以支持Modbus，Profibus,DeviceNet等通讯协议。
可选带模拟输出功能，可在线升级软启动器控制程序。
型号说明
（1）起动器额定流18,30,37,44,50,60,72,85,105,142,175,210,250,300370,470A
（2）主电压等级适用范围
50/60Hz230VAC220~240VAC
400VAC380~420VAC
500VAC480~520VAC
690VAC660~690VAC
（3）控制电压等级适用范围
50/60Hz115VAC110~120VAC
230VAC220~240VAC
（4）任选件代号说明
AModbus
BProfibus
CDeviceNet
DRS232C选件
E模拟输出选件
注：
若HPS2DBXXX后面三项均未填，则默认为：
主电压400VAC，控制电压230VAC，无选件。
选型指导
电机功率的最大额定值（KW）电机额定电流Ie软起动器规格型号重量
230V400V500V690VA主电压控制电压类型Kg
47.5111518HPS2DB18-x-x-x4.5
7.51518.52530HPS2DB30-x-x-x4.5
918.5223037HPS2DB37-x-x-x4.5
1122253744HPS2DB44-x-x-x4.5
12.525304550HPS2DB50-x-x-x4.5
1530375560HPS2DB60-x-x-x4.5
18.537455972HPS2DB72-x-x-x4.5
2245557585HPS2DB85-x-x-x5.5
软起动器—实用手册
30557590105HPS2DB105-x-x-x5.5
377590132142HPS2DB142-x-x-x5.5
4590110160175HPS2DB175-x-x-x22.7
55110132200210HPS2DB210-x-x-x22.7
75132160220250HPS2DB250-x-x-x22.7
90160200257300HPS2DB300-x-x-x22.7
110200250355370HPS2DB370-x-x-x24.8
132250315450470HPS2DB470-x-x-x24.8
性能参数
主电压范围230V~690VAC50/60Hz
主电流范围18~470A
控制电源110V~127VAC50/60HZ或220~240VAC50/60HZ
起动时间0~30s
停止时间1~30s
初始电压30~50%Ue
限流倍数1.5~4Ie
起动频繁在最大起动电流时4次/小时
保护功能缺相、过压、欠压、过流、欠流、过温
模拟输出1~5VDC或4~20mADC
通讯功能1~5VDC或4~20mADC
模拟输出：
Modbus、Profibus、DeviceNet等
显示语种中、英文可选可扩展其他语言
主要特色：
●LCD菜单显示，中英文语言可选，可扩展其它语言；
●体积小巧、结构紧凑、安装方便；
●起╱停控制平稳，保护功能全面完善；
●支持通讯功能，通讯协议多种可选；
●具有旁路工作状态监控保护功能
HPS2DN数字式智能型软起动器
HPS2DN15…840数字式智能型软起动器是在原有HPS2S、HPS2D/DH基础上新开发的一种基于最先进的数字处理器的调压、限流式智能电机软启动器，其独特的智能电子电路提供完美的控制及保护功能：
线性加速起动、泵起、泵停控制，预置低速运行（可在低速下短时电子控制式正反转调试），可预置双重起停参数自由切换，能监测负载状况并自动实现轻载节能模式运行。
电机绝缘检测保护功能及缺相、短路、相序及电子过载等保护。
可带RS485通讯接口，使用Modbus/Profibus协议，实现全面微机远控和监测。
可广泛用于纺织，冶金、石油化工、水处理、船舶、运输、医药、食品加工，采矿和机械设备等行业。
新一代HPS2DN是现代工业信息化，自动化技术应用中极为方便采用的“积木”式IT元件。
HPS2S经济型软启动动器
HPS2S经济型软启动动器：
按其功率大小主要分为四种於DIN35毫米导轨上。
这种小型软起动器具有内置的旁路接点。
HPS2S18/30...300/515用於一般启动，可用“外接”和“内接”两种连接方法（可与标准的Y/D起动器相比较）。
采用“内接”可减少42%流经软启动器的电流。
也就是说使用户有可能用58A的软启动器来启动和运行100A的电机。
限流功能可作为选件提供,标准的配置是有两个内装的信号继电器。
这种软启动器的功率为1.15,意即其最大电流等於额定电流lex1.15。
编辑本段保护功能
（1）过载保护功能：
软起动器引进了电流控
软起动器
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。
编辑本段适用场合
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
编辑本段相关区别
软启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
软起动器
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。
软启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；软启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，但它的价格比软启动器贵得多，结构也复杂得多。
软启动器只是改变电源电压，相当于降压起动器。
变频器要比软启动器复杂得多，价格也贵得多。
变频器也有软启动功能，是通过改变电源频率实现。
编辑本段相关问题
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。
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。
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。
高压启动器和低压启动器的区别
软启动器主回路采用晶闸管，通过逐步改变晶闸管的导通角来抬升电压，完成启动过程，这是软启动器的基本原理。
在低压软启动器市场，产品繁多，但是高压软启动器产品还是比较少。
高压软启动器与低压软启动器基本原理一样，但是高压软启动器与低压软启动器相比，有些地方存在着其特殊性：
1、高压软启动器在高压环境下工作，各种电气元器件的绝缘性能一定要好，电子芯片的抗干扰能力要强。
高压软起动器组成电气柜时，电气元器件的布局以及与高压软启动器与其它电气设备的连接也是非常重要的。
2、高压软启动器必须有一个高性能的控制核心,能对信号进行及时和快速地处理。
因此这个控制核心一般采用高性能的DSP芯片，而不是低压软启动器的普通单片机芯。
低压软启动器主回路由三组反并联的晶闸管组成。
而在高压软启动器中，由于单只高压晶闸管的耐压能力不够，所以必须由多个高压晶闸管串联进行分压。
但是每个晶闸管的性能参数没有完全一致。
晶闸管参数的不一致，会导致晶闸管开通时间不一致，从而导致晶闸管的损坏。
因此在晶闸管的选配上，必须保证每一相的晶闸管参数尽可能地一致，并且每一相晶闸管的RC滤波电路的元件参数尽可能一致。
3、高压软起动器的工作环境容易受到各种电磁干扰，因此触发信号的传递必须安全可靠。
高压软起动器中，
升级会员 