軟啟動是相對于硬啟動的概念,在工程中最常用的就是三相異步電機,在民用和工業(yè)工程電動設備中,由于其電機啟動特性,這些電動機直接連接供電系統(tǒng)(硬啟動),會導致較大的沖擊電流和峰值轉(zhuǎn)矩,不利于機械裝置的良好運轉(zhuǎn)。軟啟動則是平滑的啟動運行,電壓由零慢慢提升到額定電壓,使電機啟動的全過程都不存在沖擊轉(zhuǎn)矩。
異步電機啟動性能主要有兩個指標,啟動電流倍數(shù)和啟動轉(zhuǎn)矩倍數(shù),軟啟動器是就是在啟動時通過改變加在電機上的電源電壓,以減小啟動電流、啟動轉(zhuǎn)矩。電動機傳統(tǒng)啟動方式有自耦減壓、Y/△減壓等方式,其共同特點是控制線路簡單,啟動轉(zhuǎn)矩不可調(diào)并有二次沖擊電流,對負載有沖擊轉(zhuǎn)矩。軟啟動可以有效地降低電動機的啟動電流,其啟動電流僅為標準電機硬啟動電流的50%,是高效電動機硬啟動電流的20%。軟啟動的限流特性可有效限制浪涌電流,避免不必要的沖擊力矩以及對配電網(wǎng)絡的電流沖擊,有效地減少線路刀閘和接觸器的誤觸發(fā)動作;對頻繁啟停的電動機,可有效控制電動機的溫升,大大延長電動機的壽命。
晶閘管軟啟動原理:在三相電源與電機間串入三相聯(lián)晶閘管,利用晶閘管移相控制原理(見圖2),改變晶閘管的觸發(fā)角,啟動時電機端電壓隨晶閘管的導通角從零逐漸上升,就可調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓,電機轉(zhuǎn)速逐漸增大,直至達到滿足啟動轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束啟動過程;軟起動器的輸出是一個平滑的升壓過程(且可具有限流功能),直到晶閘管全導通,電機在額定電壓下工作;此時旁路接觸器接通(避免電機在運行中對電網(wǎng)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(nèi)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(zhuǎn)速由大逐漸減小到零,停車過程完成。
軟啟動通常利用其特性,采用如下四種起停方式:
1.電壓斜坡軟啟動:啟動電機時,軟啟動器的電壓快速升至U1,然后在設定時間t內(nèi)逐漸上升,電機隨著電壓上升不斷加速,達到額定電壓和額定轉(zhuǎn)速時,啟動過程完成。
2.限流啟動:啟動電機時,軟啟動器的輸出電壓迅速增加,直到輸出電流達到限定值,保持輸出電流不大于該值,電壓逐步升高,使電動機加速,當達到額定電壓、額定轉(zhuǎn)速時,輸出電流迅速下降至額定電流,啟動過程完成。該方式用于某些需快速啟動的負載電機。
3.斜坡限流啟動:啟動電機時,輸出電壓在設定時間內(nèi)平穩(wěn)上升,同時輸出電流以一定的速率增加,當啟動電流增至限定值Im時,保持電流恒定,直至啟動完成。該方式適用于泵類及風機類負載電機。
4.軟停車:在該方式下停止電機時,電機的輸出電壓由額定電壓在設定的軟停時間內(nèi)逐步降低至零,停車過程完成;常用于水泵負載,它成功地解決了傳統(tǒng)停車過程中的“水錘”現(xiàn)象(即瞬間停機引起流體原來狀態(tài)的劇烈變化,造成流體對管道的沖擊)。
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