電機軟啟動器是一種用于電動機啟動的設(shè)備,它主要通過改變加在電機定子繞組上的電壓來實現(xiàn)電機的軟啟動,以下是其常見的幾種工作原理:
晶閘管調(diào)壓原理
軟啟動器內(nèi)部通常由三組反并聯(lián)的晶閘管組成,分別對應(yīng)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(diào)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(shù)字信號處理器(DSP),用于實時監(jiān)測電機的運行參數(shù),如電流、電壓、轉(zhuǎn)速等。
根據(jù)預(yù)設(shè)的啟動曲線和控制算法,微處理器或 DSP 會輸出相應(yīng)的控制信號,通過驅(qū)動電路來控制晶閘管或其他功率半導體器件的導通和關(guān)斷,從而實現(xiàn)對電機電壓和電流的控制。這種控制方式可以根據(jù)不同的負載特性和啟動要求,靈活地調(diào)整啟動參數(shù),實現(xiàn)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(diào)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(yīng)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(xiàn)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(xiàn)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(diào)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(zhuǎn)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(xiàn)電機的軟啟動。當電機達到額定轉(zhuǎn)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(wǎng)運行。
電機軟啟動器的這些工作原理,都旨在實現(xiàn)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(shè)備,同時也有助于提高能源利用效率,延長設(shè)備使用壽命。
軟啟動的應(yīng)用場景
工業(yè)領(lǐng)域
風機、泵類設(shè)備:風機和泵類設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,它們通常屬于大慣性負載。采用軟啟動可以避免啟動時的大電流沖擊和機械應(yīng)力,減少設(shè)備的磨損和故障發(fā)生率,同時還能根據(jù)實際工況進行節(jié)能運行。
壓縮機:壓縮機在啟動時需要克服較大的阻力,軟啟動能夠提供足夠的啟動轉(zhuǎn)矩,使壓縮機平穩(wěn)啟動,并且可以通過調(diào)整啟動參數(shù),適應(yīng)不同的壓縮機類型和工作條件。
傳送帶:工業(yè)生產(chǎn)中的傳送帶系統(tǒng)需要確保物料的平穩(wěn)輸送。軟啟動可以使電機逐漸加速,避免傳送帶在啟動時出現(xiàn)抖動和物料滑落的現(xiàn)象,提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可靠性。
商業(yè)領(lǐng)域
中央空調(diào)系統(tǒng):中央空調(diào)的壓縮機、風機等設(shè)備功率較大,采用軟啟動可以降低啟動時對電網(wǎng)的沖擊,減少對其他用電設(shè)備的影響,同時也有助于延長設(shè)備的使用壽命,降低維護成本。
電梯:電梯作為商業(yè)建筑中重要的垂直運輸設(shè)備,對啟動的平穩(wěn)性和安全性要求很高。軟啟動能夠使電梯電機平穩(wěn)啟動和停止,為乘客提供更加舒適的乘坐體驗,同時也提高了電梯的運行可靠性和安全性。
建筑領(lǐng)域
高層建筑的給排水系統(tǒng):高層建筑的給排水泵在啟動時需要克服較高的靜水壓力,軟啟動可以提供合適的啟動轉(zhuǎn)矩,使水泵平穩(wěn)啟動,避免水錘現(xiàn)象的發(fā)生,保護管道系統(tǒng)的安全。
建筑施工設(shè)備:如混凝土攪拌機、塔吊等施工設(shè)備,在啟動時也會對電網(wǎng)和機械設(shè)備產(chǎn)生較大的沖擊。軟啟動器可以有效地解決這些問題,確保施工設(shè)備的正常運行,提高施工效率。
其他領(lǐng)域
污水處理廠:污水處理廠中的各種泵類、攪拌器等設(shè)備,采用軟啟動可以降低啟動電流,減少對電網(wǎng)的影響,同時也能適應(yīng)污水處理過程中的復雜工況,設(shè)備的穩(wěn)定運行。
礦山設(shè)備:礦山中的破碎機、輸送機等大型設(shè)備,啟動時需要較大的轉(zhuǎn)矩。軟啟動能夠滿足這些設(shè)備的啟動要求,并且可以在惡劣的工作環(huán)境下可靠運行,提高礦山生產(chǎn)的安全性和效率。
軟啟動器啟動時間過長會影響設(shè)備的正常使用效率,以下從參數(shù)設(shè)置、負載、軟啟動器自身性能等方面為你詳細分析原因并給出解決辦法:
調(diào)整參數(shù)設(shè)置
檢查并修改啟動時間:啟動時間設(shè)置過長會直接導致軟啟動過程耗時久。你可以查閱軟啟動器的操作手冊,進入?yún)?shù)設(shè)置界面,找到啟動時間相關(guān)參數(shù),根據(jù)電機和負載的實際情況合理縮短啟動時間。比如對于一些輕載設(shè)備,可適當減小啟動時間設(shè)定值。
增大限流值:若限流值設(shè)置過小,會限制啟動電流,使電機獲得的轉(zhuǎn)矩不足,進而延長啟動時間。你可以在軟啟動器參數(shù)設(shè)置中,逐步增大限流值,但要注意不能超過電機和軟啟動器的額定電流,以免引發(fā)過流故障。一般每次調(diào)整幅度不宜過大,調(diào)整后進行測試,觀察啟動時間是否改善。
排查并處理負載問題
評估負載慣性:如果電機負載慣性過大,軟啟動器需要更長時間克服慣性。此時可以考慮對負載進行優(yōu)化,例如減輕負載重量、減少不必要的轉(zhuǎn)動部件等。對于一些大型設(shè)備,可以采用分步啟動的方式,先啟動部分負載,待電機達到一定轉(zhuǎn)速后再逐步投入其余負載。
檢查負載是否卡滯:負載存在卡滯現(xiàn)象會增加電機啟動阻力,導致啟動時間延長。你需要對負載設(shè)備進行全面檢查,查看機械傳動部件是否有損壞、卡死情況,如軸承是否損壞、皮帶是否過緊或卡住等。若發(fā)現(xiàn)問題,及時更換損壞部件或調(diào)整皮帶松緊度。
改善軟啟動器性能
檢查功率元件:晶閘管等功率元件老化或性能變差,會影響其導通特性,進而影響電機啟動速度。你可以使用的檢測設(shè)備對晶閘管進行檢測,判斷其是否正常工作。如果發(fā)現(xiàn)晶閘管有故障,應(yīng)及時更換相同規(guī)格的晶閘管。
檢查控制電路:控制電路故障可能導致軟啟動器不能準確控制啟動過程,從而使啟動時間過長。你要檢查控制回路的接線是否松動、斷路,控制板上的元件是否有損壞。對于松動的接線,要重新緊固;對于損壞的元件,需及時更換。
其他可能的措施
檢查電源供應(yīng):不穩(wěn)定的電源供應(yīng)也可能導致啟動時間過長。你要測量電源電壓是否在軟啟動器的額定工作電壓范圍內(nèi),檢查電源是否存在缺相、電壓波動等問題。如果電源有問題,需要對電源進行修復或改善,例如使用穩(wěn)壓器來穩(wěn)定電壓。
軟件升級:有些軟啟動器的啟動時間過長可能是由于軟件程序存在缺陷或兼容性問題。你可以聯(lián)系軟啟動器的制造商,咨詢是否有可用的軟件升級版本,如有則按照廠家提供的方法進行軟件升級,以優(yōu)化軟啟動器的性能。
應(yīng)用案例
某大型化工企業(yè)采用醴陵市湘創(chuàng)電器有限公司的軟啟動器來控制其關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備 —— 大型離心泵。在引入湘創(chuàng)軟啟動器之前,該企業(yè)經(jīng)常面臨電機啟動時電流沖擊導致的電網(wǎng)波動和設(shè)備損壞問題。自從安裝了湘創(chuàng)軟啟動器后,離心泵的啟動過程變得平滑穩(wěn)定,啟動電流大幅降低,設(shè)備壽命顯著延長,維護成本也隨之減少。
醴陵市湘創(chuàng)電器有限公司的軟啟動器提供多種啟動模式,以滿足不同負載的需求:
1.?斜坡恒流軟啟動 :在啟動初期,電流逐漸增加至設(shè)定值后保持恒定,適用于風機、泵類等負載,是為常用的啟動方式。
2.?斜坡升壓軟啟動 :輸出電壓隨時間呈特定函數(shù)關(guān)系增長。盡管簡單直接,但在實際應(yīng)用中由于可能產(chǎn)生較大沖擊電流而較少采用。
3.?階躍起動 :能夠在短時間內(nèi)使電流迅速達到設(shè)定值,實現(xiàn)快速啟動,適用于某些特殊應(yīng)用場景。
4.?脈沖沖擊起動 :針對重載場合,通過短時大電流脈沖幫助電機克服靜摩擦,順利起動。
漢顯智能型電機軟啟動器是國內(nèi)一款基于32位ARM核微控制器開發(fā)的電機軟起動器,是一種新型智能化的異步電動機起動、保護裝置。它是集起動、顯示、保護、數(shù)據(jù)采集于一體的電機終端控制設(shè)備。用戶使用較少的元件,就可實現(xiàn)較復雜的控制功能。而中英文界面顯示又使得操作更簡便。
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(lián)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(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,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。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(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸
上升,直到達到滿足啟動轉(zhuǎn)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(diào) 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(tǒng)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(xiàn)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(shè)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(jù)負載情況及電網(wǎng)繼電保護特性選擇,能自由地無級調(diào)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。
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