陶瓷軸承

軟啓動器以體積小，轉矩可以調節、安川伺服馬達啓 動平穩、沖擊小並具有軟停機功能等優點得到了越來越多的應用，大有取代傳統的自耦減壓、星-角變換降壓啓動的趨勢。由于軟啓動器是近年來新發展起來的啓動 設備，缺少相應的設計及使用經驗等，籠形異步電動機是應用最廣泛的用電設備。由于電動機直接啓動時的沖擊電流很大，特別是大容量電動機直接啓動會對電網及 其他負載造成幹擾甚至危害電網的安全運行，所以按不同工況，采用許多種減壓啓動方式。早期的方式有串聯電抗或電阻、串聯自耦變壓器、星世紀三角轉換等。從 20世紀70 年代起，工程上開始推廣利用晶閘管交流調壓技術制作的軟啓動器。這種軟啓動器是集電動機軟啓動、軟停車、輕載節能和多種保護功能于一體的新穎電動機控制裝 置，國外稱爲soft starter。軟啓動器的構成主要是串接于電源與被控電動機之間的三相反並聯晶閘管及其電子控制電路。軟啓動器的工作原理是，控制電路運用不同的方法， 控制三相反並聯晶閘管的導通角，使電動機輸入電壓從零以預設的函數關系逐漸上升，直至啓動結束，賦予電動機全電壓，實現軟啓動。在軟啓動過程中，電動 伺服馬達機啓動轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加。在上述基礎上，把功率因數 控制技術結合進去，以及采用微處理器代替模擬控制電路，使早期的軟啓動器已發展成智能化軟啓動器。

2軟啓動器技術簡述

2。1軟啓動器技術應用的必要性

電動機啓動一般采用自耦減壓、星-角變換減壓啓動方式，其中最常用的是星-角變換降壓啓動方式，該方式下電動機的轉矩與加在電動機定子上的電壓的平方成正 比，降壓啓動是指電動機在啓動過程中降低加在電動機定子繞組的電壓，假設啓動電壓U =0。5Ue，則電動機啓動時的轉矩爲0。25Mm，即啓動時的轉矩只有電動機最大轉矩的1/4。如果在此時將電壓U加大到電動機額定電壓Ue，則電動機 的轉矩一下子就從1/4跳到Mm，這樣的啓動過程是跳躍的、不平滑的，所以又叫作硬啓動，一般降壓啓動控制技術可靠性差，不穩定，每次啓停都會造成對電網 和機械設備的沖擊，引發一系列的技術問題。例如:在這種控制方式下，水泵電動機在啓動時必須將其出口閥門關嚴，在低負荷時才能啓動，否則會造成開關跳閘， 影響電動機的正常啓動。

總體來說，傳統的啓動方式存在以下幾個問題:

(1)對電網的沖擊大，影響了電網供電質量，對變壓器裕量要求較大；
(2)對機械變頻器設備沖擊大，降低設備使用壽命；
(3) Y—Δ啓動的切換時間一般根據經驗設定，對生産工藝要求穩啓動的場合不宜采用。
軟啓動是使用調壓裝置在規定的啓動時間內，自動地將啓動電壓連續、平滑地上升，直到達到額定電壓。此時電動機的轉矩就會平滑地增大，一直到轉矩爲最大值Mm時爲止，啓動過程結束。軟啓動
可以使電動機啓停自如，減少空轉，有節能作用，軟啓動器還具有下列優點:①減少沖擊力，延長設備壽
命；②根據不同負載選用不同的啓動方式以提高加/減速特性；③保護功能全面；④提高可靠性；⑤通過
修改參數，匹配不同的負載對象；⑥智能化，可以與PLC等相互通訊。

2。2軟啓動器技術的分類

電動機的軟啓動技術有磁控軟啓動、SCR軟啓動和液阻軟啓動等幾種不同的方式，其中以SCR軟啓動應用最爲廣泛。其啓動類型有:

(1)不限流軟啓動，啓動時，使啓動電流以一定斜率不斷上升，直至啓動完畢，期間對啓可程式控制器動電流不加任何限制。這種啓動方式因爲沒有對啓動電流進行限制，所以對電網沖擊較大，一般不使用，適應重載啓動場合。
(2)斜坡恒流軟啓動。該啓動方式是在電機啓動的初始階段啓動電流逐漸增加，當電流達到預先所設定的值後保持恒定，直至啓動完畢。在啓動過程中，電流上升 變化的速率是可以根據電動機負載調整設定。電流上升速率大，則啓動轉矩大，啓動時間短。這種啓動方式應用得最多，尤其適用于風機、泵類負載的啓動。
(3)脈沖沖擊啓動。啓動一開始在極短的時間裏，使晶閘管接近于全導通，然後恢複至較小導通角，進行正常的恒流軟啓動。適用于啓動時靜摩擦力矩較大的場合。
(4)階躍啓動。階躍啓動方式是在開機時以最短時間使啓動電流迅速達到設定值，通過調節啓動電流的設定值，可以達到快速啓動的效果。

2。3 SCR軟啓動技術的原理

軟啓動器結合了電力電子技術、自動控制技術和單片機技術，是專爲三相異步電動機設計的一種全數字智能化啓動設備。其基本原理是通過對功率器件即可控矽的控 制而實現對電動機的啓動和停止控制，采用電壓斜率的工作原理，控制輸出給電動機的電壓從可整定的初始值經過可整定的斜率時間上升到供電全壓。因此降低了對 電動機電源的容量要求，並減少對供電電網的影響和機械傳動的沖擊。軟啓動器采用三相反向並聯的晶閘管作爲調壓器，將其接入電源和電動機定子之間。這種電路 類似三相全控橋式整流電路，通過內部的單片機調整改變觸發脈沖的觸發時間來改變觸發角的大小，進而調節加到定子繞組上的端電壓。

異步電機啓動性能主要有兩個指標:啓動電流倍數和啓動轉矩倍數，軟啓動器在啓動時通過改變加在電機上的電源電壓，以減小啓動電流、啓動轉矩。電動機傳統啓 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，啓動轉矩不可調並有二次沖擊電流，對負載有沖擊轉矩。軟啓動可標准電機硬啓動電流的 50%，是高效電動機硬啓動電流的20%。軟啓動的限流特性可有效限制浪湧電流，避免不必要的沖擊力矩以及對配電網絡的電流沖擊，有效地減少線路刀閘和接 觸器的誤觸發動作；對頻繁啓停的電動機，可有效控制電動機的溫升，延長電動機的壽命。目前應用較爲廣泛、工程中常見軟啓動器是晶閘管(SCR)軟啓動。 SCR軟啓動原理:在三相電源與電機間串入三相聯晶閘管，利用SCR移相控制原理，改變其觸發角，啓動時電機端電壓隨SCR的導通角從零逐漸上升，就可調 節輸出電壓，電機轉速逐漸增大，直至達到滿足啓動轉矩的要求而結束啓動過程；軟起動器的輸出是一個平穩的升壓過程(且可具有限流功能)，直到SCR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形成諧波汙染，延長SCR壽命)，電機進入穩定運行狀態；停車時先切斷旁路接觸 器，然後由軟啓動器內SCR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。

SCR軟啓動器在設計上采用了電流電壓矢量傳感動態監控技術，不改變電機原有的運行特安川變頻器性；采用鎖相環技術和單片機，根據壓控振蕩器鎖定三相同步信號的邏輯關系設計出的一種可控矽觸發系統，控制輸出脈沖的移相，通過對電流的檢測，控制輸出電壓按一定線性加至全壓，限制起動電流，實現電機的軟起動。
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