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       三相异步电动机有很多优点,但也有两个致命的弱点:一是启动性能差;二是调速性能差。随着电力半导体技术的发展以及大功率晶体管在工业控制领域里的应用,有两个典型的产品大大改善了异步电动机这两个弱点,一是变频器,二是软启动器。变频器改善异步电动机的调速性能;而软启动器改善了异步电动机的启动性能。前面有篇文章一问答题的形式简单介绍了变频器的相关知识,这篇文章和大家一起分享一下软启动器的相关基础知识。

软起动器具有软起动、软停止、泵控制功能、定时低速运行等多种功能,因此在工业、民用建筑领域的动力设备控制中具有传统降压起动器不可比拟的优越性。软起动器的特点和注意事项如下:

1.特点

(1)软起动 在起动时间ts内,电机的端电压从设定的初始值逐渐增至满压,电机平滑、无级地加速。同时ts可调节(通常在0.5~ 60s之间),这有利于与低压断路器之间的配合,防止低压断路器的瞬时脱扣器在电机起动时误跳闸。

(2)泵控制功能 水泵在起动和停车时,水流冲击管道,产生严重的水锤效应。虽然水道专业已采取了一些消除水锤效应的措施,但是如果采用带泵控制功能的软起动器,则完全可消除水锤效应,减少机械维护的工作量,节省系统维修费用,并保证供水可靠。值得一提的是该功能为可选件,供货图上可注明。

(3)过载保护功能 一般电机的过载保护是通过热元件来实现的,热元件在电动机起动过程中很难避开电机的起动电流而产生误动作。为避免误动,用户常加大热元件的动作电流,因而使得过载保护的灵敏度不够,使过载保护形同虚设。而软起动器内置的过载保护功能是根据起动负荷的轻重(即起动时间的长短)来选择不同的脱扣特性曲线,以避免在起动过程中误跳。由于它的过载保护是可编程的,从而为用户提供了更大的灵活性。选用带内置过载保护功能的软起动器还可以省去热继电器,使控制柜内布线更简单。

(4)参数测试功能可通过按键在显示窗口选择显示电机的运行参数,如三相电压值、三相电流值、功率因数、运行时间等,而无需增加任何仪表,此功能可使用户很方便地查询电机在运行过程中的各种参数。

(5)消防水泵定期自动试机 由于消防水泵属消防应急设施,平时长期处于不使用状态,容易出现泵卡死的现象。一旦火灾发生时如果无法正常运转,将影响消防扑救的顺利进行,造成严重后果。《民用建筑电气设计规范》规定:消防泵(包括喷洒泵)、排烟风机及正压送风机等重要消防用电设备,宜采取定期自动试机、自动检测措施。该软起动器具有定时低速运行功能,可根据用户设定的时间自行定时起动、停止,对消防泵起定期自动试机、自动检测的作用,提高消防设施的可靠性、应急性。

(6)原理与接线 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(具体接线原理图见图1所示)。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。待电机达到额定转速时,启动过程结束。

2.应注意的问题

(1)有的软起动器具有多种内置的保护功能,如失速及堵转测试、相间平衡、欠载保护、欠压保护过压保护等,对电机而言起到了进一步的保护作用。设计时应根据具体情况通过编程来选择保护功能或使某些保护功能失效。《低压配电设计规范》规定:突然断电比过负载造成的损失更大的线路,其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。对于消防泵控制系统,消防泵电机的保护就不是重要问题,可通过编程使某些保护功能失效,仅动作于信号。前面提到的过载保护功能同样也只应作用于信号。

(2)由于软起动器本身没有短路保护,为保护其中的晶闸管,应该采用快速熔断器(低压断路器的开断时间较长,为0.1s,不能有效地保护晶闸管)。设计时可依据厂家提供的产品样本,根据软起动器的额定电流选择相应的快速熔断器。

(3)当软起动器使电机制动停机时,只是晶闸管不导通,在电机与电源之间并没有形成电气隔离。如果此时检修软起动器之后的线路、电机,那是不安全的,所以在电机一次控制回路中应在软起动器之前增加断路器。

(4)由于软起动器采用了晶闸管等非线性器件,所以当软起动器功率较大或者台数较多时,产生的高次谐波将对电网造成不良的影响,并对建筑物内的电子设备产生干扰。此时可装设旁通接触器,在软起动器使电机平稳起动至正常转速后,接触器K闭合,把软起动器短接。即在起动完成之后,大功率晶闸管处于不导通状态,减少高次谐波对电网及电子设备的干扰。

(5)软起动器在通过电流时将会产生热耗散,安装时应注意在其上、下方留出一定空间,以使空气能流过其功率模块。当软起动器额定电流较大时,要采用风机降温,风机的电源可取自电机控制系统的二次回路。

以上说明,软起动器是一种新型的、性能优良的起动装置,是当前交流异步电机起动器的产品。