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电机软启动的基础知识

电机软启动的基础知识

点击数:7307 次   录入时间:03-04 11:45:20   整理:http://www.55dianzi.com   电工电器基础

  电动机的软启动干,是一种将电力电子技术、微处理器技术和模糊控制理论相结合的新型电动机启动技术。它能无阶跃地平稳启动/停止电动机。避免各种传统启动方式引起的机械、电气冲击等问题。并能有效降低启动电流及配电容量。

  软启动装置的启动方式有限流启动、电压斜坡启动、限流+斜坡启动、突跳转矩启动等;停机方式有自由停机、软停机和制动刹车停机等。它对电动机有过电流、缺相、短路等保护功能;对软启动器本身有过热、晶闸管短路等各种完善的保护,可确保电动机及软启动器在各种启动和运行工况下的安全,延长电动机和机械设备的使用寿命。

  为了降低设备成本,一台软启动器还可用于启动两台电动机的所谓一拖二方案或一拖三方案。软启动器是一台嵌有微处理器的智能产品,将其组装在软启动成套装置后。使用前应对其功能参数进行设置,使其按照操作人员的意愿完成电动机的启动、停止和保护功能。

    以CMC-S型软启动器为例,简要介绍软启动装置的性能、参数设置等知识。

  一、设置参数的方法
  
  软启动器通常有个带有轻触按键的操作面板,面板上有液晶显示屏和若干个按键(见右图),各按键的作用见附表。

  设置参数的步骤:按“确认键”进入参数菜单,液晶屏上会有相应显示(每一步操作液晶屏上都会有与最新操作按键对应的显示内容)。以下介绍操作的按键及顺序;用“递增键”或“递减键”选择欲修改的参数项;按“确认键”确定该参数项;用“递增键”或“递减键”修改刚才确定的参数项的参数值;按“退出键”保存修改后的参数值。至此,一项参数修改设置完毕。不断循环上述操作过程。直至完成所有需要设置参数的修改设置。

  在参数设置过程中,软启动器中的软件按照操作按键发出的指令自动完成显示、参数修改和参数保存的任务。具体操作时应根据所选生产厂家的使用手册去完成设置。

  电动机软启动时具有较软的电压、电流变化曲线,下面结合软启动装置可供选用的几种启动方式介绍其启动特性。



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   二、软启动装置的启动控制模式
  
  软启动装置的启动模式有限流启动、电压斜坡启动、限流+斜坡启动、突跳转矩启动等。

  电动机在限流启动模式下的启动电流曲线见图2,启动开始后,电流迅速增加,达到“电流限幅值”规定的电流值Im时。启动电流停止增大。而保持在Im值的水平上。转速升高至一定程度,启动电流开始减小。直至电流稳定在额定值Ie,启动过程结束。图2中有三个关于Im的曲线。是为了说明Im值设置不同,对启动时间会有一定影响,实际上对于一台具体的电动机来说。只能设置一个Im值。该启动模式,必须设置的参数有:“启动时间”,设置为O;“电流限幅值”Im,根据需要设置为21e~5Ie。

  电动机在电压斜坡启动模式下的启动电流曲线见图3。该启动模式必须设置的参数有:“启动时间”。可在1~120秒之间选择一个值(但不能为O,否则即无电压斜坡可言);“电流限幅值”Im,设置为51e;“初始电压”是合闸瞬间加在电动机上的电压,也是电压斜坡开始的电压。可在额定电压Ue的20%~75%之间选择。

  合闸后。电压迅速上升至“初始电压”Ui,然后按照设置的“启动时间”t平滑升高。并在“启动时间”t的结束时刻刚好达到额定电压Ue。如果“启动时间”设置合理。则电动机的转速达到或接近额定值。启动过程结束。

  这种启动模式强调的是电压斜坡。

  虽然设置了“电流限幅值”Im.但由于为5倍额定电流值,软启动时不会超过此值,因此它并不影响电压斜坡的形状。Im值的设置仅作为一种后备保护。图3中画了三条电压斜坡曲线,表示设置的“启动时间”不同,电压斜坡的陡度也会变化。

  电动机在电压斜坡+限流软启动模式下的启动曲线见图4。该启动模式,必须设置的参数有:“启动时间”可在l~120秒之间选择设置一个值,但不能为0;“电流限幅值”In,设置为1Ie~51e;“初始电压”可在额定电压Ue的20%~75%之间选择设置。

  电动机启动初期的电压曲线与电压斜坡启动相同,首先电压迅速上升至“初始电压”Ui,然后按照“启动时间”t规定的升压速率平滑升高。由于电压升高使启动电流达到Im时。电压停止升高。从而保证电流能维持在Im值上。随着电动机转速提高,启动电流开始下降。电压再次开始升高,直至达到各自的额定值,启动过程结束。

  突眺转矩软启动模式主要应用在负载静态阻力比较大的电动机上,通过施加一个瞬时较大的启动力矩以克服大的静态阻力。电动机在突眺转矩软启动模式下的启动电流曲线见图5。该启动模式必须与其他软启动模式配合使用。并设置配合模式的相关参数。本模式必须设置的参数有:“初始电压”。可在额定电压Ue的20%~75%之间选择;“突跳电压”,20%~100%Ue,“突跳时间”。1~2000ms。启动时电压瞬间达到设置的突跳电压Uk。当Uk电压持续到设置的突跳时间,Tk结束时。电压下降为初始电压Ui。然后按照配合模式的特性完成启动过程。



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  三、软启动装置的停机控制模式
  
  软启动装置具有自由停车、软停车等停机模式,有的还有制动刹车功能。下面介绍软启动的停机特性。

  当软启动器的参数“软停时间”设置为0秒时,即为自由停车模式。

  它与传统停车方式相同,停车时瞬间切断电动机电源,电动机依负载惯性自由停机。

  当“软停时间”设置不为O时。则为软停车。另外。尚须设置“初始电压”和“软停起始电压”,其中后者可在20%~100%Ue之间选择。软停机的电压变化曲线见图6。停机时软启动器首先将电动机主回路的通断控制权切换至内部晶闸管(软启动器在软启动和软停止时具有控制权),并将输出电压由额定电压Ue下降至“软停起始电压”Ut,然后在设定的“软停时间”Tr内逐步降低至“初始电压”Ui后断电,至此,软停过程结束。

  其后电动机自由停车。

  四、软启动装置的运行控制
  
  图7和图8分别是软启动装置的一次、二次电路图。图7中。软启动器的端子1L1、3L2、5L3接三相电源。

  2T1、4T2、6T3接电动机。KM是旁路接触器。TAU、TAV、TAW是三只电流互感器。它们的二次线接至软启动器的端子X3,用于电流测量显示和各种电流保护;端子X2的10、9、8接AC220V工作电源及接地;端子Xl是开机与停机控制端。触点KAl-l闭合则电动机启动,断开则停机;软启动器的另两组输出触点也从端子X2引出,编号为4、5和6、7。画在图8中。图中,KA2是保护出口继电器。只有电动机运行正常。

  或故障停机后已将故障排除。并使用软启动器面板上的“STOP”键复位。才能启动电动机或使电动机维持在运行状态。KA2的动断触点KA2-l串联在继电器KAl的线圈回路中。启动电动机时,按压启动按钮SBl,继电器KAl线圈得电动作。

  动合触点KAl-2进行自保持。动合触点KAl-l闭合向软启动器发出启动指令。软启动器按照已设置参数规定的启动模式控制电动机启动。

  启动过程结束后。软启动内部有一个继电器动作。其动合触点从端子X2的6、7引出。接通接触器KM的线圈,旁路接触器KM的主触点闭合。

  将电动机的电流回路通断权接管。电动机进入运行状态。运行过程中。

  软启动器对电动机的运行电流、电源是否缺相等情况进行实时监控。

  并显示电流、电压数据(所以软启动装置可以不另行装设电流表、电压表);如果出现过电流、三相电流不平衡、缺相等异常情况,内部的保护继电器动作。其动合触点从端子X2的4、5引出。接通继电器KA2的线圈。触点KA2-l断开。KAl释放,KAl-1断开。向软启动器发出保护停机指令。并控制接触器KM释放停机。停机后液晶屏上显示故障代码,提示故障原因。

  电动机正常运行中。按压停机按钮SB2,继电器KAl释放,软启动器按照参数设定的停机模式停机。黄灯HY与继电器KA2线圈并联。用作故障指示:红灯HR在电动机运行时亮:绿灯HG在停机时亮。




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