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軟啟動器的工作原理

軟啟器採用三相反並聯晶閘管作為調壓器，將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉速時，啟動過程結束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務的晶閘管，為電動機正常運轉提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉速逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉矩衝擊。

直接啟動的危害性

（1）引起電網電壓波動

交流電動機在全壓直接起動時，起動電流會達到額定電流的4~7倍，當電機的容量相對較大時，該起動電流會引起電網電壓的急劇下降，影響同電網其它設備的正常運行。

軟啟動時，起動電流一般為額定電流的2~3倍，電網電壓波動率一般在10%以內，對其它設備的影響非常小。

（2）對電網的影響

對電網的影響主要表現在兩個方面：

1）超大型電機直接起動的大電流對電網的衝擊幾乎類似於三相短路對電網的衝擊，常常會引發功率振蕩，使電網失去穩定。

2）起動電流中含有大量的高次諧波，會與電網電路參數引起高頻諧振，造成繼電保護誤動作、自動控制失靈等故障。

軟起動時起動電流大幅度降低，以上影響可免除。

（3）傷害電機絕緣

1）大電流產生的焦耳熱反復作用於導線外絕緣，使絕緣加速老化、壽命降低。

2）大電流產生的機械力使導線相互摩擦，降低絕緣壽命。

3）高壓開關合閘時觸頭的抖動現象會在電機定子繞組上產生操作過電壓，有時會達到外加電壓的5倍以上，這樣高的過電壓會對電機絕緣造成傷害。

軟起動時，大電流降低一半左右，瞬間發熱量僅為直起的1/4左右，絕緣壽命會大大延長；軟起時電機端電壓可以從零起調，可免除過電壓傷害。

（4）電動力對電機的傷害

大電流在電機定子線圈和轉子鼠籠條上產生很大的衝擊力，會造成夾緊松動、線圈變形、鼠籠條斷裂等故障。

軟起動時，由於大電流小，則衝擊力大大減輕。

（5）對機械設備的傷害

全壓直接起動時的起動轉矩大約為額定轉矩的2倍，這麼大的力矩突然加在靜止的機械設備上，會加速齒輪磨損甚至打齒、加速皮帶磨損甚至拉斷皮帶、加速風葉疲勞甚至折斷風葉等等。

軟起動的轉矩不會超過額定轉矩，上述弊端可以克服。

軟啟動的特點

1）無衝擊電流。軟啟動器在啟動電機時，通過逐漸增大晶閘管導通角，使電機啟動電流從零線性上升至設定值。

2）恒流啟動。軟啟動器可以引入電流閉環控制，使電機在啟動過程中保持恒流，確保電機平穩啟動。

3）根據負載情況及電網繼電保護特性選擇，可自由地從無級調整至佳的啟動電流。

4）降低電機啟動電流，降低配電容量，避免增容投資。

5）降低啟動機械應力，延長電動機及相關設備的使用壽命。

6）啟動參數可按負載調整，以達到佳啟動效果。

7）多種啟動模式及保護功能，易於改善工藝，保護設備。

8）特有外控端子，可方便實現異地控制或自動控制。

9）全數字開放式用戶操作顯示鍵盤，操作設置靈活簡便。

10）高度集成的微處理器控制係統，性能可靠。

11）大電流無觸點交流開關無級調壓，調壓範圍寬，過載能力強。

軟啟動的啟動方式

（1）限流啟動

顧名思義是限制電動機的啟動電流，它主要是用在輕載啟動的負載降低啟動壓降，在啟動時難以知道啟動壓降，不能充分利用壓降空間，損失啟動力矩，對電動機不利。

（2）斜坡電壓啟動

電壓由小到大斜坡線性上升，這種啟動方式是在電動機啟動的初始階段啟動電壓逐漸增加，當電壓達到預先設定的值後保持恒定，直至啟動完畢。這種啟動方式簡單，不具備電流閉環控制，僅調整晶閘管導通角，使之與時間成函數關係增加。其缺點是，由於不限流，在電機啟動過程中，有時要產生較大的衝擊電流使晶閘管損壞，對電網影響較大，實際很少應用。

（3）轉矩控制啟動

將電動機的啟動轉矩由小到大線性上升，它的優點是啟動平滑，柔性好，對拖動係統有的保護，延長拖動係統的使用壽命。同時降低電機啟動時對電網的衝擊，是優的重載啟動方式，缺點是啟動時間較長。

（4）轉矩加突跳控制啟動

與轉矩控制啟動相倣也是用在重載啟動。不同的是在啟動的瞬間用突跳轉矩克服電機靜轉矩，然後轉矩平滑上升，幹擾其他負荷，應用時要特別注意。

（5）電壓控制啟動

用在輕載啟動的場合，在保證啟動壓降下發揮電動機的大啟動轉矩，盡可能地縮短啟動時間，是優的輕載軟啟動方式。

軟啟動具有的保護

1）外部故障輸入保護。瞬停端子用於外加保護裝置，如熱繼電器等。

2）失壓保護。軟啟動器斷電且又來電後，無論控制端子處於何種位置，均不會自行啟動，以免造成傷害事故。

3）啟動時間過長保護。由於軟啟動器參數設置不當或其他原因造成長時間啟動不成功軟啟動器會自行保護。

4）軟啟動器過熱保護。溫度升至80±5℃時保護動作，動作時間＜0.1秒；當溫度降至55℃，過熱保護解除。

5）輸入缺相保護。滯後時間＜3秒。

6）輸出缺相保護。滯後時間＜3秒。

7）三相不平衡保護。滯後時間＜3秒，以各相電流偏差大於50%±10%為基準。

8）啟動過電流保護。啟動時持續大於電機額定工作電流5倍時保護動作。

9）運行過載保護。以電機額定工作電流為基準作反時限熱保護。

10）電源電壓過低保護。滯後時間：當電源電壓低於極限值50%時，保護動作，時間＜0.5秒，否則低於設定值時保護動作，時間＜3秒。

11）電源電壓過高保護。當電源電壓高於極限值130%時，保護動作，時間＜0.5秒，否則高於設定值時保護動作，時間＜3秒。

12）負載短路保護。滯後時間：＜0.1秒，短路電流為軟啟動標稱電機電流額定值10倍以上。

軟啟動器常見故障處理措施

（1）上電後不顯示

1）檢查控制電源是否接入。

2）檢查顯示屏連接線是否插緊。

3）檢查控制板有沒有問題。

（2）報缺相故障

1）啟動方式採用帶電方式時，操作順序有誤。正確操作順序應為先送主電源，後送控制電源。

2）電源缺相或者三相電未上，軟啟動器保護動作（檢查電源）。

3）軟啟動器的輸出端未接負載。

4）控制板有問題。

（3）啟動完畢旁路接觸器不吸合

1）在啟動過程中，保護裝置因整定偏小出現誤動作（將保護裝置重新整定即可）。

2）在調試時，軟啟動器的參數設置不合理（主要針對的是55kW以下的軟啟動器，對軟啟動器的參數重新設置）。

3）控制線路接觸不良（檢查控制線路）。

4）接觸器有問題不能正常吸合。

5）控制板問題。

（4）空氣開關跳閘

1）空氣開關長延時的整定值過小或是空氣開關選型和電機不配（空氣開關的參數適量放大或空氣開關重新選型）。

2）軟啟動器的起始電壓參數設置過高或啟動時間過長（根據負載情況將起始電壓適當調小或者啟動時間適當縮短）。

3）在啟動過程中因電網電壓波動比較大，易引起軟啟動器發出錯誤指令，出現提前旁路現象（建議用戶不要同時啟動大功率的電機）。

4）啟動時滿負載啟動（啟動時盡量減輕負載）。

5）軟啟動額定電流設置有問題。

（5）軟啟動器啟動時報故障

1）電機缺相（檢查電機和電路）。

2）軟啟動器內主元件可控硅短路。

3）濾波板擊穿短路。

4）控制板問題。