软启动器工作原理及应用.ppt

        在工程中最常用的就是三相异步在工程中最常用的就是三相异步电机，由于其机，由于其电机启机启动特性，特性，这些些电动机直接机直接连接供接供电系系统启启动（硬启（硬启动），将会），将会产生高达生高达电机机额定定电流流5－－7 倍的浪涌（冲倍的浪涌（冲击））电流，使得供流，使得供电系系统和串和串联的的开关开关设备过载另一方面，直接启另一方面，直接启动，也会，也会产生生较高的峰高的峰值转矩，矩，这种冲种冲击不但会不但会对驱动电动机机产生冲生冲击，而且也会使用机械装置受，而且也会使用机械装置受损；；还会影会影响接在同一响接在同一电网上其他网上其他电气气设备正常工作鼠正常工作鼠笼型异步型异步电动机机电子子软启启动器的器的诞生解决了生解决了这个个问题它既能改它既能改变电动机的起机的起动特性保特性保护拖拖动系系统，，更能保更能保证电动机可靠起机可靠起动，又能降低起，又能降低起动冲冲击￿，因此随着因此随着电力力电子技子技术的快速的快速发展，智能型展，智能型软起起动器将会得到更广泛的器将会得到更广泛的应用￿⒈ ⒈ 引起引起电网网电压波波动，影响同，影响同电网其它网其它设备的运行的运行  ￿  ￿ 交流交流电动机在机在全全压直接起直接起动时，起，起动电流会达到流会达到额定定电 流的流的4~7倍，倍，￿ ￿当当电机的容量相机的容量相对较大大时，，该￿ ￿起起动电流会流会 引起引起电网网电压的急的急剧下下￿ ￿ 降，影响同降，影响同电网其它网其它设备的正的正￿￿￿￿ 常运行。

常运行  ￿  ￿   软起起动时，起，起动电流一般流一般为额定定电流的流的2~3倍倍，，电网网电压 波波动率一率一￿ ￿般般￿ ￿在在10%以内，以内，对其它其它设备的影响非常小的影响非常小  ￿  ￿￿￿￿￿￿ ￿￿￿￿￿ ⒉ ⒉ 对电网的影响网的影响   对电网的影响主要表网的影响主要表现在两个方面：在两个方面：  ￿  ￿￿①￿①超大型超大型电机直接起机直接起动的大的大电流流对电网的冲网的冲击几乎几乎类￿ ￿似于三相短路似于三相短路￿ ￿对电网的冲网的冲击，常常会引，常常会引发功率振功率振荡，， 使使电网失去网失去稳定  ￿  ￿￿￿￿￿￿②￿￿￿￿￿②起起动电流中含有大量的高次流中含有大量的高次谐波，会与波，会与电网网电路路参数参数￿￿￿￿￿￿     引起高引起高频谐￿ ￿振，造成振，造成继电保保护误动作、自作、自动控制失灵控制失灵     等故障 ￿ ￿   软起起动时起起动电流大幅度降低，流大幅度降低，以上影响可完全免除以上影响可完全免除       ⒊ ⒊ 伤害害电机机绝缘，降低，降低电机寿命机寿命  ￿  ￿ ① ①大大电流流产生的生的热量反复作用于量反复作用于导线外外绝缘，使，使绝缘￿ ￿ 加速老化、寿命降低。

加速老化、寿命降低  ￿  ￿ ② ②大大电流流产生的机械力使生的机械力使导线相互摩擦，降低相互摩擦，降低绝缘寿命  ￿  ￿ ③ ③高高压开关合开关合闸时触触头的抖的抖动现象会在象会在电机定子机定子绕组上上 产生操作生操作过电压，有，有时会达到外加会达到外加电压的的5倍以上，倍以上，这 样￿ ￿, 高的高的过电压会会对电机机绝缘造成极大造成极大伤害  ￿  ￿   软起起动时，最大，最大电流降低一半左右，瞬流降低一半左右，瞬间发热量量仅为 直起的直起的1/4左右，左右，绝缘寿命会大大延寿命会大大延长；；软起起时电机端机端￿￿￿￿ 电压可以从零起可以从零起调，可完全免除，可完全免除过电压伤害  ￿  ￿⒋ 电动力对电机的伤害  ￿大电流在电机定子线圈和转子鼠笼条上产生很大的冲击力，会造成夹紧松动、线圈变形、鼠笼条断裂等故障￿软起动时，由于最大电流小，则冲击力大大减轻   ⒌ 对机械设备的伤害  ￿全压直接起动时的起动转矩大约为额定转矩的2倍，这么大的力矩突然加在静止的机械设备上，会加速齿轮磨损甚至打齿、加速皮带磨损甚至拉断皮带、加速风叶疲劳甚至折断风叶等等。

  ￿软起动的转矩不会超过额定转矩，上述弊端可以完全克服  ￿ ￿异步异步电机启机启动性能主要两个指性能主要两个指标，，启动电流倍数和启动转矩倍数，，软启启动器就是在器就是在电动机启机启动时通通过改改变加在加在电机上的机上的电源源电压，以减小启，以减小启动电流和启流和启动转矩来矩来实现电动机的机的软起软启启动的限流特性可有效限制冲的限流特性可有效限制冲击电流，避免不流，避免不必要的冲必要的冲击力矩以及力矩以及对配配电网网络的的电流冲流冲击，有，有效地减少效地减少线路刀路刀闸和接触器的和接触器的误触触发动作；作；对频繁启停的繁启停的电动机，可有效控制机，可有效控制电动机的温升，大机的温升，大大延大延长电动机的寿命机的寿命软启启动原理原理：：在三相在三相电源与源与电机机间串入三相并串入三相并联晶晶闸管，利用管，利用晶晶闸管的移相控制管的移相控制原理原理，改，改变晶晶闸管的触管的触发角，角，启启动时电机端机端电压随晶随晶闸管的管的导通角从零逐通角从零逐渐上升上升，，电动机机逐逐渐加速，直到晶加速，直到晶闸管全管全导通通，，电动机工作在机工作在额定定电压的机械特性上，的机械特性上，实现平滑启平滑启动，降低启，降低启动电流，避免流，避免启启动过流跳流跳闸。

待电机达到额定转数时，待电机达到额定转数时，启动过程结束，启动过程结束，软启动器软启动器自自动动用用旁路接触器旁路接触器取代取代已完成任务的晶闸管已完成任务的晶闸管，为电动机正，为电动机正常运转提供额定电压常运转提供额定电压此外软启动器还可以实现此外软启动器还可以实现软停车软停车，停车时，停车时先切断旁路先切断旁路接触器接触器，然后由，然后由软启动器内晶闸管导通角由大逐渐减小软启动器内晶闸管导通角由大逐渐减小，，使三相供电电压逐渐减小，电机转速由大逐渐减小到零，使三相供电电压逐渐减小，电机转速由大逐渐减小到零，停车过程完成停车过程完成（1）无冲击电流软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值（2）恒流起动软起动器可以引入电流闭环控制，￿￿使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可￿自由地无级调整至最佳的起动电流￿其它的特点：其它的特点：(1) 降低电机起动电流、降低配电容量、避免增容投资 (2) 降低起动机械应力，延长电动机及相关设备的使用寿命。

￿￿￿￿￿￿(3) 起动参数可按负载调整，以达到最佳起动效果￿￿￿￿￿(4) 多种起动模式及保护功能，易于改善工艺，保护设备￿￿￿￿￿(5) 特有外控端子，可方便实现异地控制或自动控制￿￿￿￿￿(6) 全数字开放式用户操作显示键盘，操作设置灵活简便￿￿￿￿￿(7 高度集成的微处理器控制系统、性能可靠￿￿￿￿￿(8) 大电流无触点交流开关无级调压，调压范围宽，过载能￿￿￿￿￿￿￿￿￿ 力强￿￿￿￿ (9) 产品可作频繁或不频繁起动　(10) 还可提供远控接口，还可与PLC直接接口（1）限流起动顾名思义是限制电动机的起动电流，它主要是用在轻载起起动的负载降低起动压降，在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间，损失起动力矩，对电动机不利￿（2）斜坡电压起动顾名思义是电压由小到大斜坡线性上升，这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起起动电压逐逐渐增加增加，当电压达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加其缺点是，由于不限流由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。

（3）转矩控制起动它是将电动机的起动转矩由小到大线性上升，它的优点是起动平滑，柔性好，对拖动系统有更好的保护，它的目的是保护拖动系统，延长拖动系统的使用寿命同时降低电机起动时对电网的冲击，是最优的重重载起起动方式方式，它的缺点是起动时间较长￿（4）转矩加突跳控制起动,它与转矩控制起动相仿也是用在重重载起起动，不同的是在起动的瞬间用突跳转矩克服电机静转矩，然后转矩平滑上升，缩短起动时间但是，突跳会给电网发送尖脉冲，干扰其它负荷，应用时要特别注意￿（5）电压控制起动用在轻载起起动的场合，在保证起动压降下发挥电动机的最大起动转矩，尽可能的缩短了起动时间，是最优的轻载软起动方式 12种保种保护功能：功能：◆ ◆ 外部故障外部故障输入保入保护(瞬停端子、用于外加瞬停端子、用于外加专用保用保护装置，如装置，如热继电￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿器等◆ ◆ 失失压保保护：：软起起动器断器断电且又来且又来电后，无后，无论控制端子控制端子处于何种位于何种位￿ ￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿置，均不会自行起置，均不会自行起动，以免造成，以免造成伤害事故◆ ◆ 起起动时间过长保保护:￿ ￿由于由于软起起动器参数器参数设置不当或其它原因造成置不当或其它原因造成长￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿时间起起动不成功不成功软起起动器会自行保器会自行保护。

◆ ◆ 软起起动器器过热保保护:￿ ￿温度升至温度升至80℃℃士士5℃℃时保保护动作，作，动作作时间￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿秒秒;当温度降至当温度降至55℃℃时(最低最低)，，过热保保护解除◆ ◆ 输入缺相保入缺相保护：滞后：滞后时间: <3秒秒◆ ◆ 输出缺相保出缺相保护：滞后：滞后时间:  < 3秒秒◆ ◆ 三相不平衡保三相不平衡保护：滞后：滞后时间: < 3秒，以各相秒，以各相电流偏差流偏差大大￿ ￿     于于￿ ￿50%士士10%为基准基准◆ ◆ 起起动过流保流保护：：起起动时持持续大于大于电机机额定工作定工作电流流5倍倍     时保保护动作￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿◆◆ 运行运行过载保保护：以：以电机机额定工作定工作电流流为基准作反基准作反时     限限热保保护◆◆ 电源源电压过低保低保护：滞后：滞后时间:当当电源源电压低于极限低于极限值￿ ￿     50%时，保，保护动作，作，时间秒，否秒，否则低于低于设定定值时保保￿￿￿￿     护 动作，作，时间<3秒秒◆ ◆ 电源源电压过高保高保护：：￿ ￿当当电源源电压高于极限高于极限值￿ ￿     130%时，保，保护动作，作，时间秒秒;否否则高于高于设定定值时保保￿￿￿￿     护动作，作，时间<3秒。

秒◆ ◆ 负载短路保短路保护，滞后，滞后时间秒，短路秒，短路电流流为软起起动     器器标称称电机机电流流额定定值10倍以上软启启动器的器的应用：用： 按电机的负载和速度变化分类，软启动常用于： ￿负载变化较大且不允许速度变化的设备：如港口皮带输送机、煤矿皮带输送机、 水泥皮带传送设备、电动扶梯、不带变频器的升降电梯、轧钢设备、各类工业输送机械等 ￿.变负载设备如:中央空调主机、六角机床、碾磨机、研磨机、成形机、冲床、抛光机、悬垂机、切削机、压缩机、油井抽油机、电动衣车、食品搅拌机、塑胶开炼机/密炼机、注塑机、锻机、板机混凝土成型机、橡胶成型机、化工工业设备、农用设备、纺织机械、造纸设备、工业机械、食品及其它重工业机械 ￿空气压缩机－大容量电动机轻载时进入节能运行状态；当输入电源电压不平衡时，可以自动调节使相电流平衡，减少电动机发热和延长寿命 离心泵－利用泵控制功能，减少启动和停止时液流冲击所产生地系统喘振现象，节省系统维修费用  ￿桥式起重机－利用双斜坡起动，实现加速过程最有效控制，提高生产率并减少产品的损坏皮带运输机和自动传输线－利用软启动和预置低速运行，实现平滑起动，避免产品移位和液体溢出。

  通风机－利用软启动取代旧的机电启动器，减少皮带磨损和机械冲击，节省维修费用粉碎机械－利用堵转和失速保护，避免机械故障或阻塞造成电动机过热而烧毁搅拌机－利用双斜坡起动和预置提速运行，避免机械故障，节约能源，不需要变频器驱动软启动器还可以内内置一拖多一拖多专用程序控制器选件，装于软起动器内部内部，实现时间控制、联锁、互锁功能 ，可控制多台电机的分别起动送上电网运行电机可不分先后，任意起动，自动避免二台以上电机同时起动一台电机起动后延时时间没到，其他电机也不能起动？可用可用可用     1、上、上电后不后不显示示 a-检查控制电源是否接入b-检查显示屏连接线是否插紧c-检查控制板有没有问题d-显示屏本问题2、起、起动报缺相故障，缺相故障，软起起动器故障灯亮，器故障灯亮，电机没反机没反应      出出现故障的原因可能是：故障的原因可能是：a-起动方式采用带电方式时，操作顺序有误（正确操作顺序应为先送主先送主电源源，后送控制后送控制电源源）b-电源缺相或者三相电末上，软起动器保护动作（检查电源）c-软起动器的输出端未接出端未接负载（输出端接上负载后软起动器才能正常工作）d-控制板有问题更换控制板3、起、起动完完毕，旁路接触器不吸合，旁路接触器不吸合现象。

故障原因可能是：象故障原因可能是：a-在起动过程中，保护装置因整定偏小出现误动作将保护装置重新整定即可）b-在调试时，软起动器的参数设置不合理主要针对的是55KW以下的软起动器，对软起动器的参数重新设置）c-控制线路接触不良（检查控制线路）d-接触器有问题不能正常吸合e-控制板问题.4、在起、在起动过程中，偶程中，偶尔有出有出现跳空气开关的跳空气开关的现象故障原因有：象故障原因有：a-空气开关长延时的整定值过小或者是空气开关选型和电机不配空气开关的参数适量放大或者空气开关重新选型）b-软起动器的起始电压参数设置过高或者起动时间过长根据负载情况将起始电压适当调小或者起动时间适当缩短c-在起动过程中因电网电压波动比较大，易引起软起动器发出错误指令出现提前旁路现象建议用户不要同时起动大功率的电机，）d-起动时满负载起动（起动时尽量减轻负载）e-软起动额定电流设置有问题.5、、软起起动器出器出现显示屏无示屏无显示或者是出示或者是出现乱乱码，，软起起￿￿￿￿￿￿      动器不工作故障原因可能是：器不工作故障原因可能是：a-软起动器在使用过程中因外部元件所产生的震动使软起动器内部连线震松（打开软起动器的面盖将显示屏连线重新插紧即可）b-软起动器控制板故障更换控制板c-显示屏故障更换显示屏d-显示屏连接线损坏,更换连接线6、、软起起动器在起器在起动时报故障，故障，软起起动器不工作，器不工作，电机机      没有反没有反应。

故障原因可能故障原因可能为：：a-电机缺相（检查电机和外围电路）b-软起动器内主元件可控硅短路（检查电机以及电网电压是否有异常和厂家联系更换可控硅）c-滤波板击穿短路（更换滤波板即可）d-控制板问题更换控制板7、、软起起动器在起器在起动负载时，出，出现起起动超超时现象软起起动器停止工作，器停止工作，      电机自由停机自由停车故障原因有：故障原因有：a-参数设置不合理（重新整定参数，起始电压适当升高，时间适当加长）b-起动时满负载起动，（起起动时应尽量减尽量减轻负载）c-机械故障d-控制板问题更换控制板.8、在起、在起动过程中，出程中，出现电流不流不稳定，定，电流流过大原因可能有：大原因可能有：a-电流表指示不准确或者与互感器不相匹配（更换新的电流表）b-电网电压不稳定，波动比较大，引起软起动器误动作，（更换控制板）c-软起动器参数设置不合理重新整定参数）9、、软起起动器出器出现重复起重复起动故障原因有：故障原因有：a-在起动过程中外围保护元件动作，接触器不能吸合，导致软起动器出现重复起动（检查外围元件和线路）b-中间继电器出现有问题不能正常吸合c-控制板问题更换控制板.10、短路：、短路：a-检查电机联线和电机是否损坏。

b-过电流将软起动器击穿（检查软起动器功率是否与电机的功率相匹配，电机是否是带载起动）c-软起动器的散热风扇损坏（更换风扇）d-起动频繁，高温将可控硅损坏（控制起动次数）e-滤波板损坏（更换损坏元件）    11、在起、在起动时报过流流a.机械方面￿￿￿￿￿￿解决方法：￿检查负载或电机的机械部件是否正常b.电机方面￿￿解决方法：1. 检查电机是否有短路c 软起方面.￿￿解决方法：1.检查软起的电流参数是否正确￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿2.检查软起动器功率是否正确12、、软起不旁路，运行灯已亮：起不旁路，运行灯已亮：a 用万用表的用万用表的电压档量一下控制板的旁路档量一下控制板的旁路输出触点在起出触点在起动时，旁，旁路路输出触点有出触点有220V~ 或或380V起动完成以后完成以后这一点一点电压变成成0如果有以上果有以上变化化则说明故障在外接明故障在外接电路路b 旁路中间继电器不工作c 交流接触线圈电压等级不对d 交流接触损坏e 外部接线松动f 控制板有问题13、起、起动超超时a 检查参数是否设置正确b 查看屏幕上的变流有没有明显的变化。

如果电流一直在一个固定值，说明为电流采样有问题这一部分有2种情况：一是电流互感器到控制板的线或是水泥电阻在运输过程中断掉了二是控制板有问题14、三相不平衡、三相不平衡a 检查查看输入三相电源是否异常b 电机负载端异常c 软起可控硅击穿短路d 控制板有问题15、、软起起动刚起起动时，，软起起动器直接跳掉停机器直接跳掉停机a 负载过重重，与用户协商要求空载起动或轻载起动b 适当增加起动电压或突跳时间c 将起动过流系数稍微适当调大一点通过论述，电动机的降降压起起动方式方式经过了““Y-Δ” 起起动器器和自藕降藕降压起起动器器到磁控式磁控式软启启动器器，目前又发展到电子子软启启动器器所以在工程应用中，当电动机在直接起动不能满足要求时，首先考首先考虑的是的是电子子软启启动器这是科是科技技发展的展的历史史阶段，是段，是为今后的智能控制系今后的智能控制系统化打下良好基化打下良好基础的必然的必然阶段。