1、基本结构控制方式软启动器6.2.4 软启动器的保护功能软启动器的停车控制6.2 软启动器1大型异步电机的启动方法大型异步电机的启动方法n降压启动n串电阻启动n星-三角变换n采用上述方法的原因采用上述方法的原因n启动电流n机械负载 上述方法设备体积大，属于有级调速，功率损耗大。随电力电上述方法设备体积大，属于有级调速，功率损耗大。随电力电子技术的发展，出现了软起动器（不能够调速，只适合启动）。子技术的发展，出现了软起动器（不能够调速，只适合启动）。2中压软启动器普通的工业用软启动器大功率软启动器煤矿用防爆型软启动器6.2 软启动器:外形3核心部件:三组反并联的普通型晶闸管或者是三个双向晶闸管有6
2、个接线端子。这三条支路根据工作需要可以构成三相交流调压器三相交流调压器，视与三相负载连接方式的不同，调压器可以是无中线的星形负载形的,也可以每一组晶闸管与一相负载串联，然后组成一个三角形。如果三相星形负载的中心点与电源的中线连接，就成了有中线的三相交流调压器。4123交流电源电电动动机机1：主电路主电路；2：电流检测电流检测；3：电压检测电压检测；4：触发脉冲触发脉冲控制及触发电路4为了在负载长期运行于全电压时提高系统的效率和可靠性，每一组反并联晶闸管的两端还可并联一个接触器触点，在起动和停车过程中，接点断开，电源通过晶闸管给负载供电。在负载长期运行于全电压时触点闭合，晶闸管停止工作。5晶闸管
3、保护电路：晶闸管保护电路：软起动器中晶闸管的常用保护电路都已经有完善的设置。通常有电流保护用的快速熔断器、过电压保护用的压敏电阻、对电压上升率du/dt进行限制的RC保护电路等。控制电路：控制电路：按照软起动器控制的要求向晶闸管输出触发脉冲，设定参数和来自检测电路的电压、电流或速度信息实时地确定每一次触发脉冲的控制角，形成触发脉冲输送给各个晶闸管。检测电路：检测电路：软起动器中一般都有三相交流电的电压和电流传感器。将设备运行时的相关的检测信息输入到控制电路。操作界面：操作界面：软起动器产品都有比较友好的人机界面。包括显示器、键盘等。操作者可以输入控制信息，同时可以通过液晶显示屏获取设备运行的情
4、况。6 三相调压器对电动机的定子电压进行调节，不同的定子电压会使电动机表现出不同的机械特性，如果电源频率不变，电压的大小不影响电机的空载转速，但随着电压的减小电动机的最大转矩也会减小。7起动时软起动器的输出电压从低于额定电压的某一数值开始，以线性规律逐渐上升。电压上升时间和初始电压都可以由用户自行设定，起动过程中电压的变化如图。由电机学知识可知，交流异步电动机定子电压减小会使定子电流也随之减小，这样起动时电动机的定子电流就会受到限制。如果起动电流过小，可能会出现起动转矩小于负载转矩的情况，此时电动机不能启动，因此，对此类负载启动时的初始电压不能设定得过低。1电压斜坡起动8在起动过程中，电动机输
5、出的转矩不但要克服负载的阻力矩，由于加速的需要，还必须产生一个加速转矩。这样，电动机的定子电流一般要比稳速运行时大许多倍。过大的起动电流会产生一些不良的后果。限电流起动就是通过软起动器把起动期间定子的电流限制在某预先设定的最大值以内，把定子电流作为起动过程的控制对象，电流信息由软起动器中的电流传感器获取，定子电定子电压随电流变化的需要而改压随电流变化的需要而改变变。2限电流起动9该方式是将电机的转速作为控制对象，在起动时间TQ中，转速从0依线性规律上升到额定值，如图6-12(c)所示。采用这种方法必须要有速度反馈信息，系统中要安装速度传感器。来自传感器的速度信息与软起动器的控制电路连接形成速度
6、闭环，通过改变软起动器的输出电压的方式使得速度线性上升。3速度斜坡起动10采用软起动器也可以对电动机进行全电压起动，即从起动采用软起动器也可以对电动机进行全电压起动，即从起动过程的开始软起动器中的所有晶闸管就全导通，控制角为过程的开始软起动器中的所有晶闸管就全导通，控制角为0，输出电压即为电源电压。而在停机时软起动器中的所有晶闸输出电压即为电源电压。而在停机时软起动器中的所有晶闸管立刻同时关断。管立刻同时关断。这种方式软起动器实际上是作为一个三相这种方式软起动器实际上是作为一个三相电力电子开关使用的电力电子开关使用的，代替了控制电机起、停的交流接触器，代替了控制电机起、停的交流接触器的作用。由
7、于电子开关无噪声、无火花，寿命也比一般电磁的作用。由于电子开关无噪声、无火花，寿命也比一般电磁接触器长，所以在一些对上述情况有特殊要求的场合，选用接触器长，所以在一些对上述情况有特殊要求的场合，选用软起动器控制电机的起停是有利于提高控制质量的。软起动器控制电机的起停是有利于提高控制质量的。4全电压起动11电动机定子电压的降低会使其转矩随之下降。在电压斜坡起动方式中，对有些对起动转矩要求较大的负载，起动电压的降低可能导致无法起动。可以在电压斜坡软起动的基础叠加一个有较大幅度的脉冲，叫做“脉冲突调”。在刚进入起动过程的很短的一段时间，可以产生足以使电机转动的转矩，电机开始运动后，上述脉冲消失。5“
8、脉冲突调”的加入12在一个设定的时间TR内，使电动机的定子电压逐渐下降，最终降低到0。这段时间比电动机滑行停车（曲线）滑行停车（曲线）所需的时间要长，曲线曲线。应该注意的是，滑行停车时，起动器实际上已不再输出电压了，图中滑行停车的电压可理解为是由电机的转子和定子之间的相互切割所形成的电压。软停车113此种方法用于要求电机停车比滑行停车时间更短的场合，电压的变化规律如曲线曲线。在此过程中，软起动器要给电动机施以制动电流，产生与电机转动方向相反的制动力矩，使电机尽快停止下来。2快速停车14这种方式在精确定位、点动等情况下经常用到。为了满足这种要求，有些软起动器设计了“精确停车”功能。这种首先对高速
9、运行的异步电动机施加制动力矩，使电机速度迅速下降，然后保持一个较低的速度（如额定转速的10%），在接到停车指令时立即再度给电机制动力矩，由于此时速度已经很低，所以可以快速停止，达到精确停车的目的。3精确停车15过载保护：过载保护：通过检测工作电流计算出I2t，如果出现过载，即进行分断操作。欠电压欠电压/过电压保护：过电压保护：当电源电压高于或低于设定的数值时，软起动器停机。欠载保护：欠载保护：如果工作过程中负载电流突然下降到0或一个很小的数值，说明负载电路出现异常，软起动器停机。失速保护：失速保护：如果在完成起动过程以后电动机的转速与预期的数值还有较大的差异，说明电机运行不正常，失速保护电路动作，使电机停机。16过热保护：过热保护：本功能是针对晶闸管的，软起动器的内部设有温度传感器，根据由其获得的温度信息，一旦温度过高，就停止输出晶闸管的触发脉冲。电源线路故障和接地保护：电源线路故障和接地保护：出现电源断线、负载回路断线、晶闸管短路等故障时，该保护电路动作，发出报警信号或停机。晶闸管的常规保护：晶闸管的常规保护：每个晶闸管支路都有过电压保护用的压敏电阻、过电流保护用的快速熔断器、抑制du/dt用的RC保护电路，对晶闸管进行保护。电压不平衡保护：电压不平衡保护：三相交流电压的不平衡包括三相电压的幅度不相等和各相相位不正确，一旦发生这些情况软起动器也会停机。17
