高壓軟起動器相關(guān)知識一、關(guān)于高壓軟起動的基本常識二、幾種降壓軟起動的原理與比較三、軟起動的性能及常見問題。2021/7/1721、什么是電機軟起動2、電動機為什么需要軟起動3、電機軟起動裝置的分類4、電機降壓軟起動的特點5、電機軟起動系統(tǒng)的組成6、電機軟起動方式7、軟停止2021/7/1731什么是交流電機軟起動通過增加附加裝置，減小對電機本身和電網(wǎng)的應(yīng)力沖擊，使電動機在從零升速至額定轉(zhuǎn)速的起動過程更加平穩(wěn)，這個過程叫電機軟起動，這種附加裝置叫電機軟起動器（我們這里的電機均指交流電機）。軟起動是相對直接起動而言的。什么樣的電機可以直接起動？從某種角度來說，如果忽略直接起動對電機和負(fù)載的影響，只要電網(wǎng)容量足夠大，任何電機都可以直接起動。則為什么還要用軟起動器？2021/7/174２電動機為什么需要軟起動因為直接起動的忽略和假設(shè)往往不成立。a、電網(wǎng)容量不是無限的。當(dāng)電動機直接起動時，起動電流為正常工作電流的5~7倍，此電流作用在有限容量電網(wǎng)的阻抗上就會產(chǎn)生壓降，電網(wǎng)電壓降低到一定程度就會影響電網(wǎng)上其它設(shè)備的正常工作，2021/7/175要解決此問題，一個辦法是加大電網(wǎng)容量，但電網(wǎng)容量的加大不僅需要增加變壓器容量，線路容量致使費用大大提高，在起動結(jié)束，電機正常運行時，電網(wǎng)的容量得不到充分的利用，同時加大的變壓器的空載損耗也大大增加了，白白的浪費了很多電能。所以，改造項目需要對電機擴容，而原設(shè)計電網(wǎng)容量無法改變時。或新項目考慮到增加電網(wǎng)容量的成本，就要采用另一個辦法，即加裝軟起動器。2021/7/176b、過大的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩造成的危害無法忽略

普通異步電動機直接起動電流達(dá)到額定電流的5--7倍，起動轉(zhuǎn)矩能達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的1.25倍以上。它在電網(wǎng)條件（電機啟動時的電網(wǎng)壓降小于10%）和工藝條件（啟動轉(zhuǎn)矩滿足）允許的情況下，可以直接啟動。但過大的啟動電流給電機和電網(wǎng)造成了極大的危害。2021/7/177當(dāng)電機啟動電流達(dá)到額定電流的6--7倍時，線圈發(fā)熱量是電機在正常運行時的36--49倍。過高的溫度、過快的加熱速度、過大的溫度梯度和電磁力，產(chǎn)生了極大的破壞力，縮短了定子線圈和轉(zhuǎn)子銅條（特別是轉(zhuǎn)子常利用趨膚效應(yīng)現(xiàn)象，降低啟動電流，轉(zhuǎn)子銅條在啟動時，表面的溫度達(dá)到350℃以上）的使用壽命。2021/7/178所以，從保護(hù)電機的角度也應(yīng)當(dāng)使用軟起動器。2021/7/1793電機軟起動裝置的分類按照工作頻率是否恒定，軟起動裝置可分為變頻軟起動和限流（降壓）軟起動。按照電機工作的電壓等級，軟起動裝置可分為低壓軟起動和中（高）壓軟起動，即6KV與10KV軟起動器。2021/7/1710變頻軟起動是最為理想的軟起動器，它是所有軟起動器中唯一可以在額定電流內(nèi)成功起動的軟起動器。價格貴是制約其推廣應(yīng)用的主要因素。人們購置變頻調(diào)速裝置一般都是著眼于調(diào)速,只有在對起動電流有嚴(yán)格要求的場合才有可能應(yīng)用。

2021/7/1711限流（降壓）軟起動通過串入有限流作用的電力器件實現(xiàn)的軟起動，叫做降壓或限流軟起動，是軟起動中的一個主要類別。降壓或限流軟起動又可分為有級和無級兩類，前者的調(diào)節(jié)是分檔的；后者的調(diào)節(jié)是連續(xù)的。傳統(tǒng)的軟起動均是有級的，如星角變換軟起動，電抗器軟起動等等。隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)方式已基本被淘汰了。

2021/7/1712現(xiàn)階段在國內(nèi)應(yīng)用的軟起動器基本都可以連續(xù)調(diào)節(jié)，主要有以下四種：a、以電解液限流的液阻軟起動(水電阻）和熱變電阻軟起動；b、以開關(guān)變壓器為限流器件的開關(guān)變壓器方式的軟起動；c、以磁飽和電抗器（SR）為限流器件的磁控軟起動；d、以晶閘管（SCR）為限流器件的晶閘管軟起動。

2021/7/1713以上幾種軟起動器可以起動異步電機，也可起動同步電機，當(dāng)起動同步電機時，先按異步方式起動，然后加勵磁，使電機進(jìn)入同步狀態(tài)。2021/7/1714

4電機降壓軟起動的特點a、起動電流一定大于電機額定工作電流。降壓軟起動電流是電機額定電流的2～4倍（電流太小可能克服不了阻轉(zhuǎn)矩）。在引起電網(wǎng)壓降方面，軟起動雖然比硬起動好，但對電網(wǎng)還是有沖擊的。注意：所需要的電流倍數(shù)僅僅與電機參數(shù)以及負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩有關(guān)，與降壓軟起動裝置類型無關(guān)。2021/7/1715b、如果只考慮大幅度降低起動電流，降壓方式軟起適合空載或輕載的鼠籠電機起動。由于起動轉(zhuǎn)矩與電流平方成正比，降壓軟起動在降低電流的同時也付出了起動轉(zhuǎn)矩減小的代價，所以此類軟起動比較適合與風(fēng)機、水泵類平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載及壓縮機負(fù)載，對于轉(zhuǎn)動慣量較大的負(fù)載如球磨機，要帶載成功起動就必須加大起動電流，起動電流不會很小，一般會超過額定電流的4倍以上。2021/7/1716當(dāng)然用戶也可能從保護(hù)負(fù)載的角度考慮來選取軟起動。比如皮帶輸送機一般是帶載起動的，在整套裝置中皮帶的成本幾乎占整套系統(tǒng)成本的一半以上。在正常工作時皮帶是勻速工作的，但每次起動時皮帶都經(jīng)過急劇拉伸的過程，所以大大的影響了皮帶的使用壽命，使用軟起動產(chǎn)品后，雖然起動電流比平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載大一些，但起動過程很柔和，大大的延長了皮帶的壽命。2021/7/17175電機軟起動系統(tǒng)的組成（可控硅方式）軟起動裝置由一面柜組成，內(nèi)含旁路接觸器，如果是改造項目，用戶有高壓柜且一拖一，可只要起動柜，如一拖多，則配相應(yīng)的切換柜。2021/7/17185電機軟起動系統(tǒng)的組成（可控硅2021/7/17192021/7/17202021/7/1721一拖五電氣方案2021/7/17222021/7/17236、電機軟起動方式a、恒流方式：以恒定的電流值為基準(zhǔn)的電流閉環(huán)軟起動。這種方式能夠從源頭上限制硬起動帶來的沖擊，是中壓電機降壓軟起動常常采用的一種。2021/7/1724b、電壓斜坡方式：以斜坡電壓值為基準(zhǔn)的電壓閉環(huán)軟起動。它能夠使沖擊更加平緩，起動完成時間更易于掌控，但是，軟起動電流的恒定性較差。2021/7/1725c、突跳起動當(dāng)使用這種起動方式時，軟起動器提供一個附加的起動脈沖轉(zhuǎn)矩用來克服摩擦負(fù)載所產(chǎn)生的靜摩擦阻力。脈沖時間為用戶可設(shè)定的0到2秒。2021/7/1726

d、全壓起動在全壓起動方式下，軟起動器相當(dāng)于固態(tài)接觸器。電機受到全額的沖擊電流和達(dá)到堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。2021/7/1727e、其它方式：例如，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和有功功率閉環(huán)等等，它們有各自的優(yōu)點，但是，其物理實現(xiàn)的難度較大，僅在特殊場合下采用。2021/7/17288、軟停止對于泵類負(fù)載，有時會對軟起動裝置提出軟停止的要求。要它不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電機的軟起動，而且能夠?qū)崿F(xiàn)軟停止。高速運轉(zhuǎn)的電機斷電后的停止叫做自由停車，軟停止是比自由停車更慢的停止。軟停止的目的是緩和乃至消除‘水錘效應(yīng)，水錘效應(yīng)’會傷及閥門和管道。2021/7/1729軟起動裝置在軟停止過程中繼續(xù)向電機輸送動力，減緩電機轉(zhuǎn)速和流體流速的急劇下降。軟起動裝置實現(xiàn)軟停止的機理是逐步減小加在定子回路中的電壓，使電機的轉(zhuǎn)速逐步下降。2021/7/1730二、幾種降壓軟起動的原理與比較1、水電阻與熱變電阻水電阻式軟起動：水電阻軟起動是在電機的定子或轉(zhuǎn)子回路中串入液體電阻的起動方式。當(dāng)電機起動過程中，裝置通過改變極板的距離，相應(yīng)的改變極板間液體電阻，從而調(diào)節(jié)了電機的電壓。2021/7/1731水電阻起動最大的優(yōu)點就是：a、價格便宜。由于沒有采用現(xiàn)代功率電子器件，而采用機械調(diào)節(jié)極板距離的方式，技術(shù)含量低，所以售價相對較低。b、可以用于繞線電機。由于水電阻可串入繞線電機的轉(zhuǎn)子回路，可以重載起動。2021/7/1732但水電阻的缺點也是顯而易見的：a、體積大。由于

無法利用功率電子器件的開關(guān)控制特性，只能把電機起動時的電壓降在水電阻的溶液中。如果起動一千千瓦的電動機，則起動過程中水電阻消耗的平均功率可達(dá)幾百千瓦，如此大的功率最終轉(zhuǎn)化為熱量，需要很大體積的溶液箱承受此功率，占用了很大的空間。2021/7/1733b、安全性差。由于水電阻靠液體來為電機定子三相降壓，絕緣困難，處理不好可能引起起火，高壓接地等事故。2021/7/17342021/7/1735c、水電阻還有壽命低、環(huán)境適應(yīng)性差的缺點。由于存在需要機械調(diào)節(jié)的移動極板，降低了裝置的可靠性。同時環(huán)境溫度對其起動性能有很大影響，比如溫度低于溶液的冰點致使溶液結(jié)冰，使裝置無法使用等。2021/7/1736d、無法頻繁起動、不適合一拖多。初次起動后，如果要再次起動，就需等溶液溫度降低，需要等待很長時間，否則溶液有可能因溫度過高而大量汽化。同理如果系統(tǒng)設(shè)計成一拖多工作方式，如果水電阻功率按單臺設(shè)計，電機就不可能依次起動，必須等待。如果水電阻功率按多臺累加設(shè)計，則大大的增加了系統(tǒng)的成本和體積，價格上已無太大優(yōu)勢了。2021/7/1737e、維護(hù)成本較高，水電阻式存在水的蒸發(fā)問題、污染問題等，如果換水時間掌握不好可能會出現(xiàn)更大的問題。2021/7/1738熱變電阻與水電阻都屬于液體電阻，不同點是取消了移動極板，靠溶液的溫度電阻特性限制電機的電流。液體電阻的一切缺點它都有，只是他沒有移動極板，提高了機械方面的可靠性，但溶液電阻的變化是有限的，而且受溫度的影響很大，起動的成功率大大降低了，而且此特點使他完全不受控，只能聽天由命。2021/7/17392、開關(guān)變壓器方式的軟起動2021/7/1740把變壓器的原邊串入電機定子回路，通過控制可控硅短接變壓器副邊，來改變原邊電流，從而控制電機的起動過程。此種方式軟起動是通過變壓器的降壓原理，避免了可控硅的直接串聯(lián)中的均壓問題，從而回避了技術(shù)難點。2021/7/1741但此種方式也有一定的缺點：既雖然通過變壓器把可控硅上的電壓降低了n

倍，但根據(jù)變壓器原理，可控硅上承載的電流就要增加n倍，在容量稍大的電機上，就需要并聯(lián)可控硅，可見此種方式并沒有減小可控硅容量（承載電壓*電流），而且多了一只開關(guān)變壓器。2021/7/17423、磁控軟起動此種方式是通過磁放大原理，在飽和電抗器的控制線圈中加入較小的控制電流，使電抗器的飽和程度有所改變，從而改變串入電抗器的電機的起動電流。此種方式運用了磁放大原理，從而達(dá)到以較小的功率控制較大功率的目的。此種方式的優(yōu)點:電感的體積和成本比變壓器有所降低。2021/7/1743缺點：1、響應(yīng)慢，由于串入定子回路中的電感具有電流的滯后性，在控制系統(tǒng)發(fā)出控制指令到電感達(dá)到指令的設(shè)置要求大約需要1秒鐘以上。2、功率因數(shù)低，由于電機起動時功率因數(shù)本來就不高，定子中串入電感更加降低了功率因數(shù)，起動電流的利用律不高。3、噪聲大，起動時噪聲明顯。2021/7/17444、可控硅串入方式軟起動

2021/7/1745這是國外中高壓領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的起動方式，是國際上的主流起動方式。它是應(yīng)用了可控硅串聯(lián)技術(shù)，通過光纖傳輸控制信號，控制可控硅串的同時導(dǎo)通和關(guān)斷，從而控制電機的起動過程。2021/7/17462021/7/1747可控硅方式軟起動有諸多優(yōu)點：a、體積小，重量輕。b、控制迅速，響應(yīng)快。c、可頻繁起動，d、可靠性高，起動成功率有保證。鑒于以上優(yōu)點，可控硅方式軟起動是除變頻起動外，其它幾種軟起動中性能最優(yōu)的起動方式。2021/7/1748可控硅串聯(lián)閥組2021/7/1749至于價格方面，由于此項技術(shù)門檻較高，以前此類產(chǎn)品均為進(jìn)口，給人以高價的印象，隨著半導(dǎo)體元件的價格降低和國內(nèi)有實力的公司介入，價格已達(dá)到了人們可以接受的程度，而且從發(fā)展的角度看，半導(dǎo)體功率器件的技術(shù)越來越成熟，售價不斷降低，而制造變壓器、電抗器等金屬材料的價格卻在逐年提高，所以可控硅方式軟起動必將取代其它幾種方式軟起動成為未來軟起動的主流。2021/7/1750三、軟起動的性能及常見問題1．保護(hù)過載保護(hù)

過載等級0%—199%可調(diào)，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—99s內(nèi)可調(diào)。欠載保護(hù)當(dāng)電流下降到設(shè)定的欠載保護(hù)級別時系統(tǒng)自動跳閘，欠載級別在0%—99%內(nèi)可調(diào)，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—99s內(nèi)可調(diào)。2021/7/1751過壓保護(hù)過壓等級可調(diào)，當(dāng)系統(tǒng)電壓超過設(shè)定電壓級別時自動跳閘，過壓級在0%—199%內(nèi)可調(diào)，跳閘延時可調(diào)，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—99s內(nèi)可調(diào)。欠壓保護(hù)當(dāng)起動時檢測到欠壓到達(dá)系統(tǒng)設(shè)定級別時，系統(tǒng)報警，并自動跳閘，欠壓級在0%—99%內(nèi)可調(diào)，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—99s內(nèi)可調(diào)。2021/7/1752起動次數(shù)過頻保護(hù)可自行設(shè)定連續(xù)起動次數(shù)，1—99次/小時可調(diào)，當(dāng)超出設(shè)定范圍時自動報警跳閘，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—99s內(nèi)可調(diào)。相序保護(hù)具有反相識別功能，當(dāng)進(jìn)線相序錯誤時，控制器自動報警跳閘，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—99s內(nèi)可調(diào)。2021/7/1753缺相保護(hù)當(dāng)發(fā)生缺相故障時自動跳閘，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—10s內(nèi)可調(diào)。三相不平衡保護(hù)當(dāng)三相電流之差超過設(shè)定的不平衡級別時自動跳閘，不平衡級別在0%—25%內(nèi)可調(diào)，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—99s內(nèi)可調(diào)。2021/7/1754電機堵轉(zhuǎn)保護(hù)當(dāng)電機在起動時發(fā)生堵轉(zhuǎn)情況時，系統(tǒng)報警并自動跳閘，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—10s內(nèi)可調(diào)。電機過熱保護(hù)當(dāng)電機在起動和運行時產(chǎn)生的熱量超出系統(tǒng)設(shè)定值時自動報警并跳閘。耗熱報警級別在0%—99%內(nèi)可調(diào)，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—99s內(nèi)可調(diào)。2021/7/1755晶閘管故障保護(hù)當(dāng)晶閘管或觸發(fā)脈沖出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)報警并自動跳閘，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—10s內(nèi)可調(diào)。晶閘管過溫保護(hù)起動過程中當(dāng)系統(tǒng)檢測到晶閘管溫度超出設(shè)定溫度時，系統(tǒng)報警，并自動跳閘，跳閘時間可自動設(shè)置，在0—99s內(nèi)可調(diào)。2021/7/17562．核心器件控制器：它是整套軟起動的核心，由他對采集的電壓、電流等數(shù)據(jù)進(jìn)行高速處理，及時發(fā)出相應(yīng)觸發(fā)與保護(hù)指令。他的運算和保護(hù)速度對整個系統(tǒng)起關(guān)鍵作用。由與國外產(chǎn)品在高壓軟起動領(lǐng)域有多年經(jīng)驗，控制器的穩(wěn)定性教好，而且內(nèi)部的CPU均選用DSP（數(shù)字信號處理器），比國內(nèi)一些廠家選用的單片機運算速度上高1到2個數(shù)量級。且進(jìn)口控制器并不大幅增加成本，所以盡可