中文名 | 軟啟動器 | 外文名 | Soft starter |
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作????用 | 實現(xiàn)整個啟動過程中無沖擊而平滑的啟動電機 [2]? | 功????能 | 軟啟動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體 [3]? |
性????質(zhì) | 電機控制裝備 [1]? |
軟啟動器基本介紹
軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱為Soft Starter。國內(nèi)軟起動器以安肯6000系列軟起動器最為有名,它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。
軟啟動技術(shù)就是一種控制和啟動電機的新興技術(shù), 現(xiàn)如今已經(jīng)受到現(xiàn)代人們十分廣泛的關(guān)注, 并積極的應(yīng)用在了企業(yè)生產(chǎn)活動之中。這種技術(shù)能夠平滑啟動電機, 能夠很好的降低電壓, 還能夠?qū)﹄姍C進行補償與變頻, 從而有效的減小電機啟動對電網(wǎng)以及相關(guān)設(shè)備的不良影響, 從而有效的保護各種相關(guān)設(shè)備。
軟啟動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的電機控制裝置, 國外稱為Soft Starter.它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路.運用不同的方法, 控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角, 使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化, 就可實現(xiàn)不同的功能. 軟起動器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品.變頻器是用于需要調(diào)速的地方, 其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率;軟起動器實際上是個調(diào)壓器, 用于電機起動時, 輸出只改變電壓并沒有改變頻率.變頻器具備所有軟起動器功能, 但它的價格比軟起動器貴得多, 結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。
軟啟動器(又稱軟起動器,電機軟起動器) 軟啟動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三...
安裝軟起動器是使電機起動的時候電流不會沖高到電機額定電流的幾倍,它的電流會平滑的上升,直到電機正常運轉(zhuǎn),變頻器是不但有軟起動的功能,而且可能在電機運行中進行無極的調(diào)速,而它的調(diào)速是改變電機的頻率,這樣...
變頻器有影響。因為變頻器在調(diào)速的過程中,會改變,變頻器輸出的電壓。若變頻器做啟動用也不會變化。而軟啟動器在啟動完成后就不會有電壓變化。
軟啟動器發(fā)展趨勢
?隨著國產(chǎn)變頻器產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,變頻器的價格不再高高在上,它不僅解決了電機啟動產(chǎn)生大沖擊電流的問題,并且具有很好的節(jié)能效果,因此,曾經(jīng)風(fēng)光一時的軟啟動器似乎有些沒落,聲音越來越小。那么,軟啟動器未來還有發(fā)展空間嗎?它會不會完全被變頻器替代?軟啟動器是否會被變頻器完全取代還需要市場的驗證,但是軟啟動器面臨的替代壓力確實越來越大;[1]這種情況在我國尤為明顯。由于中國工業(yè)技術(shù)一直較為落后,在十多年前,我國的變頻器產(chǎn)業(yè)剛剛起步,沒有定價權(quán),國內(nèi)市場大部分為國際品牌占據(jù),變頻器的成本一直居高不下。當(dāng)時,國內(nèi)鼠籠型異步電動機一般采用直接啟動,或用自耦、星三角啟動器啟動。上世紀(jì)九十年代,以單片機為核心、半導(dǎo)體可控硅為執(zhí)行元件的智能化電機軟啟動器進入中國市場,并在2000年以后開始加速發(fā)展,目 前市場規(guī)模約為20億。軟啟動器主要解決電動機啟動時對電網(wǎng)的沖擊和啟動后旁路接觸器工作的問題,對電機有較好的保護作用,在輕載情況下可以實現(xiàn)一定程度的節(jié)能(約5%),但是節(jié)能效果遠遠不如變頻器。隨著中國變頻器產(chǎn)業(yè)的崛起,并因此使變頻器的價格大幅下降,近幾年來,變頻器才又逐漸取代了軟啟動器的作用。
我國變頻器的國產(chǎn)化進程正在快速崛起,質(zhì)量穩(wěn)定性進步很快,加上服務(wù)和成本上的優(yōu)勢,變頻調(diào)速的性價比高,質(zhì)量和價格的競爭優(yōu)勢越來越明顯,軟啟動器面臨的替代壓力越來越大,科技進步帶來的產(chǎn)品更新?lián)Q代應(yīng)該會是一個趨勢。這就如同節(jié)能燈替代白熾燈一樣,這是科技和生活進步的必然結(jié)果,變頻器替代軟啟動器也是同樣道理。特別是我國的變頻器產(chǎn)業(yè)在近十多年的發(fā)展中已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化,國產(chǎn)變頻器技術(shù)已經(jīng)比較成熟,制造成本明顯下降。我國軟啟動器行業(yè)從興旺到衰弱也經(jīng)歷了一個性價比的變革,價格從以前的每千瓦150元降到每千瓦不到50元左右,國內(nèi)很多企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量非常穩(wěn)定,但市場在逐漸萎縮。從直起、自耦和星三角啟動器的發(fā)展演變,到變頻調(diào)速器的出現(xiàn),軟啟動器是這當(dāng)中的過渡產(chǎn)品?,F(xiàn)只有很小部分工況采用軟啟動器,比如電動機工作負載在90%以上的,其他工況以前是采用軟啟動方式起動的,現(xiàn)大多采用變頻調(diào)速器了,因為變頻調(diào)速器的節(jié)能效果有30%左右。此外,變頻器價格也從早期的每千瓦1000元左右下降到每千瓦只有200多元(大功率),價格下降十分顯著。如今的工礦企業(yè)對變頻器的應(yīng)用已經(jīng)全面普及了,幾乎涵蓋了所有領(lǐng)域,不夸張地說,凡是用到電動機的地方肯定有變頻調(diào)速器的身影。而且變頻調(diào)速器具備了電動機所需要的起動效果和節(jié)能效果??萍歼M步?jīng)Q定市場占有,這就是為什么軟起動器市場發(fā)展空間會逐步下降,而變頻器市場占有率飛速提高的主要原因。
我國變頻器產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化水平已經(jīng)有了質(zhì)的突破,國產(chǎn)變頻器的市場份額也在逐步提升,但是和國外品牌在技術(shù)上相比,還是有一定距離,你認為我國的變頻技術(shù)有可能超越國外嗎?
目前談超越還為時過早,因為我們在變頻技術(shù)領(lǐng)域的研究、開發(fā)方面,無論在基礎(chǔ)上還是起步時間上都落后于歐美國家。但至少目 前技術(shù)已經(jīng)不是我國與國外變頻器行業(yè)的壁壘,而穩(wěn)定性及產(chǎn)品性能才是各個廠商面臨的主要技術(shù)問題。許多國內(nèi)軟啟動企業(yè)都在變頻器研發(fā)上投入大量的人力與物力,力求在變頻器技術(shù)方面占領(lǐng)制高點。一批優(yōu)秀的變頻器企業(yè)脫穎而出,成為了國內(nèi)上市企業(yè)。盡管如此,變頻器的核心器件IGBT和芯片始終依賴進口,成為制約變頻器國產(chǎn)的瓶頸。變頻器核心器件的研發(fā)制造是我國變頻器產(chǎn)業(yè)需要突破的一個重要關(guān)口,我國威爾凱電氣也正在這個領(lǐng)域進行不懈地堅持和努力。我想不久的將來,中國的變頻技術(shù)是有可能達到甚至超越外國先進水平,至于多久能夠?qū)崿F(xiàn),我們一起拭目以待吧。
我國當(dāng)前節(jié)能減排政策對變頻器行業(yè)的發(fā)展會帶來什么樣的機遇?
全球性“節(jié)能減排”工業(yè)改造計劃正在大規(guī)模推行,中國作為世界大國也高度重視節(jié)能減排,低能耗、低污染的低碳經(jīng)濟將是中國未來發(fā)展的必經(jīng)之路。如今,中國正在堅定不移地推動低碳經(jīng)濟,相關(guān)節(jié)能減排政策已密集出臺。這些舉措其實都是國內(nèi)變頻器企業(yè)千載難逢的機遇,變頻器行業(yè)將迎來新一輪高速增長期。變頻器不僅要滿足國內(nèi)市場的需求,還要出口的世界各地,在全球的節(jié)能減排革命中發(fā)揮作用。
由于變頻器具有軟啟動器的所有功能,但它軟啟動器也只是一個過渡產(chǎn)品,那是否意味著終有一天這個過渡產(chǎn)品將會完全被變頻器取代而消失?在哪些場合還在廣泛應(yīng)用軟啟動器?
軟啟動器是為了填補星-三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝而研發(fā)的產(chǎn)品,因此說它是過渡產(chǎn)品。隨著變頻器成本的逐漸下降,軟啟動器的市場空間將越來越小。至于未來軟啟動器是否會完全消失,這還需要市場的進一步驗證。就目 前情況而言,軟啟動器依然有自己的生存空間,在電機運行負載功率在80%以上時,選用軟啟動器依然是最好、最實用、最省錢的。在未來幾年,軟啟動器的市場依然會穩(wěn)定增長,但是增速遠遠低于變頻器市場的增速,并隨著市場競爭的加劇,一批規(guī)模小競爭力弱的企業(yè)被淘汰,軟啟動器市場集中度將進一步增加。軟啟動器產(chǎn)品的應(yīng)用現(xiàn)只涉及到我國國民經(jīng)濟較多領(lǐng)域,電力、冶金、建材、機床、石化和化工、市政、煤炭是七個主要行業(yè)。
軟啟動技術(shù)相比傳統(tǒng)啟動技術(shù)有著無可比擬的優(yōu)點。
第一, 軟啟動技術(shù)有著多種啟動方式, 這樣相關(guān)工作人員就可以結(jié)合實際情況選擇相應(yīng)的啟動方式, 從而靈活的對電機進行啟動, 避免了傳統(tǒng)啟動技術(shù)的固定性。并且, 軟啟動技術(shù)還比較靈活多變, 相關(guān)工作人員可以對電機的啟動參數(shù)自由設(shè)置, 從而使電機可以達到最佳效果, 保證電機可以處于最好的運行狀態(tài)之中, 更好的保護相關(guān)設(shè)備。在軟啟動技術(shù)中有著三種最常用的啟動方式, 分別是限流啟動、軟啟動以及脈沖突跳啟動。這三種方式能夠應(yīng)付各種情況下啟動, 這樣相關(guān)工作人員就能夠根據(jù)生產(chǎn)需求選擇合適的啟動方式。
第二, 軟啟動技術(shù)可以更好的保護電機設(shè)備, 比如故障保護、過載保護以及電壓保護等。比如, 一旦電機發(fā)生短路的問題, 那么電機就會處于電壓過小或者過大的故障狀態(tài), 那么如果應(yīng)用的是軟啟動技術(shù), 就可以更好的保護電機, 使電機可以處于正常的工作狀態(tài), 不會造成更嚴重的后果。并且, 在應(yīng)用軟啟動技術(shù)的過程中, 還可以在電機設(shè)備的工作中對其進行自動檢測, 獲取電機的各種工作數(shù)據(jù)資料, 從而可以為相關(guān)工作人員評估電機的運行狀態(tài)提供準(zhǔn)確的參考, 不僅可以減少傳統(tǒng)檢測的成本, 還有效的減少了檢查的時間。同時, 萬一電機設(shè)備出現(xiàn)任何故障, 采用軟啟動技術(shù)還可以自動分析故障原因, 使維修人員可以“對癥下藥”, 更好更快的維修設(shè)備, 有效減少設(shè)備的維護成本。
第三, 通過使用軟啟動技術(shù)可以保證電機的平穩(wěn)運行, 即使電機出現(xiàn)了任何問題, 也可以更好的對其維修。并且, 由于軟啟動器的大電流沒有觸點, 所以就可以有效的避免出現(xiàn)接觸不良的問題, 保證電機的平穩(wěn)工作。同時, 由于軟啟動器通常都會配置可視化菜單, 其中都會有著十分全面的功能, 可以使相關(guān)工作人員更好的工作, 可以自動化的操作各種電機設(shè)備, 從而有效的提升電機的可操作性, 一旦電機設(shè)備出現(xiàn)任何問題, 都可以迅速的找到故障點, 使維修效率大幅上升。
第四, 采用軟啟動技術(shù)可以有效的節(jié)約能源。由于軟啟動器不屬于用電設(shè)備, 只可以實現(xiàn)控制功能, 并且軟啟動器的啟動時間也比較迅速, 所以啟動時間也不會很長, 通常電機完成啟動之后就會自動關(guān)閉。雖然軟啟動技術(shù)并沒有包含節(jié)能功能, 但是該技術(shù)能夠有效減少啟動電機所需要的電力, 還能夠很好的節(jié)省電力變壓器的無端損耗, 就可以起到良好的間接節(jié)能作用。并且, 軟啟動技術(shù)主要是針對電機的啟動, 從而有效減少電機自身為了控制啟動所消耗的能源, 所以說軟啟動技術(shù)可以有效的節(jié)約能源。
此種技術(shù)在電機控制中的應(yīng)用,主要表現(xiàn)為可以按照已經(jīng)設(shè)定好的流程來進行降壓啟動。主要有以下兩種模式:
在具有較輕負載的狀態(tài)下,通過限流啟動方式來控制電機的啟動電流,對輸出電壓進行設(shè)定來保證其從零開始逐漸提升,在輸出電流達到限定數(shù)值之后保持此數(shù)值不變來繼續(xù)提升電壓到額定數(shù)值,從這樣就從而實現(xiàn)電機運轉(zhuǎn)速度的不斷提升。通過此種方式可以實現(xiàn)對啟動電流的靈活調(diào)整,且不會對電網(wǎng)電壓造成不利影響。但是此種方式對壓降數(shù)值的控制難度較大且增加了啟動過程的負載型。
在上述狀態(tài)下采用電壓控制啟動方式,在控制啟動壓降在固定范圍內(nèi)時,對電機的啟動轉(zhuǎn)矩進行提升來縮短啟動時間。而其他的電壓斜坡啟動方式則比較適合在較重負載狀態(tài)下的電機啟動,但是也表現(xiàn)出較慢的啟動速度和安全性差的缺點。該種啟動方式在實現(xiàn)對拖動電機系統(tǒng)穩(wěn)定的同時,減小對電網(wǎng)的影響來保證啟動安全,但是也表現(xiàn)出耗時較長的問題,需要在后期進行改善。
軟啟動器(軟啟動器)是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱為Soft Starter。軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)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(dǎo)通,電動機工作在額定電壓的機械特性上,實現(xiàn)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(zhuǎn)數(shù)時,啟動過程結(jié)束,軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管,為電動機正常運轉(zhuǎn)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(wǎng)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(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零,避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。
1、根據(jù)電壓分類:高壓軟啟動器、低壓軟啟動器
2、根據(jù)介質(zhì)分類:固態(tài)軟啟動器、液阻軟啟動器
3、根據(jù)控制原理:電子式軟啟動器、電磁式軟啟動器
4、根據(jù)運行方式:在線型軟啟動器、旁路型軟啟動器
5、根據(jù)負載:標(biāo)準(zhǔn)型軟啟動器、重載型軟啟動器
軟啟動器啟動方式
這種起動方式最簡單,如圖1所示,不具備電流閉環(huán)控制,僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角,使之與時間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點是,由于不限流,在電機起動過程中,有時要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞,對電網(wǎng)影響較大,實際很少應(yīng)用。
這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加,當(dāng)電流達到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定(t1至t2階段),直至起動完畢。起動過程中,電流上升變化的速率是可以根據(jù)電動機負載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大,則起動轉(zhuǎn)矩大,起動時間短。該起動方式是應(yīng)用最多的起動方式,尤其適用于風(fēng)機、泵類負載的起動。
開機,即以最短時間,使起動電流迅速達到設(shè)定值,即為階躍起動。通過調(diào)節(jié)起動電流設(shè)定值,可以達到快速起動效果。
在起動開始階段,讓晶閘管在極短時間內(nèi),以較大電流導(dǎo)通一段時間后回落,再按原設(shè)定值線性上升,連入恒流起動。該起動方法,在一般負載中較少應(yīng)用,適用于重載并需克服較大靜摩擦。
電動機屬感性負載,電流滯后電壓,大多數(shù)用電器都屬此類。為了提高功率因數(shù)須用容性負載來補償,并電容或用同步電動機補償。降低電動機的激磁電流也可提高功率因數(shù)(HPS2節(jié)能功能,在輕載時降低電壓,使激磁電流降低,使COS∮提高)。節(jié)能運行模式:輕載時降低電壓減少了激磁電流,電機電流分為有功分量和無功分量(激磁分量)提高COS∮。
節(jié)能運行模式:當(dāng)電動機負載輕時,軟起動器在選擇節(jié)能功能的狀態(tài)下,PF開關(guān)熱撥至Y位,在電流反饋的作用下,軟起動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數(shù)(COS∮)。(國產(chǎn)軟起動器多無此功能)在接觸器旁路狀態(tài)下無法實現(xiàn)此功能。TPF開關(guān)提供了節(jié)能功能的兩種反應(yīng)時間;正常、慢速。節(jié)能運行模式:自動節(jié)能運行。正常、慢速兩種反應(yīng)速度)空載節(jié)能40%,負載節(jié)能5%。
⑴過載保護功能:軟起動器引進了電流控制環(huán),因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時限控制模式,實現(xiàn)了過載保護功能,使電機過載時,關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報警信號。
⑵缺相保護功能:工作時,軟起動器隨時檢測三相線電流的變化,一旦發(fā)生斷流,即可作出缺相保護反應(yīng)。
⑶過熱保護功能:通過軟起動器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度,一旦散熱器溫度超過允許值后自動關(guān)斷晶閘管,并發(fā)出報警信號。
⑷其它功能:通過電子電路的組合,還可在系統(tǒng)中實現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護。
軟啟動器節(jié)能原理
電動機屬感性負載,電流滯后電壓,大多數(shù)用電器都屬此類 。為了提高功率因數(shù)須用容性負載來補償,并電容或用同步電動機補償。降低電動機的激磁電流也可提高功率因數(shù)(HPS2節(jié)能功能,在輕載時降低電壓,使激磁電流降低,使COS∮提高)。節(jié)能運行模式:輕載時降低電壓減少了激磁電流,電機電流分為有功分量和無功分量(激磁分量)提高COS∮。
當(dāng)電動機負載輕時,軟啟動器在選擇節(jié)能功能的狀態(tài)下,PF開關(guān)熱撥至Y位,在電流反饋的作用下,軟啟動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數(shù)(COS∮)。(國產(chǎn)軟啟動器多無此功能)在接觸器旁路狀態(tài)下無法實現(xiàn)此功能。TPF開關(guān)提供了節(jié)能功能的兩種反應(yīng)時間;正常、慢速。節(jié)能運行模式:自動節(jié)能運行。(正常、慢速兩種反應(yīng)速度)空載節(jié)能40%,負載節(jié)能5%。
⑴過載保護功能:軟起動器引進了電流控制環(huán),因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時限控制模式,實現(xiàn)了過載保護功能,使電機過載時
,關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報警信號。
⑵缺相保護功能:工作時,軟起動器隨時檢測三相線電流的變化,一旦發(fā)生斷流,即可作出缺相保護反應(yīng)。
⑶熱過載保護功能:通過軟起動器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度,一旦散熱器溫度超過允許值后自動關(guān)斷晶閘管,并發(fā)出報警信號。
⑷測量回路參數(shù)功能:電動機工作時,軟啟動器內(nèi)的檢測器一直監(jiān)視著電動機運行狀態(tài),并將監(jiān)測到的參數(shù)送給CPU進行處理,CPU將監(jiān)測參數(shù)進行分析、存儲、顯示。因此電動機軟起動器還具有測量回路參數(shù)的功能。
⑸其它功能:通過電子電路的組合,還可在系統(tǒng)中實現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護。
軟啟動器其他資料
平時注意檢查軟起動器的環(huán)境條件,防止在超過其允許的環(huán)境條件下運行。注意檢查軟起動器周圍是否有妨礙其通風(fēng)散熱的物體,確保軟起動器四周有足夠的空間(大于150mm)。
定期檢查配電線端子是否松動,柜內(nèi)元器件有否過熱、變色、焦臭味等異?,F(xiàn)象。
定期清掃灰塵,以免影響散熱,防止晶閘管因溫升過高而損壞,同時也可避免因積塵引起的漏電和短路事故。
清掃灰塵可用干燥的毛刷進行,也可用于皮老虎吹和吸塵器吸。對于大塊污垢,可用絕緣棒去除。若有條件,可用0.6MPa左右的壓縮空氣吹除。
平時注意觀察風(fēng)機的運行情況,一旦發(fā)現(xiàn)風(fēng)機轉(zhuǎn)速慢或異常,應(yīng)及時修理(如清除油垢、積塵,加潤滑油,更換損壞或變質(zhì)的電容器)。對損壞的風(fēng)機要及時更換。如果在沒有風(fēng)機的情況下使用軟起動器,將會損壞晶閘管。
如果軟起動器使用環(huán)境較潮濕或易結(jié)露,應(yīng)經(jīng)常用紅外燈泡或電吹風(fēng)烘干,驅(qū)除潮氣,以避免漏電或短路事故的發(fā)生。
城市供水系統(tǒng)的水庫泵站一般都配備大功率水庫泵及增壓泵若干臺,其良好穩(wěn)定運行為城市居民的生活用水和社會主義工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來可靠的保證。目前,很多現(xiàn)有設(shè)備已經(jīng)趨于老化,日常維修工作量大,控制原理也較為落后。如何在不增加大量投資的前提下對現(xiàn)有設(shè)備進行合理改造,以發(fā)揮最高的工作效能,是當(dāng)前需要重點解決的問題。
上海自來水公司市北泵站管理所下屬真北泵站共有三臺280kW增壓泵和三臺280kW水庫泵。均采用自耦啟動柜進行啟動,啟動電流大,并且隨著設(shè)備的長期使用,開關(guān)元件及出水閥門的損耗比較嚴重。為了降低運行成本,減少設(shè)備損耗,提高管理水平,決定采用PLC自動控制系統(tǒng)和電機軟啟動器對原設(shè)備進行改造。
工作原理及改造方案
⒈ 控制原理
電機啟動器決定使用軟啟動器。軟啟動器的基本原理如圖1所示,通過控制可控硅的導(dǎo)通角來控制輸出電壓。因此,軟啟動器從本質(zhì)上是一種能夠自動控制的降壓啟動器,由于能夠任意調(diào)節(jié)輸出電壓,作電流閉環(huán)控制,因而比傳統(tǒng)的降壓啟動方式(如串電阻啟動,自耦變壓器啟動等)有更多優(yōu)點。例如滿載啟動風(fēng)機水泵等變轉(zhuǎn)矩負載、實現(xiàn)電機軟停止、應(yīng)用于水泵能完全消除水錘效應(yīng)等?!?/p>
目前,國內(nèi)外的電機軟啟動器控制系統(tǒng)一般都采用1臺軟啟動器配1臺電機的控制方案,為了節(jié)省投資,經(jīng)過多方論證,并且與上海津信變頻器有限公司的技術(shù)專家一起進行了模擬試驗,最終決定采用1臺軟啟動器帶多臺電機的方案。同時,也為了最大限度地保障設(shè)備無故障連續(xù)運行,對原自耦啟動柜進行了改造,保留原來自耦啟動的全部功能,并且利用原自耦柜中的運行接觸器,作為軟啟動器的旁路接觸器,在軟啟動器啟動完畢后將其旁路,以便軟啟動器可以繼續(xù)控制其他的電機。軟停止控制策略則正好相反,首先要將原自耦柜中的運行接觸器斷開,電機切換到由軟啟動器控制,然后啟動軟啟動器的軟停止功能,逐漸減小輸出電壓,將電機慢慢停下來,最后軟啟動器退出,等待接受下一個啟動或停止操作。
⒉ 系統(tǒng)組成框圖:
圖2為單路進線的主回路接線圖
圖2
⒊ 主要設(shè)備選型:
供水系統(tǒng)關(guān)系到千家萬戶,系統(tǒng)的設(shè)計和設(shè)備的選型要考慮其可靠性以及產(chǎn)品制造商的資信,使系統(tǒng)在正常工作條件下,盡可能做到萬無一失。但同時又要兼顧系統(tǒng)的經(jīng)濟性,因此在設(shè)備的配備上對主要關(guān)鍵性設(shè)備盡可能選用國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,對一些不影響系統(tǒng)性能及可靠性的輔助設(shè)備,可選用價廉物美的產(chǎn)品,以提高整個系統(tǒng)的性價比。
⒊1 可編程序控制器(PLC)選型
PLC是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一,選型的時候除了要滿足以上要求之外,還要考慮到今后的維護和擴展以及與其他泵站保持統(tǒng)一的通訊接口,為今后連接上位機監(jiān)控做好準(zhǔn)備等。綜合考慮之后,決定采用ROCKWELL的SLC500系列PLC。
⒊2 軟啟動器選型:
選用MCD3000型工業(yè)軟啟動器,該產(chǎn)品具有以下幾個優(yōu)點:
⒈ 有專用的旁路接線端子,在旁路時還有電流監(jiān)控,能作過載保護;
⒉ 丹佛斯軟啟動器有1帶多的專有功能,特別適用于此次改造;
⒊ 丹佛斯軟啟動器有內(nèi)置的軟停止功能;
⒋ 丹佛斯軟啟動器是真正的恒電流閉環(huán)控制,能以設(shè)定的啟動電流值作最快速的啟動,啟動完成的邏輯判別也更合理。
水泵電機型號為JS137-6,280kW,493A,983rpm。泵站由兩路高壓進線供電,每路帶3臺電機。因此決定采用2臺300 kW軟啟動器(型號為MCD3300),每路電源接1臺軟啟動器,每臺軟啟動器負責(zé)3臺電機的軟啟動和軟停止。其啟動控制原理請見圖3,啟動時完全為電流閉環(huán)控制,等到電機加速至額定轉(zhuǎn)速時,電流也降至額定電流,可控硅完全開足,最后軟啟動器發(fā)出運行信號。
軟起動器 安裝調(diào)節(jié)方便,所有控制連接及參數(shù)調(diào)節(jié)均在正面上完成。該軟起 動器在安裝后用戶仍可方便就地改造,如:附加限流功能和內(nèi)接/外接轉(zhuǎn)換選擇。該軟起動器可不帶旁路持續(xù)在線運行。軟起動器為旁路和故障單獨設(shè)置了控制繼電器。該軟起動器所有參數(shù)均通過面板上的三只旋鈕電位計和一只拔碼開關(guān)設(shè)定,直觀準(zhǔn)確。它甚至可以工作在有振動和環(huán)境溫度較高的應(yīng)用場合。當(dāng)該軟起動器用于內(nèi)接時因可控硅模塊上承受的是三角形接法時的相電流,所以相同電流的軟起動器在內(nèi)接時可以負載比外接時大1.73倍的電機。如一臺58A的S型軟起動器內(nèi)接應(yīng)用時可以負載100A的電機。
原則上,籠型異步電動機凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合都可適用。應(yīng)用范圍是交流電380V(也可660V),電機功率從幾千瓦到800千瓦。軟起動器特別適用于各種泵類負載或風(fēng)機類負載,需要軟起動與軟停車的場合。同樣對于變負載工況、電動機長期處于輕載運行,可廣泛用于紡織,冶金、石油化工、水處理、船舶、運輸、醫(yī)藥、食品加工,采礦和機械設(shè)備等行業(yè)。
保護功能
⑴過載保護功能:軟起動器引進了電流控 制環(huán),因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設(shè)定和反時限控制模式,實現(xiàn)了過載保護功能,使電機過載時,關(guān)斷晶閘管并發(fā)出報警信號。
⑵缺相保護功能:工作時,軟起動器隨時檢測三相線電流的變化,一旦發(fā)生斷流,即可作出缺相保護反應(yīng)。
⑶過熱保護功能:通過軟起動器內(nèi)部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度,一旦散熱器溫度超過允許值后自動關(guān)斷晶閘管,并發(fā)出報警信號。
⑷其它功能:通過電子電路的組合,還可在系統(tǒng)中實現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護。
⒎什么是軟起動MCC控制柜?
MCC(Motor Control Center)控制柜,即電動機控制中心。軟起動MCC控制柜由以下幾部分組成:⑴輸入端的斷路器,⑵軟起動器(包括電子控制電路與三相晶閘管),⑶軟起動器的旁路接觸器,⑷二次側(cè)控制電路(完成手動起動、遙控起動、軟起動及直接起動等功能的選擇與運行),有電壓、電流顯示和故障、運行、工作狀態(tài)等指示燈顯示。
原則上,籠型異步電動機凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合都可適用。目前的應(yīng)用范圍是交流380V(也可660V),電機功率從幾千瓦到800kW。
軟起動器特別適用于各種泵類負載或風(fēng)機類負載,需要軟起動與軟停車的場合。
同樣對于變負載工況、電動機長期處于輕載運行
軟啟動器相關(guān)區(qū)別
軟啟動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三 相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運用不同的方法,控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角,使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化,就可實現(xiàn)不同的功能。
軟啟動器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器是用于需要調(diào)速的地方,其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率;軟啟動器實際上是個調(diào)壓器,用于電機起動時,輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動器功能,但它的價格比軟啟動器貴得多,結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。
軟啟動器只是改變電源電壓,相當(dāng)于降壓起動器。變頻器要比軟啟動器復(fù)雜得多,價格也貴得多。變頻器也有軟啟動功能,是通過改變電源頻率實現(xiàn)。
高壓啟動器和低壓啟動器的區(qū)別
軟啟動器主回路采用晶閘管,通過逐步改變晶閘管的導(dǎo)通角來抬升電壓,完成啟動過程,這是軟啟動器的基本原理。在低壓軟啟動器市場,產(chǎn)品繁多,但是高壓軟啟動器產(chǎn)品還是比較少。高壓軟啟動器與低壓軟啟動器基本原理一樣,但是高壓軟啟動器與低壓軟啟動器相比,有些地方存在著其特殊性:
1、高壓軟啟動器在高壓環(huán)境下工作,各種電氣元器件的絕緣性能一定要好,電子芯片的抗干擾能力要強。高壓軟起動器組成電氣柜時,電氣元器件的布局以及與高壓軟啟動器與其它電氣設(shè)備的連接也是非常重要的。
2、高壓軟啟動器必須有一個高性能的控制核心,能對信號進行及時和快速地處理。因此這個控制核心一般采用高性能的DSP芯片,而不是低壓軟啟動器的普通單片機芯。低壓軟啟動器主回路由三組反并聯(lián)的晶閘管組成。而在高壓軟啟動器中,由于單只高壓晶閘管的耐壓能力不夠,所以必須由多個高壓晶閘管串聯(lián)進行分壓。但是每個晶閘管的性能參數(shù)沒有完全一致。晶閘管參數(shù)的不一致,會導(dǎo)致晶閘管開通時間不一致,從而導(dǎo)致晶閘管的損壞。因此在晶閘管的選配上,必須保證每一相的晶閘管參數(shù)盡可能地一致,并且每一相晶閘管的RC濾波電路的元件參數(shù)盡可能一致。
3、高壓軟起動器的工作環(huán)境容易受到各種電磁干擾,因此觸發(fā)信號的傳遞必須安全可靠。高壓軟起動器中,傳遞觸發(fā)信號,一般采用光纖傳輸,能有效地避免各種電磁干擾。通過光纖傳遞信號,也有兩種方式:一種多光纖方式,一種單光纖方式。多光纖方式即每塊觸發(fā)板有一路光纖;單光纖方式即每一相只有一路光纖,信號傳遞到一塊主觸發(fā)板,再由主觸發(fā)板傳遞到同一相的其他觸發(fā)板。由于各路光纖光電傳輸過程中損耗不盡一致,因此從觸發(fā)一致性上看,單光纖的方式比多光纖可靠。
4、高壓軟啟動器對信號的檢測比低壓軟啟動器要求更高。高壓軟起動器所在的環(huán)境存在著大量的電磁干擾,并且高壓軟啟動器所用的真空接觸器和真空斷路器在其分斷和閉合過程中會產(chǎn)生大量的電磁干擾。所以對檢測到的信號不僅要進行硬件濾波,也要進行軟件濾波,去掉干擾信號。
5、軟啟動器在完成啟動過程后,要切換到旁路運行狀態(tài),如何平滑地切換到運行狀態(tài),這也是軟啟動器的一個難點,如何選準(zhǔn)旁路點非常重要。旁路點早了,電流沖擊非常大,即使在低壓條件下,也會造成三相電源中斷路器跳閘,甚至?xí)p壞斷路器。高壓條件下危害更大。旁路點遲了,電機抖動得厲害,影響負載正常工作。因此,旁路信號的硬件檢測電路必須非常精確,并且程序處理也要恰到好處。
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軟啟動器的作用 電機直接啟動的時候,電流可能會達到額定電流的 6-7 倍,會 給工廠的其他用電設(shè)備帶來問題。采用軟啟動時啟動電流大概是額 定電流的 2-3 倍。對于水泵來說,還有軟停止,讓水慢慢回落,消 除水錘效果。 簡單的說就是緩緩啟動,緩緩?fù)V?。這個緩緩的時間 可以調(diào)節(jié),大概是 1-60 秒。 軟啟動器以體積小,轉(zhuǎn)矩可以調(diào)節(jié)、啟動平穩(wěn)沖擊小并具有軟 停機功能等優(yōu)點得到了越來越多的應(yīng)用, 大有取代傳統(tǒng)的自耦減壓、 星-角等啟動器的趨勢。由于軟啟動器是近年來新發(fā)展起來的啟動 設(shè)備,在設(shè)計、安裝、調(diào)試和使用方面還缺少指導(dǎo)性的規(guī)范與規(guī)程。 我們在軟啟動器的安裝、調(diào)試工作中也遇到了一些實際技術(shù)問題。 例如:不同啟動負載軟啟動器的選型、軟啟動沖擊電流與過流保護 定值的配合、軟啟動設(shè)備容量與變壓器容量的關(guān)系等問題。 1、軟啟動器簡介 目前,市場上常見的軟啟動器主要有電子式、磁控式和自動液 體電阻式等
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1 SOLCON公司上海代表處 021-64736996 SOLCON 低壓軟起動器介紹 1. 數(shù)字式全功能(重載)軟起動器( 8-3500A) 優(yōu)越性: — 完整的產(chǎn)品線 8-3500A,220-1140V — 重載設(shè)計 ,全功能 — 結(jié)構(gòu)牢固 — 優(yōu)越的啟動 /停止特性 — 全面的電機保護包 — 用戶界面友好 — 獨特的可選項特性包括: , 電機絕緣測試裝置 , RS485 通訊 ,支持 Modbus/Profibus/TCP/IP 協(xié)議 , 熱敏電阻輸入 /模擬輸出 標(biāo)準(zhǔn)值: — 電壓: 230V,400V, 440V, 500V ,600V,690 V,1000V & 1140V — 頻率: 50,60Hz — 最高環(huán)境溫度(不降容): 50℃ 起動與停止: — 軟啟動與軟停止 — 電流限制 — 泵控程序 — 轉(zhuǎn)距與電流控制特性,優(yōu)化啟動過程 — 雙參數(shù)設(shè)置——具有兩個啟動和停
1.軟啟動器工作原理--簡介
軟啟動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路。運用不同的方法,控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角,使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化,就可實現(xiàn)不同的功能。
2.軟啟動器工作原理--啟動方式
軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國內(nèi)軟起動器以和平hps2系列軟起動器相當(dāng)為有名,它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。軟啟動器一般有下面幾種啟動方式:
(1)斜坡恒流軟啟動;
(2)斜坡升壓軟啟動;
(3)階躍啟動;
(4)脈沖沖擊啟動。
3.軟啟動器工作原理
軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)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。
當(dāng)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(dǎo)通,電動機工作在額定電壓的機械特性上,實現(xiàn)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(zhuǎn)數(shù)時,啟動過程結(jié)束,軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管,為電動機正常運轉(zhuǎn)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(wǎng)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(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零,避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。
淄博科恩電氣自動化技術(shù)有限公司有自己的產(chǎn)品研發(fā)團隊,主要自主研發(fā)生產(chǎn)銷售:變頻器、軟起、高低壓電器等工業(yè)自動化產(chǎn)品;同時旗下還有高低壓開關(guān)廠,主要組裝GGD開關(guān)柜、不銹鋼控制柜、DCS控制柜、PLC自動控制柜、PC30建筑控制箱等產(chǎn)品,在工廠項目改造、建筑行業(yè)、高鐵項目等都應(yīng)用范圍很廣。產(chǎn)品銷往國內(nèi)、外(出口俄羅斯、印度、馬來西亞)各大市場,致力于打造更好、更完美的產(chǎn)品,用相當(dāng)好的質(zhì)量、前列的服務(wù)來答謝廣大客戶,滿足客戶的要求就是我們的行動與追求。
電機軟啟動器的主接線種類有哪些?電機軟啟動器我們知道,也接觸的多,但是它主接線種類有哪些你知道嗎? 1、在線型: 所有軟啟動器的控制器都有電動機過載保護,當(dāng)軟啟動器在線運行時軟啟動器的控制器能對電機進行過載保護,不要加裝熱過載繼電器。由于經(jīng)過可控硅后的電流諧波電流非常大,所以不能加裝電子式熱過載繼電器,否則熱繼的誤動作使系統(tǒng)不能正常工作。由于可控硅比較昂貴而且更換困難,為了保護可控硅要用快速熔斷器防止軟啟動器下口發(fā)生短路燒毀可控硅 2、旁路型:
旁路運行軟啟動器,離開旁路接觸器是無法運行的,所以在兩種主接線方案里都有。對于軟啟動器上口的接觸器的作用和在線運行方式下作用相同在此不再重復(fù)。著重說明的是熱繼電器,把它安方在旁路接觸器的下口,不通過起動電流最好,尤其是電子熱繼電器,由于經(jīng)過軟啟動器后電流諧波很大能干擾電子熱繼電器誤動作而使電機停車。另外因為可控硅的短時工作沒必要安裝快速熔斷器,所以在主結(jié)線方案里沒有加裝快速熔斷器。
3、內(nèi)置旁路型: 它的主接線和在線型的大致相同,唯一的優(yōu)點是因為可控硅的短時工作沒必要安裝快速熔斷器。 電動機的過載保護是有軟啟動器的控制器實現(xiàn)的,它不僅在功能和性能上超過電子熱繼電器,而且不會因主回路的諧波電流及外界的干擾而誤動作。電機軟啟動器的常見故障
目前科恩變頻器的應(yīng)用范圍已經(jīng)非常廣了,但是有很多人還是不知道科恩變頻器與軟啟動器有什么區(qū)別,現(xiàn)在科恩電氣廠家就根據(jù)這一問題來講解一下。
所謂軟啟動器,其實是一種擁有電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能以及多種保護功能一身的電機控制裝置。主要是串接在電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。通過控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)通角,讓被控電機的輸入電壓會根據(jù)不同的要求而變化,實現(xiàn)各種功能。
關(guān)于科恩變頻器,它是主要用于需要調(diào)速的地方,它的輸出不僅改變電壓還同時改變頻率;軟啟動器實其實是個調(diào)壓器,用在電機啟動時,輸出僅僅改變電壓,沒有改變頻率??贫麟姎鈴娬{(diào),科恩變頻器具備所有軟啟動器功能,但其價格要比軟啟動器貴,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。
軟啟動器是用在要降壓啟動和停止的地方,這時的電機轉(zhuǎn)速不變;但是科恩變頻器主要是用來調(diào)速,恒壓的地方,轉(zhuǎn)速由頻率決定??贫麟姎庹J為,兩者的區(qū)別是科恩變頻器能夠任意設(shè)定運行的頻率,但是軟啟動器只起到軟啟軟停的作用。
此外,科恩變頻器同時改變輸出頻率和電壓,換言之是改變了電機運行曲線上的n0,所以科恩變頻器能夠使電機以較小的啟動電流,讓電機啟動轉(zhuǎn)矩達到其轉(zhuǎn)矩,也就是說科恩變頻器能夠啟動重載負荷。但是軟啟動只改變輸出電壓,不能改變頻率,也就是不改變電機運行曲線上的n0,只是加大這條曲線的陡度。也即是說明,用軟啟動器能有效降低電機的啟動轉(zhuǎn)矩,所以軟啟動并不適合用在重載啟動的電機。
總而言之,科恩電氣認為,科恩變頻器在功能上,軟啟動器是無法進行替代的,科恩變頻器能實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)距啟動,也即是說在低速時能有和高速相同的轉(zhuǎn)距,但軟啟動做不到。
淄博科恩電氣自動化技術(shù)有限公司有自己的產(chǎn)品研發(fā)團隊,主要自主研發(fā)生產(chǎn)銷售:變頻器、軟起、高低壓電器等工業(yè)自動化產(chǎn)品;同時旗下還有高低壓開關(guān)廠,主要組裝GGD開關(guān)柜、不銹鋼控制柜、DCS控制柜、PLC自動控制柜、PC30建筑控制箱等產(chǎn)品,在工廠項目改造、建筑行業(yè)、高鐵項目等都應(yīng)用范圍很廣。產(chǎn)品銷往國內(nèi)、外(出口俄羅斯、印度、馬來西亞)各大市場,致力于打造更好、更完美的產(chǎn)品,用好的質(zhì)量來答謝廣大客戶,滿足客戶的要求就是我們的行動與追求。