软启动

软启动柜的主要用途及使用方法一）用途软起动柜，主要用于接收液位控制仪（器）所输出的高、低水位控制信号，控制液泵电动机的自动开起与停止，其控制形式有全压起动、降压起动、软起动、变频控制等。

（二）调试与使用方法本系列控制柜（箱）控制回路中，既设自动控制亦有手动控制，还具备过流、过压、欠压、缺相保护及事故报苦功能，本产品使用前，必须按电气原理图复核后接线，按照电动机实际要求调整相应元件设定值，然后起动。

1 、自动操作：接通电源，电源指示灯亮，将转换开关转至“自动”位置，检查控制柜（箱）所控制的电机是否按液位控制仪的指令动作。

当液位达到控制液位时，对应液位指示灯发光，相应的限位控制继电器常开触点自动闭合，二次控制回路自动接通，电机起动，同时运行指示灯亮。

当水位达到停止水位时，对应的指示灯发光，液位测控仪的对应限位控制继电器常闭触点断开，二次控制回路开路，电机停止工作，运行指示灯熄灭。

2 、手动操作：接通电源，电源指示灯亮，将转换开关转至“手动”位置，按下起动按钮，电机开始运转，运行指示灯亮，按下”停止”按钮，电机停止运转，其运行指示灯熄灭。

3 、不论采用何种控制方式，当达到极限水位时，其超限水位信号触点接通，二次控制回路失电，使电机停止运转，并发出声光报苦信号。

在电机运行过程中如有事故出现，事故指示灯亮，电铃自动报苦，这时，按下停止按钮，迫使电机停止工作。

软起动器的日常维修与检查∙平时注意检查软起动器的环境条件，防止在超过其允许的环境条件下运行。

注意检查软起动器周围是否有妨碍其通风散热的物体，确保软起动器四周有足够的空间（大于150mm）。

∙定期检查配电线端子是否松动，柜内元器件有否过热、变色、焦臭味等异常现象。

∙定期清扫灰尘，以免影响散热，防止晶闸管因温升过高而损坏，同时也可避免因积尘引起的漏电和短路事故。

清扫灰尘可用干燥的毛刷进行，也可用于皮老虎吹和吸尘器吸。

对于大块污垢，可用绝缘棒去除。

若有条件，可用0.6MPa左右的压缩空气吹除。

∙平时注意观察风机的运行情况，一旦发现风机转速慢或异常，应及时修理（如清除油垢、积尘，加润滑油，更换损坏或变质的电容器）。

对损坏的风机要及时更换。

如果在没有风机的情况下使用软起动器，将会损坏晶闸管。

∙如果软起动器使用环境较潮湿或易结露，应经常用红外灯泡或电吹风烘干，驱除潮气，以避免漏电或短路事故的发生。

软启动器在运行中过电压及其保护措施某矿的一条上运皮带长500米，倾角16度，交流电机电压为交流660V，功率为160Kw，为解决电机起动时所形成的机械及电气冲击，选用了天地科技股份有限公司常州自动化分公司GMC型软启动柜，其核心器件软启动器选用德国西门子生产的3RW22型软启动器。

在安装调试过程中，为确保设备的安全，先进行了空载试运行，电压、电流参数都设置的很小，起动过程一切正常。

运行一段时间停车后，再次起动时，西门子软启动器发生故障报警，显示晶闸管故障，按其复位按钮无效，用指针式万用表测量晶闸管阻值，发现晶闸管中间相的阻值几乎为零，而完好的晶闸管阳极和阴极之间阻值>100K,因此怀疑晶闸管损坏。

经分析，造成晶闸管阻值降低的原因是交流电机的反向电动势及晶闸管关断过电压引起,间隔一天，再次测量晶闸管阻值时，阻值恢复正常。

1、分析产生故障现象的原因晶闸管阳极伏安特性如图1所示：图1 晶闸管阳极伏安特性从晶闸管阳极伏安特性图可以看出：当电压超过晶闸管正向转折电压UBO时，晶闸管就会“硬导通”，多次的“硬导通”会损坏晶闸管，晶闸管通常是不允许这样工作的。

通常在使用晶闸管时，先加上一定的阳极电压，然后在门极和阴极加上足够大的触发电压，使晶闸管的正向转折电压下降到很小而导通;当阳极电流小于维持电流时，元件又从正向导通状态返回正向阻断状态。

晶闸管加反向阳极电压时，晶闸管截止。

当反向电压升高到URO时，晶闸管反向击穿。

当外部的电压超过晶闸管正向转折电压和反向击穿电压时晶闸管就有可能击穿或损坏。

外部过电压产生原因主要有以下几种：1.1静电产生的过电压由电源变压器直接供电的晶闸管装置，尤其在变压器容量比较大的情况下，由于变压器的初级和次级间存在分布电容，在合闸的瞬间初级绕组的高电压耦合到次级绕组，造成晶闸管的过电压。

1.2、切断电感回路引起磁通突然变化产生的过电压如电源变压器初级侧突然拉闸和跳闸，或突然切断交流电机电源而产生的过电压，这种过电压产生是由于使变压器和交流电机的励磁电流突然切断，在变压器的次级和交流电机的定子感应出很高的瞬时过电压。

软启动器是由两个单相晶闸管反并联，所以每个晶闸管承受正反两个方向的半波电压，当晶闸管在一个方向导通结束后，管芯硅片中的载流子还没有完全恢复，因变压器和电机是感性负载，在突然断电后，变压器和电动机将产生一个阻碍其减小的反向电动势，而反向电动势的瞬时电压很高，时间很短，它大大超过了晶闸管的正反向重复峰值电压，阻容吸收装置对于能量较大的过电压不能完全抑制，所以尖峰电压超过晶闸管正反向重复峰值电压时，晶闸管就会误导通。

而变压器和交流电机的放电是个缓慢的过程，直到变压器和交流电机的放电电流小于晶闸管的维持电流，晶闸管才恢复为原来的截止状态。

1.3晶闸管关断过电压软启动器是由两个单相晶闸管反并联，每个晶闸管承受正反两个方向的半波电压，当晶闸管在一个方向导通结束后，正向电流下降到零，管芯硅片中的载流子还没有完全恢复，当另一半晶闸管导通时，已关断的晶闸管在这些反向电压的作用下，使残存的载流子立即消失，这时反向电流消失的很快，因此即使线路电感很小，产生的感应电动势也很大，和电源电压加在反向已关断的元件上，可能导致晶闸管反向击穿，过电压的数值可达工作电压峰值的5～6倍。

2、防止产生过电压所要采取措施2.1 对于静电产生过电压可以采用在变压器加屏蔽绕组，在变压器的星形中心点和地之间加附加电容或是在次级绕组并联适当电容的方法来抑制此类过电压。

2.2 对切断电感回路引起磁通突然变化和晶闸管关断产生的过电压可采用压敏电阻或阻容吸收回路来保护.2.2.1压敏电阻保护是一种非线性电阻，具有正反向相同且很陡的伏安特性，抑制过电压能力强，反应速度快，但它的主要缺点是持续的平均功率小。

2.2.2阻容吸收回路是在晶闸管两端并接电容，利用电容电压不能突变的特性，吸收尖峰过电压，串联的电阻主要起阻尼作用，用以抑制电路电感和电容所形成的振荡电路;同时限制晶闸管在开通时电流的上升率。

阻容电路参数可按表1提供的经验数值，阻容吸收电路要尽量靠近晶闸管，引线要短。

电容耐压一般要选晶闸管电压的1.1～1.5倍。

表1电阻的功率：PR=fCUm2×10-6式中f-频率f=50HZ ;P-功率，W;U m-晶闸管工作峰值电压，V ;C-与电阻串联的电容，µF。

3、结论由于西门子采取了阻容吸收保护电路，从而有效地保护了晶闸管，我们在设计和实际的操作中，必须保证晶闸管的工作条件不超出它的允许范围，除了在选用器件上留有充分合理的裕量外，还必须采取有效的保护措施，按表1的经验数值选择设计阻容吸收保护电路，在实际的使用过程中，如果软启动器具有软停车功能，在用户条件允许的情况下使用该功能，避免在切断交流电机电源时所产生的过电压，让交流电机因切断电源所产生的反向电动势慢慢的减小，不发生突变，保护晶闸管，减小对交流电机及电缆绝缘的破坏。

软启动器节能原理电动机属感性负载，电流滞后电压，大多数用电器都属此类。

为了提高功率因数须用容性负载来补偿，并电容或用同步电动机补偿。

降低电动机的激磁电流也可提高功率因数（HPS2节能功能，在轻载时降低电压，使激磁电流降低，使COS∮提高）。

节能运行模式：轻载时降低电压减少了激磁电流，电机电流分为有功分量和无功分量（激磁分量）提高COS∮。

节能运行模式：当电动机负载轻时，软启动器在选择节能功能的状态下，PF开关热拨至Y位，在电流反馈的作用下，软启动器自动降低电动机电压。

减少了电动机电流的励磁分量。

从而提高了电动机的功率因数（COS∮）。

（国产软启动器多无此功能）在接触器旁路状态下无法实现此功能。

TPF开关提供了节能功能的两种反应时间；正常、慢速。

节能运行模式：自动节能运行。

（正常、慢速两种反应速度）空载节能40%，负载节能5%。

鼠笼式电机软起动器参数设置1．基准电压的调整（启动电压)基准电压是设备能否启动的基本条件。

所调基准电压，要求电机在加电压后应立即旋转，负载开始启动。

如电机加压后不旋转，应提高基准电压整定值，如电机启动速度太快，则应降低基准电压整定值。

基准电压的调整应重复数次，直到加上电压后负载立即启动为止。

我厂抽烟风机所属110kW 电机采用软启动器在调试过程中，基准电压调到额定电压75％时，启动电流为500A，电机快速启动；基准电压调至额定电压的4JD％时，电机开始慢速启动，启动电流均匀地由200A升到600A，电机启动完毕，电流返回，完全达到软启动的要求。

2．启动时间的调整电机的加速转矩与启动时间有直接的关系。

电子式软启动器可以使电机在设定时间(0．5～2408)内从初始电压到全电压沿斜坡启动。

如水泵启动将流速从0增加到100％的时间加长,就可以减轻水冲击，增加泵速变化所用时间亦即增加启动时间，这可以通过调整软启动器的启动时间来达到。

启动时间的调整要根据负载具体而定，需要多次重复试验，以便在启动时间内能实现均匀加速。

软起动器和变频器的最大区别是什么？软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。

变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。

变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。

1、晶闸管交流调压电路，是通过调整晶闸管的导通角，斩裁正弦交流电的波形，获得平均电压大小可调的交流电的电路；2、这种交流调压电路，应用于自动加热温控电路、舞台调光电路等与交流波形无关只与平均电压有关的负载电路；3、可是有些人甚至是所谓的专家把这种晶闸管交流调压电路，用于异步交流电机的启动，并美其名曰软启动；4、由于异步交流电机，是在三相对称正弦交流波形下工作的，才有一个恒定的旋转磁场；5、如果把通过调整晶闸管的导通角，斩裁正弦交流电的波形的交流电用于异步交流电机，就不能产生一个恒定的旋转磁场；6、这种交流波形用于异步电机就完全破坏了异步电机的启动性能，启动转矩低下，启动电流大，根本就没有大家想象的软启动功能；7、所有软启动的电机，都是在接近全压时才启动的，启动时间长，启动电流大，对电网的影响更大；8、异步电机的自藕降压启动、星三角启动、水电阻降压启动等等，降压不改变正弦波形，都是好的有效启动设备，都优于软启动；1、关于变频器，是一种改变三相正弦交流电频率的设备；2、由于要把直流电变为正弦交流波形，是一种不可逆过程，或者说是不可能的，只能用平均电压波形是正弦波的PWM调宽载波来实现正弦波形的变频目的；3、平均电压波形是正弦波的PWM调宽载波，是通过全控器件IGBT的开关作用来实现的，变频器输出的实际是宽度不等的周期性变化矩形波；4、而异步电机从PWM调宽载波中滤出正弦波形，并产生出电动需要的恒定旋转磁场；5、并通过改变频率改变异步电机的同步转速，实现交流电机的变频调速目的最大的区别是：1、软启动是设法裁剪破坏正弦波形，很容易，就像水往低处流一样简单；2、变频器是千方百计获得频率可调的正弦波形，很难！就像水要往高处流那样难。