水电阻软启动的工作原理

软启动器原理、电机软起动器任务原理之五兆芳芳创作软启动器（软起动器）任务原理软启动器（软起动器）一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种庇护功效于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter.软启动器采取三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间.这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1.使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加快，直到晶闸管全导通，电动机任务在额外电压的机械特性上，实现平滑启动，下降启动电流，避免启动过流跳闸.待电机达到额外转数时，启动进程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额外电压，以下降晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其任务效率，又使电网避免了谐波污染.软启动器同时还提供软停车功效，软停车与软启动进程相反，电压逐渐下降，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击.软起动器？它与变频器有什么区别？软起动器是一种集软停车、轻载节能和多种庇护功效于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter.它的主要组成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路.运用不合的办法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不合的要求而变更，就可实现不合的功效.软起动器和变频器是两种完全不合用途的产品.变频器是用于需要调速的地方，其输出不单改动电压并且同时改动频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改动电压并没有改动频率.变频器具备所有软起动器功效，但它的价钱比软起动器贵得多，结构也庞杂得多.电动机的软起动？有哪几种起动方法？运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，付与电机全电压，即为软起动，在软起动进程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加.软起动一般有下面几种起动方法.（1）斜坡升压软起动.这种起动方法最复杂，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，在电机起动进程中，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.（2）斜坡恒流软起动.这种起动方法是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流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.起动进程中，电流上升变更的速率是可以按照电动机负载调整设定.电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短.该起动方法是应用最多的起动方法，尤其适用于风机、泵类负载的起动.（3）阶跃起动.开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动.通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果.（4）脉冲冲击起动.在起动开始阶段，让晶闸管在级短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动.该起动办法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合.3.软起动与传统减压起动方法的不合之处在哪里？笼型电机传统的减压起动方法有Y-q 起动、自耦减压起动、电抗器起动等.这些起动方法都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动进程中出现二次冲击电流.软起动与传统减压起动方法的不合之处是：（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，使电机在起动进程中保持恒流，确保电机平稳起动.（3）按照负载情况及电网继电庇护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流.4.什么是电动机的软停车？电机停机时，传统的控制方法都是通过瞬间停电完成的.但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机.例如：高层修建、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏.为削减和避免“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采取软起动器能满足这一要求.在泵站中，应用软停车技巧可避免泵站的“拍门”损坏，削减维修用度和维修任务量.软起动器中的软停车功效是，晶闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间过渡到全封闭的进程.停车的时间按照实际需要可在0 ~ 120s调整.5.软起动器是如何实现轻载节能的？笼型异步电机是理性负载，在运行中，定子线圈绕组中的电流滞后于电压.如电机任务电压不变，处于轻载时，功率因数低，处于重载时，功率因数高.软起动器能实现在轻载时，通过下降电机端电压，提高功率因数，削减电机的铜耗、铁耗，达到轻载节能的目的；负载重时，则提高电机端电压，确保电机正常运行.6.软起动器具有哪些庇护功效？（1）过载庇护功效：软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电电机流的变更状况.通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载庇护功效，使电机过载时，关断晶闸管并收回报警信号.（2）缺相庇护功效：任务时，软起动器随时检测三相线电流的变更，一旦产生断流，便可作出缺相庇护反响.（3）过热庇护功效：通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超出允许值后自动关断晶闸管，并收回报警信号.（ 4 ）其它功效：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁庇护.软起动MCC控制柜？MCC（Motor Control Center）控制柜，即电动机控制中心.软起动MCC控制柜由以下几部分组成：（1）输入端的断路器，（2）软起动器（包含电子控制电路与三相晶闸管），（3）软起动器的旁路接触器，（4）二次侧控制电路（完成手动起动、遥控起动、软起动及直接起动等功效的选择与运行），有电压、电流显示和毛病、运行、任务状态等指示灯显示.8.有的软起动器为什么装有旁路接触器？大多数软起动器在晶闸管两侧有旁路接触器触头，其优点是：（1）控制柜具有了两种起动方法（直接起动、软起动）.（2）软起动结束，旁路接触器闭合，使软起动器退出运行，直至停车时，再次投入，这样即延长了软起动器的寿命，又使电网避免了谐波污染，还可削减软起动器中的晶闸管发烧损耗.9.软起动MCC控制柜有哪些扩展功效？将软起动MCC控制柜进一步加以组合，可以实现多种复合功效.例如：将两台控制柜加上控制逻辑，可以组成“一用一备计划”，用于大楼的消防系统与喷淋泵、生活泵等系统.如果配上PC（可编程序控制器），则可以实现消防泵定时（如半个月）自动检测，定时自动封闭；加上相应的控制逻辑，则可以对消防泵及各个系统运转是否正常实施平时检测时，定时低速低水压（不出水）运行；在灭火时，则实施全速满载运行.将若干台电机加上控制逻辑组合，可以组成生活泵系统或其它专用系统，按需要量逐次打开各台电机，也可逐次削减电机，实现最佳效率运行.还可以按照客户要求，实现多台电机每次自动转换运行，使各台电机都处于同等的运行寿命期.10.软起动器适用于哪些场合？原则上，笼型异步电动机凡不需要调速的各类应用场合都可适用.目前的应用规模是交换380V（也可660V），电机功率从几千瓦到800kW.软起动器特别适用于各类泵类负载或风机类负载，需要软起动与软停车的场合.同样对于变负载工况、电动机长期处于轻载运行，只有短时或瞬间处于重载场合，应用软起动器（不带旁路接触器）则具有轻载节能的效果.变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各类频率的交换电源，以实现电机的变速运行的设备.其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交换电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆酿成交换电.对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计较的CPU以及一些相应的电路.1. 整流器，它与单相或三相交换电源相连接，产生脉动的直流电压.2. 中间电路，有以下三种作用：a. 使脉动的直流电压变得稳定或平滑，供逆变器使用.b. 通过开关电源为各个控制线路供电.c. 可以配置滤波或制动装置以提高变频器性能.3. 逆变器，将固定的直流电压变换成可变电压和频率的交换电压.4. 控制电路，它将信号传送给整流器、中间电路和逆变器，同时它也接收来自这些部分的信号.其主要组成部分是：输出驱动电路、操纵控制电路.主要功效是：a. 利用信号来开关逆变器的半导体器件.b. 提供操纵变频器的各类控制信号.c. 监督变频器的任务状态，提供庇护功效.在现场对变频器以及周边控制装置的进行操纵的人员，如果对一些罕有的毛病情况能作出判断和处理，就能大大提高任务效率，并且避免一些不需要的损失.为此，我们总结了一些变频器的根本毛病，供大家作参考.以下检测进程无需打开变频器机壳，仅仅在外部对一些罕有现象进行检测和判断.1，上电跳闸或变频器主电源接线端子部分出现火花.检测办法和判断：断开电源线，查抄变频器输入端子是否短路，查抄变频器中间电路直流侧端子P、N是否短路.可能原因是整流器损坏或中间电路短路.2，上电无显示检测办法和判断：断开电源线，查抄电源是否是否有缺相或断路情况，如果电源正常则再次上电后则查抄查抄变频器中间电路直流侧端子P、N是否有电压，如果上述查抄正常则判断变频器内部开关电源损坏.3，开机运行无输出（电动机不启动）检测办法和判断：断开输出电机线，再次开机后不雅察变频器面板显示的输入频率，同时丈量交换输出端子.可能原因是变频器启动参数设置或运行端子接线错误、也可能是逆变部分损坏或电动机没有正确链接到变频器.4，运行时“过电压”庇护，变频器停止输出检测办法和判断：查抄电网电压是否太高，或是电机负载惯性太大并且加加速时间太短导致的制动问题，请参考第8条.5，运行时“过电流”庇护，变频器停止输出检测办法和判断：电机堵转或负载过大.可以查抄负载情况或适当调整变频器参数.如无法奏效则说明逆变器部分出现老化或损坏.6，运行时“过热”庇护，变频器停止输出检测办法和判断：视各品牌型号的变频器配置不合，可能是情况温度过崇高高贵出了变频器允许限额，查抄散热风机是否运转或是电动机过热导致庇护封闭.7，运行时“接地”庇护，变频器停止输出检测办法和判断：参考操纵手册，查抄变频器及电机是否可靠接地，或丈量电机的绝缘度是否正常.8，制动问题（过电压庇护）检测办法和判断：如果电机负载确实过大并需要在短时间内停车，则需采办带有制动单元的变频器并配置相当功率的制动电阻.如果已经配置了制动功效，则可能是制动电阻损坏或制动单元检测失效.9，变频器内部收回腐臭般的异味检测办法和判断：切勿开机，极可能是变频器内部主滤波电容有破损漏液现象.10，如判断出变频器部件损坏，则联系供给商或送交专业维修中心处理.变频器毛病阐发目前人们所说的交换调速系统，主要指电子式电力变换器对交换电动机的变频调速系统.变频调速系统以其优越于直流传动的特点，在良多场合中都被作为首选的传动计划，现代变频调速根本都采取16位或32位单片机作为控制焦点，从而实现全数字化控制，调速性能与直流调速基底细近，但使用变频器时，其维护任务要比直流庞杂，一旦产生毛病，企业的普通电气人员就很难处理，这里就变频器罕有的毛病阐发一下毛病产生的原因及处理办法.一、参数设置类毛病经常使用变频器在使用中，是否能满足传动系统的要求，变频器的参数设置很是重要，如果参数设置不正确，会导致变频器不克不及正常任务.1、参数设置经常使用变频器，一般出厂时，厂家对每一个参数都有一个默认值，这些参数叫工场值.在这些参数值的情况下，用户能以面板操纵方法正常运行的，但以面板操纵其实不满足大多数传动系统的要求.所以，用户在正确使用变频器之前，要对变频器参数时从以下几个方面进行：（1）确认电机参数，变频器在参数中设定电机的功率、电流、电压、转速、最大频率，这些参数可以从电机铭牌中直接得到.（2）变频器采纳的控制方法，即速度控制、转距控制、PID控制或其他方法.采纳控制方法后，一般要按照控制精度，需要进行静态或动态辨识.（3）设定变频器的启动方法，一般变频器在出厂时设定从面板启动，用户可以按照实际情况选择启动方法，可以用面板、外部端子、通讯方法等几种.（4）给定信号的选择，一般变频器的频率给定也可以有多种方法，面板给定、外部给定、外部电压或电流给定、通讯方法给定，当然对于变频器的频率给定也可以是这几种方法的一种或几种方法之和.正确设置以上参数之后，变频器根本上能正常任务，如要取得更好的控制效果则只能按照实际情况修改相关参数.2、参数设置类毛病的处理一旦产生了参数设置类毛病后，变频器都不克不及正常运行，一般可按照说明书进行修改参数.如果以上不成，最好是能够把所有参数恢复出厂值，然后按上述步调重新设置，对于每一个公司的变频器其参数恢复方法也不相同.二、过压类毛病变频器的过电压集中表示在直流母线的支流电压上.正常情况下，变频器直流电为三相全波整流后的平均值.若以380V线电压计较，则平均直流电压Ud= 1.35 U线＝513V.在过电压产生时，直流母线的储能电容将被充电，当电压上至760V左右时，变频器过电压庇护动作.因此，变频器来说，都有一个正常的任务电压规模，当电压超出这个规模时极可能损坏变频器，罕有的过电压有两类.1、输入交换电源过压这种情况是指输入电压超出正常规模，一般产生在节沐日负载较轻，电压升高或下降而线路出现毛病，此时最好断开电源，查抄、处理.2、发电类过电压这种情况出现的几率较高，主要是电机的同步转速比实际转速还高，使电动机处于发电状态，而变频器又没有装置制动单元，有两起情况可以引起这一毛病.（1）当变频器拖动大惯性负载时，其加速时间设的比较小，在加速进程中，变频器输出的速度比较快，而负载靠自己阻力加速比较慢，使负载拖动电动机的转速比变频器输出的频率所对应的转速还要高，电动机处于发电状态，而变频器没有能量回馈单元，因而变频器支流直流回路电压升高，超出庇护值，出现毛病，而纸机中经常产生在枯燥部分，处理这种毛病可以增加再生制动单元，或修改动频器参数，把变频器加速时间设的长一些.增加再生制动单元功效包含能量消耗型，并联直流母线吸收型、能量回馈型.能量消耗型在变频器直流回路中并联一个制动电阻，通过检测直流母线电压来控制功率管的通断.并联直流母线吸收型使用在多电机传动系统，这种系统往往有一台或几台电机经常任务于发电状态，产生再生能量，这些能量通过并联母线被处于电动状态的电机吸收.能量回馈型的变频器网侧变流器是可逆的，当有再生能量产生时可逆变流器就将再生能量回馈给电网.（2）多个电动施动同一个负载时，也可能出现这一毛病，主要由于没有负荷分派引起的.以两台电动机拖动一个负载为例，当一台电动机的实际转速大于另一台电动机的同步转速时，则转速高的电动机相当于原动机，转速低的处于发电状态，引起毛病.在纸机经常产生在榨部及网部，处理时需加负荷分派控制.可以把处于纸机传动速度链分支的变频器特性调节软一些.三、过流毛病过流毛病可分为加快、加速、恒速过电流.其可能是由于变频器的加加速时间太短、负载产生突变、负荷分派不均，输出短路等原因引起的.这时一般可通过延长加加速时间、削减负荷的突变、外加能耗制动元件、进行负荷分派设计、对线路进行查抄.如判断开负载变频器仍是过流毛病，说明变频器逆变电路已环，需要改换变频器.四、过载毛病过载毛病包含变频过载和电机械过载.其可能是加快时间太短，直流制动量过大、电网电压太低、负载太重等原因引起的.一般可通过延长加快时间、延长制动时间、查抄电网电压等.负载太重，所选的电机和变频器不克不及拖动该负载，也可能是由于机械润滑欠好引起.如前者则必须改换大功率的电机和变频器；如后者则要对生产机械进行检验.五、其他毛病1、欠压说明变频器电源输入部分有问题，需查抄后才可以运行.2、温度太高如电动机有温度检测装置，查抄电动机的散热情况；变频器温度太高，查抄变频器的通风情况.。

软启动电路及原理一、软起动主电路图晶闸管降压软起动主电路如图所示,其中M是异步电动机,晶闸管KPl～KP6组成移相控制的三相交流调压电路,利用品闸管进行调压,其输出电压大小由晶闸管的导通角决定,而晶闸管的导通角又与其触发角有关;触发角越小,输出越大;因此,只需在电动机起动过程中通过控制晶闸管触发角的大小,不断改变晶闸管的导通角来改变输出电压波形,从而改变输出电压的有效值;随着输出电压的增加,电机转速不断上升;而电机定子电流的大小J下比于定子端电压,起动仞期,电机端电压较小,冲击电流电小,随着电机定子端电压的不断增加,定子电流也不断增加,最终达到额定转速,实现了电机的软起动;在每一瞬间,在三相交流调压电路中,至少要有两个器件导通,它们应处于不同的相,其中至少有一个是流向负载端,同时有另一个流向电源;在电路的正常工作状态下,6个晶闸管按照KPI、K_P2、KP3、KP4、KP5和KP6的顺序循环触发导通,而且相邻的两个晶闸管触发时刻之间相差600电角度;三相调压起动其实质是降压起动,与传统降压起动不同之处是无机械触点,起动电压和起动电流任意可调㈣;图中F为快速熔断器,RZ为压敏电阻,KP为晶闸管,另外还有并联于晶闸管两端的RC保护电路;理论上讲,本起动器可起动各种容量的三相异步电动机,针对不同的容量,软件控制思想均可不变,只要重新设计一下主电路即可,其中各元件的选择取决于被控电动机的容量;主电路图二、软启动触发电路如图,出发电路主要有监测、移相控制、脉冲串产生电路、触发驱动电路等组成;同步信号取于电源输入端R 、S 、T,即u i 、w V i v 、信号,三相交流电源经电阻2423987R R R R R 、与、、25R 、分压后,分别送往电压比较器U7A 、U7B 、U7C 反相输入端;三个电压比较器的同相端经29R 接在作星形连接252423R R 、、R 的公共端上,相当于接至三相交流电的中相点;各相交流电正向过零点时,对应的比较器输出低电平,驱动光电耦合器内发光二极管发光,光耦内的光电三极管导通,将低电平有效的同步信号送往单片机的P1.0、P1.1、P1.2输入端；而当交流电反相过零时,对应的比较器输出高电平送往单片机;同步波形如图 所示;由于比较器为单电源供电,故在其同相端加上了由稳压管2VZ 提供的5.1V 直流电压,建立了正常的工作点;采用比较器获取同步信号的方法具有很高的过零检测灵敏度;移相控制信号由80196看出KC单片机;单片机根据软启动器设置的启动方式,计算出移相控制角α值,在对应的相电源电压过零时,延迟α角由高速输出口HSO0、HSO1、HSO2、HSO3、HSO4、HSO5送出宽度为5ms的方波作为与非门U8A、U8B、U8C、U8D、U9A、U9D的门控信号;。

一般情况下，异步电动机的功率小于
7．5kW时允许直接起动。如果功率大于 7．5kW，而电源总容量较大，能符合下式 要求的话，电动机也可允许直接起动。
如果不能满足上式的要求，则必须采用减压启动的方
电源总容量 kv A I1st 1 K1 3 I1N 4 起动电动总功率 kw
软起动器特点

(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。
在 1.在电机启动过程中，建议采用电压斜坡控制模式，就是当电机 启 启动时，软启动器开始输出起始电压，然后沿一定斜率，经过启 动 动时间，达到额定电压，由于输出转矩随输出电压而增加，只要 启动电压选择合适（60℅Ue)，就可使负载立即转动起来。 2.该软启动器启动时间是指输出电压从0V至380V所需时间，电机 实际启动时间与负载大小有关，一般都小于设定的启动时间。
加电压。由三相异步电动机的等效电路可知：起 动电流正比于定子绕组的电压，因而定子绕组串 电阻或电抗可以达到减小起动电流的目的。但考 虑到起动转矩与定子绕组电压的平方成正比，起 动转矩会降低的更多。因此，这种起动方法仅仅 适用于空载或轻载起动场合。如图所示：当起动 电机时，合上开关Q，交流接触器KM断开，使电 源经电阻或电抗R流进电机。当电机起动完成时 KM吸合，短接电阻或电抗R
软起动与传统减压起动方式的不同 之处在哪里？
笼型电机传统的减压起动方式有 Y-q 起动、

作者：西安西普电力电子有限公司王栋西安建筑科技大学信息与控制学院刘利1 引言交流感应电动机在各个行业中的应用非常广泛，但由于它在起动过程中会产生过大的起动电流，会对电网和其他用电设备造成冲击，受电网容量限制和保护其他用电设备正常工作的需要，应当在电机起动过程中采取必要的措施控制其起动过程。

传统的降压起动方式，如串电阻起动、星三角起动、磁控式降压起动、自耦变压器起动等，要么起动电流和机械冲击过大，要么体积庞大笨重。

随着电力电子技术和微机技术、现代控制技术的发展，电机软起动器技术出现并引起了人们的广泛重视。

它不仅有效的解决了上述问题，还可以根据应用条件的不同设置其工作状态，有很强的灵活性和适用性。

目前国内外市场上出现了形形色色的软起动器产品，它们的结构形式和控制方式花样繁多、特点各异。

2 软起动器基本原理根据感应电机的等效电路，在忽略激磁电流im的条件下，可以得出异步电机的定子电流公式:(1)根据(1)式可知，如不采取任何措施而直接投入电网起动时，会产生起动电流过大的问题。

这是由于起动时，n=0，s=1，旋转磁场以同步转速切割转子，在转子绕组中感应很大的电势和电流，同时转子等效阻抗很小，则与之平衡的定子电流的负载分量也随之急剧增大，随着转速的提高，转子等效阻抗逐渐变大，相应的定子电流也随之减小。

针对以上分析，注意到感应电机的转子阻抗虽无法改变，但由(1)式可知定子电流与定子端电压成正比，因此减小端电压也可以相应的减小定子电流。

晶闸管软起动器是应用晶闸管相控调压的原理，利用晶闸管的可控导通特性，通过改变相控角a来改变加在定子上的电压均方根值。

感应电机在不同电压下的机械特性曲线如图1中1、2、3、4和5曲线，图1中p1为恒转矩负载特性曲线，p2为平方转矩负载特性曲线，虚线为电动机起动曲线。

可以看出，宜选取e点所对应的电压作为起始电压，这样，既保证了足够的起始转矩，而且由于起始电压较小，有效的限制了起动电流。

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图 ２ 液 态 电 阻控 制 原 理 图
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起 动时间 、液态 电阻阻值参 数可 根 据 现 场实 际工 况 随机 调 整 ；液态电阻 阻值 可按被控 电动 机最佳 电磁转矩 、最 小起动 电流 进 行设 定 ， 起动过程受 控 ， 网压 电 降也可得到有效控 制 ；采用 Ｐ Ｃ Ｌ 控制， 可靠性 高 ， 障率 低 ； 故 起动 过 程平 滑 、 电 动 机 、 网 以 及 机 对 电 械 转动系统无 冲击 ；自动巡检液 态 电阻液 位 、 液温功能 ， 警提示 报 一 一 功 能较 为完善 ；电动机起 动 电流 可预置丝 ， 一 同工况 、 以满足不 盟 负载的 附 起动要求 。 ３液态 电阻软启动器工 作过
启 动 方 式 的 分 析 ［ ＿ 西 建 １戴 笼 Ｊ山 Ｊ
筑 ，０ ３ ２ ：６ — ６ ． ２ ０ （ ）１ １ １ ３
［】 ２陈建国， 高压鼠笼式电动机 电液 变阻软启 等．
动 技 术 的 开 发 与应 用 Ｉ】 泥 工 程 ，９ ５ ５ ３ — Ｊ水 ． １９ ， ： １
出分闸信号 ， 强制停车。 ３４系统综合 报警及其它功能 － （） １ 到达初 、 限位保 护报警 ， 末 热继 电器动 作报警 ，０ ４ 秒强制停车报警 ， 液温过 高报警 ， 液 位异常报警。 （ ）该系统有上 电自复位功能和极板复位 ２
按钮。
（ ）按下 试 车按 钮 则 极 板 可 下 行 。进 行 试 ３ 车。

KYN28星点短接双层柜的设计发表时间：2016-12-05T16:37:56.297Z 来源：《电力设备》2016年第18期作者：杨小凯王焱波[导读] 一般采用液态水阻软启动方式，而星点短接双层柜是其中的关键设备。

（西电宝鸡电气有限公司）摘要：在高压同步电动机回路的工程设计中常常要求电机降低电动机的启动电流（电动机的启动电流约为额定电流的7~8倍），一般采用液态水阻软启动方式，而星点短接双层柜是其中的关键设备。

关键词：降压起动；电液阻值；端电压一、概论：在电动机星点的定子回路中串接液体电阻，电动机在起动过程中通过水电阻柜中电极板的移动来改变液体电阻值的大小，从而均匀地提高电动机端电压，降低了电动机的启动电流，减少电网的电压降和冲击。

二、策划：为了顺利完成任务，我们前期进行了认真、细致的策划，并对液态水阻软启动和星点短接双层柜的原理及结构进行了分析。

1.水电阻软起动装置的工作原理：在电动机星点的定子回路中串接液体电阻，电动机在起动过程中通过水电阻柜中电极板的移动来改变液体电阻值的大小，从而均匀地提高电动机端电压，降低了电动机的启动电流，减少电网的电压降和冲击，电动机的转速随着电阻值得减少平滑的升高，励磁装置随时检测电动机转速，当电动机转速达到额定转速的90%（2700转/分）时，励磁装置QYJ发出投全压信号，液态软起动设备中的星点短接双层柜开关合闸，将液体电阻切除，电动机星点短接，转入全压启动阶段。

转速迅速上升，当电动机转速达到额定转速的97%（2910转/分）左右时，励磁装置自动投励，将电动机拉入同步转速（3000转/分），投入正常运行。

起动过程中，液体电阻值在预定的时间内自动无级减少，直至接近为零时电动机投入全压运行。

保证了电机启动运行可靠。

2.星点短接柜要同时能与开关柜及软启动柜并柜，为此要求星点短接双层柜要小型化，易于操作，动作可靠。

四、总结：为提高产品的竞争力满足客户的需求，专门进行了液态水阻软启动和星点短接双层柜设计，采用人性化设计理念，从简单实用和小型化、节约成本方面出发对装置进行了优化设计,提升了开关柜的方案适用性。

软启动柜工作原理
软启动柜工作原理是通过先将电动机的启动电流限制在一个较小的值，然后逐渐增加电流，最终将其达到额定值，从而实现电动机的平稳启动。

软启动柜一般由控制器、电力电子元件和保护装置组成。

在启动过程中，控制器通过对电力电子元件的控制，逐渐增加电动机的供电电压，从而使电动机的启动电流逐渐增加。

具体工作原理如下：
1. 初始阶段：当软启动柜启动时，控制器将电动机的供电电压限制在较小的值，通常是电动机额定电压的30%左右。

这样
可以降低电动机的启动电流，并减少对电网的冲击。

2. 加速阶段：随着时间的推移，控制器逐渐增加电动机的供电电压。

这一过程可以通过控制电力电子元件的导通时间来实现。

逐渐增加的供电电压会推动电动机的转子转动，从而使其加速。

3. 电动机达到额定电流：当电动机转速达到预定值或电流达到额定值时，控制器停止增加电动机的供电电压，并维持在额定电阻，此时电动机的启动过程已经完成。

软启动柜的工作原理可以实现以下几个方面的优势：
1. 降低启动电流：通过渐进增加电动机的供电电压，软启动柜可以有效地降低电动机的启动电流，减少对电网和电动机本身
的冲击。

2. 提高电动机的启动可靠性：软启动柜在启动过程中，能够根据电动机的实际情况动态调整供电电压，从而提高电动机的启动可靠性和稳定性。

3. 延长设备寿命：软启动柜可以减少电机启动时的冲击和应力，从而减少机械设备的磨损，延长其使用寿命。

综上所述，软启动柜通过逐渐增加电动机的供电电压，实现对电动机的平稳启动。

这种启动方式不仅可以降低启动电流，提高设备的可靠性，还能延长电机和机械设备的使用寿命。

水阻启动柜全解液体电阻启动柜，也就水阻启动柜，是近年来运用非常广泛的电机起动设备。

适用于400V、3KV、6KV、10KV等各个电压等级,功率范围从500KW-30000KW。

与频敏电阻、变频器、电抗器等其它起动方式相比，水阻柜具有起动功率因数高(因是阻性负载)，造价低，启动过程平滑，操作维护简单等优点，是启动电抗器和自耦降压启动器的理想替代产品。

一、工作原理：对于绕线式异步电动机来说，当电网电压及频率不变时，在转子回路中串入随电动机转速增加而相应减小的启动电阻后，一方面可以减小启动电流，另一方面又可以始终获得较大的启动转矩。

液体电阻启动柜就是利用这一原理，在电机定子回路(笼型电机)或转子回路(绕线电机）中串入一特制可控液态电阻，电机在起动过程中液态电阻的动、定极板之间的距离按预定设置自动改变，从而使液态电阻阻值呈无级平滑减小，直至阻值接近为零，起动结束后，液阻自动切除，电动机投入正常运行，可以连续起动5次。

二、启动柜主要结构组成:水箱、极板(分动极板及静极板)、传动机构、限位机构(行程开关)及相关电器元件,如继电器(或FLC),时间继电器、接触器、按钮、指示灯等装置构成。

三、工作原理：现以一台10KV绕线式电机为例，如下图所示：电机开关柜合闸的同时,水阻柜接到真空断路器运行信号,动极板自上而下开始运行,在设定的时间内电阻值逐渐下降,当电阻接近于零时，安装在水阻柜内的真空接触器吸合，电机启动完成，经过延时几秒后,动极板自动复位至原始状态，等待下一次起动。

如水阻柜在预定的时间内没有完成启动，就会发出一个故障报警信号，自动切断开关柜,确保电机不开路。

四、水阻的分类按照电机的不同,分为:一种是转子串水阻,即电机属于绕线式电机即转子回路未短接。

此时通过改变起动过程中转子回路的电阻值来逐步实现软起动。

二是定子串水阻电机属于笼型电机,即转子回路在电机内部已短接。

此时通过改变起动过程中定子回路的电阻值来逐步实现软启动。

水电阻软启动柜原理
水电阻软启动柜的原理是利用水电阻的变化来实现电机的缓慢启动。

软启动柜中包含一个水浸启动电路和一个变阻器。

当电机启动时，水浸启动电路通过电磁阀控制水流的进出，实现调节水电阻的目的。

当电机启动时，电磁阀打开，水流进入水浸启动电路，增加水电阻，限制电流的突然增加，使电机缓慢启动。

同时，变阻器也可以调节电压的大小，减小电机启动时的冲击电流。

随着电机转速的逐渐增加，水浸启动电路逐渐关闭电磁阀，减小水电阻，保证电机正常运行。

水电阻软启动柜的原理就是利用水电阻和变阻器来实现电机缓慢启动，避免电机启动时的冲击电流对设备和线路的损坏。

TRQ系列水阻柜软启动器使用说明书襄阳腾辉电气制造有限公司XIANGYANG TENGHUI ELECTRONICAL CO.,LTD一、概述TRQ系列水阻软启动器（以下简称启动器）是为改善大中型绕线式交流异步电动机的启动性能而研制的新型启动器,克服了频敏金属电阻启动器冲击电流大、难启动和操作不便等问题,适用于建材、冶金、化工、矿山等工业部门的球磨机、空压机、破碎机、大型风机、大型水泵等100~6000KW电动机的重载启动，是频敏启动器和金属电阻启动器的理想替代产品。

型号说明TRQ启动器辅助代号适配电机电流容量（KA）设计序号，“1”为分体式，“2”为一体化水阻器辅助代号的意义:W 多点温度测量及声光报警功能H 配进相机自动转接功能K 配低压电机一次回路P 短接接触器用两个接触器并联PC 采用可编程序控制器KH 配低压电机一次回路和二次回路进相机自动转接装置T 水阻柜二、基本原理通过机械传动装置使导电液体中两平行极板的相对距离逐渐减小直至为零,使串入电机转子回路中的电阻值无极减小,从而实现绕线式大中型电动机的重载平滑启动。

三、技术特点1、启动电流小且恒定，对电网无冲击；启动电流不大于额定电流的1.3倍，因此可以降低电机重载启动对变压器容量的要求，减少一次性投资；2、平滑启动，减少对机械设备的冲击，可延长机械设备及电机寿命30%左右；3、热容量大，可连续启动5～10次；4、低电压仍可启动，只要电网电压能保证电机正常运行，就能保证顺利启动。

5、结构简单，维护方便，可靠性优于频敏、油浸式变阻器。

四、技术参数（见下表1）表1五、结构简介本启动器为柜式防护结构，根据不同辅助功能分一体化和分体式两种。

分体式基本结构形式和外形尺寸如图1及表2；一体化基本结构形式和外形尺寸如图2及表3。

CF1 B1cE1A1 E A F B控制柜 电阻柜图1: TRQ 1-系列结构示意图表2CE AF B图2：TRQ 2-系列结构示意图六、正常工作条件环境温度上限不超过50℃，下限不低于0℃；相对湿度不超过85%；海拨高度不超过2000M；应放置室内无剧烈振动及冲击且垂直倾斜度不超过5°,没有火灾及爆炸危险的场合；不允许有导电尘埃及腐蚀性气体；三相四线380/220V 20A 50Hz。

软启动器说明书 1 软启动工作原理软启动器电动机的应用 1 软启动器工作原理与主电路软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。

这种电路如三相全控桥式整流电路，主电路图见图1。

使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。

待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。

软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。

软启动与软停车的电压曲线见2 软启动器的选用（1）选型：目前市场上常见的软启动器有旁路型、无旁路型、节能型等。

根据负载性质选择不同型号的软启动器。

旁路型：在电动机达到额定转数时，用旁路接触器取代已完成任务的软启动器，降低晶闸管的热损耗，提高其工作效率。

也可以用一台软启动器去启动多台电动机。

无旁路型：晶闸管处于全导通状态，电动机工作于全压方式，忽略电压谐波分量，经常用于短时重复工作的电动机。

节能型：当电动机负荷较轻时，软启动器自动降低施加于电动机定子上的电压，减少电动机电流励磁分量，提高电动机功率因数。

（2）选规格：根据电动机的标称功率，电流负载性质选择启动器，一般软启动器容量稍大于电动机工作电流，还应考虑保护功能是否完备，例如：缺相保护、短路保护、过载保护、逆序保护、过压保护、欠压保护等。

3 Alt48软启动器的特点Alt48软启动器启动时采用专利技术的转矩控制。

转矩斜坡上升更快速，损耗更低。

具有电动机和软启动器综合保护功能，能全时连续检测电机电流，提供电机可靠和完整保护，这种保护功能在启动结束旁路后仍能起作用，这是其它软启动器都不具备的。

软启动电路由于电路中电容的存在，突然加上电压会产生很大的暂态电流，因此一般在接通电源时先串联一定的电阻，延时后再短路这个电阻，这个过程就限制了暂态电流，而这样的电路则称为软启动电路。

目录∙软启动电路优点∙常用软起动电路∙软启动电路电气工作原理软启动电路优点1. 启动电流小，不论是大负载还是容性负载都只产生很小的启动电流。

2. 提高了元器件的使用寿命，更好的确保了产品品质的稳定性。

3. 对输入电压无要求，在输入电压较高时此电路也能正常工作。

4. 引入直流偏置电压，优化晶体管的静态特性。

5. 电路简单，容易实现。

常用软起动电路1采用功率热敏电阻电路热敏电阻防冲击电流电路如图所示。

它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。

采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。

2采用SCR-R电路该电路如图所示。

在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥VD1-VD4和限流电阻R对电容器C充电。

当电容器C充电到约80%的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。

这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。

3具有断电检测的SCR-R电路该电路如图所示。

它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。

软启动阀工作原理
软启动器是一种新型的电机节能产品，它具有软启动、软停止、过载保护等功能，广泛应用于各个领域。

那么它的工作原理是什么呢？下面我们就来简单介绍一下。

1.软启动阀的工作原理：通过控制器输入一定频率的方波信号，使电磁换向阀的阀芯产生位移，阀芯在弹簧的作用下使阀腔内形成一定压差，当电磁换向阀接受到一信号后，就将阀芯从原来的静止状态加速到设定速度。

此过程中，当电机启动时，由于受到启动转矩的作用，电磁换向阀将执行机构的运动转换成电机轴上的旋转运动。

这个过程中产生的转矩和速度就是软启动器所控制的电机启动转矩和速度。

2.软启动器与电机串联后，电机启动时对电磁换向阀产生的转矩和速度由控制器通过通讯网络自动补偿，并以一定频率的方波信号输出至软启动器。

软启动器内部具有电压、电流、电阻三个测量器，可以对启动电压进行控制。

当电机启动时，软启动器内部电路对阀芯进行加速，阀芯在弹簧压力作用下产生位移，阀芯在此过程中形成了一个变化速度非常快的交流电信号。

—— 1 —1 —。

液体电阻启动器的原理
步骤1：准备工作
在启动之前，电解液充满电解槽。

通常情况下，电解液由硫酸铜（CuSO4）溶液组成。

同时，电流的进入和输出端分别与电解槽内的两个
金属板连接。

步骤2：启动电机
启动电机会投入是由接触器实现的。

当接触器通电时，电流会通过液
体电阻启动器。

步骤3：液体电解作用
通过电流进入电解液，液体电解中的硫酸铜即会分解。

硫酸铜被分解
成铜阳离子和硫酸根阴离子。

这个分解过程是通过离子迁移实现的，即铜
阳离子向电解槽的负极迁移，而阴离子向电解槽的正极迁移。

步骤4：液体电解阻力
液体电解中的硫酸铜分解产生的离子会形成电流的传导。

而液体电解
中的阻力主要取决于离子浓度和流动速度。

在起动初期，液体电解的阻力
会较大，从而控制电路可以通过外部电压或其他方式来调整起动电流。

步骤5：减小电阻
随着电动机的运行，液体电解中的铜阳离子会沉淀在电解槽的负极上。

这个沉淀过程会降低液体电解的阻力，从而使电流能够流过电解槽更容易。

步骤6：维持运行
一旦电阻降低，液体电解启动器会将电流自动地通过液体电解，并保持在一个相对低的阻力水平上。

电解液内的电流和电压会逐渐恢复到正常运行状态。

通过以上步骤，液体电阻启动器实现了对电动机的启动。

在起动过程中，液体电解物质的分解和沉淀使电流通过液体电解的阻力逐渐降低，从而实现电动机的起动。

摘要：本文简要介绍了大功率设备软启动的几种常见方式，固态软启动、液态软启动、采用液力耦合器的软启动技术及其优缺点比较。

着重介绍了三相晶闸管电子软启动技术的工作原理，结构特点。

并通过应用实例说明了软启动的可行性和必要性。

关键词：大功率设备软启动电动机晶闸管0 引言大功率设备的应用十分广泛。

在生产过程中，电动机要经常启动、停止，其启动性能的优劣对生产影响很大，这是因为大功率电动机，其强大的启动电流会造成较大的线路电压降落，引起电网电压降低，不仅影响其他用电设备的正常工作，而且对动力变压器也会产生较大的冲击，所以，选择合理的启动方式受到相关技术人员的高度重视[1]。

1 软启动简述1.1 软启动与一般降压启动的区别在启动电动机时，可以通过降低加到电动机定子绕组的电压来减小电动机的启动电流。

软启动是在规定的启动时间内，用调压装置将启动电压，连续平稳地上升，直至达到额定电压。

可用n=f(M)来表示异步电动机的机械特性。

软启动是从初始电压开始，电压平衡连续的增大。

从图1中的0.5U所标注的曲线连续的平滑的向右平行移动，一直平稳到与额定电压Ue所指的曲线重合时为止，那么电动机的转矩就会平滑地增大，一直到转矩为最大值Mm时为止，启动结束。

这样，在启动过程中电动机的转矩是平滑的而不是跳跃的，启动过程是平稳的，所以叫软启动[2]。

若采用一般降压启动，假设启动电压U=0.5Ue，则电动机启动时的转矩为0.25M，即启动时的转矩仅有电动机最大转矩的1/4。

如果在此时将电压增加到电动机的额定电压Ue，那么电动机的转矩就会瞬间由1/4跳到M，这种的启动过程是不平滑、不平稳的，因此又称为硬启动，在要求稳启动的场合不应采用这种启动方式。

1.2 固态（晶闸管电子）软启动的原理在大容量电动机启动时，三相晶闸管软启动已经得到广泛的应用，其启动过程平稳，谐波的含量，转矩的冲击以及冲击的电流都相对较小，且价格适中，技术较为成熟。

晶闸管调压软启动器采用反并联接线的晶闸管、连接在电动机的三相绕组上，在电动机启动过程中，通过调节晶闸管的导通角大小，使电动机的启动电流可随着设定的规律变化而改变。

水的电阻值与导电率计算公式：R=ρL/S式中：ρ为物质的电阻率，单位为欧姆米（Ω. m)。

L为长度，单位为米（m）S为截面积，单位为平方米（m2）1、水的电阻值在测定水的导电性时，与水的电阻值大小有关，电阻值大，导电性能差，电阻值小，导电性能就良好。

根据欧姆定律，在水温一定的情况下，水的电阻值R大小与电极的垂直截面积F成反比，与电极之间的距离L成正比，如下式：R=ρ•L/F式中ρ--电阻率，或称比电阻。

电阻的单位为欧姆（欧，代号Ω），或用微欧（μΩ），1Ω等于106μΩ；电阻率的国际制（SI）单位为欧米（Ω•m ）。

如果电极的截面积F做成1cm2，两电极间的距离L为1cm，那么电阻值就等于电阻率。

水的电阻率的大小，与水中含盐量的大小、水中离子浓度、离子的电荷数以及离子的运动速度有关。

因此，纯净的水电阻率很大，超纯水电阻率就更大。

水越纯，电阻率越大。

海水的导电性还会随时间变化呢,海水通电会发生复杂的电解反应如:NACL=NA+CL22、水的电导率由于水中含有各种溶解盐类，并以离子的形态存在，当水中插入一对电极时，通电之后，在电场的作用下，带电的离子就产生一定方向的移动，水中的阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，使水溶液起导电作用。

水的导电能力的强弱程度，就称为电导度S（或称电导）。

电导度反映了水中含盐量的多少，是水的纯净程度的一个重要指标。

水越纯净，含盐量越少，电阻越大，电导度越小。

超纯水几乎不能导电。

电导的大小等于电阻值的倒数。

即S=1/R，S=(1/ρ)·(F/L)。

1/ρ就称为电导率，其国际制单位为西·米-1(S·m-1)电功率=电压*电流，W=U*I，因为R=U/I，可以推出W=I^2*R=U^2/R。

以你所说，若电阻恒定，很容易比出电压的平方。

一个电器并联电阻的总阻值的倒数，等于各并联电阻阻值的倒数和，1/R总=1/R1+1/R2+1/R3+……+1/Rn 若只两电阻并联，1/R总=1/R1+1/R2=（分母通分）R2/R1*R2+R1/R1*R2=（R1+R2）/R1*R2，即R总=R1*R2/R1+R2 。

软启动电路及原理一软起动主电路图、晶闸管降压软起动主电路如图所示，其中M是异步电动机，晶闸管KPl～KP6组成移相控制的三相交流调压电路，利用品闸管进行调压，其输出电压大小由晶闸管的导通角决定，而晶闸管的导通角又与其触发角有关。

触发角越小，输出越大。

因此，只需在电动机起动过程中通过控制晶闸管触发角的大小，不断改变晶闸管的导通角来改变输出电压波形，从而改变输出电压的有效值。

随着输出电压的增加，电机转速不断上升。

而电机定子电流的大小J下比于定子端电压，起动仞期，电机端电压较小，冲击电流电小，随着电机定子端电压的不断增加，定子电流也不断增加，最终达到额定转速，实现了电机的软起动。

在每一瞬间，在三相交流调压电路中，至少要有两个器件导通，它们应处于不同的相，其中至少有一个是流向负载端，同时有另一个流向电源。

在电路的正常工作状态下，6个晶闸管按照KPI、K_P2、KP3、KP4、KP5和KP6的顺序循环触发导通，而且相邻的两个晶闸管触发时刻之间相差600电角度。

三相调压起动其实质是降压起动，与传统降压起动不同之处是无机械触点，起动电压和起动电流任意可调㈣。

图中F为快速熔断器，RZ为压敏电阻，KP为晶闸管，另外还有并联于晶闸管两端的RC保护电路。

理论上讲，本起动器可起动各种容量的三相异步电动机，针对不同的容量，软件控制思想均可不变，只要重新设计一下主电路即可，其中各元件的选择取决于被控电动机的容量。

．主电路图、软启动触发电路二如图，出发电路主要有监测、移相控制、脉冲串产生电路、触发驱动电路等组成。

同步信号取于电源输入端R、S、T，即、信号，i、vi uwV三相交流电源经电阻分压后，分别送往R、R与R、、R、RR252482379电压比较器U7A、U7B、U7C反相输入端。

三个电压比较器的同相端经接在作星形连接的公共端上,相当R R、R、R25232429于接至三相交流电的中相点。

各相交流电正向过零点时，对应的比较器输出低电平，驱动光电耦合器内发光二极管发光，光耦内的光电三极管导通，将低电平有效的同步信号送往单片机的P1.0、P1.1、P1.2输入端；而当交流电反相过零时，对应的比较器输出高电平送往单片机。