低壓軟啟動(dòng)器選用時(shí)需注意的問題

軟啟動(dòng)器以體積小，轉(zhuǎn)矩可以調(diào)節(jié)、啟動(dòng)平穩(wěn)沖擊小并具有軟停機(jī)功能等優(yōu)點(diǎn)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(dòng)器的趨勢。由于軟啟動(dòng)器是近年來新發(fā)展起來的啟動(dòng)設(shè)備，在設(shè)計(jì)、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(dòng)器安裝、調(diào)試工作中也遇到了一些實(shí)際技術(shù)問題。例如：不同啟動(dòng)負(fù)載軟啟動(dòng)器的選型、軟啟動(dòng)沖擊電流與過流保護(hù)定值的配合、軟啟動(dòng)設(shè)備容量與變壓器容量的關(guān)系等問題。

1、軟啟動(dòng)器簡介

目前，市場上常見的軟啟動(dòng)器主要有電子式、磁控式和自動(dòng)液體電阻式等類型。電子式以晶閘管調(diào)壓式為多數(shù)。變頻器在某種意義上也是一種軟啟動(dòng)器，而且是能夠真正地實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)的啟動(dòng)器，只是造價(jià)要高些。

晶閘管式軟啟動(dòng)器是串接在電源與電動(dòng)機(jī)之間的三組正反向并聯(lián)的晶閘管，通過微電腦控制觸發(fā)導(dǎo)通角實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓。晶閘管式軟啟動(dòng)器啟動(dòng)方式有斜坡電壓型、突跳加斜坡電壓型和限流型等可供選擇。

磁控式軟啟動(dòng)器是利用磁放大器原理制造的串聯(lián)在電源和電動(dòng)機(jī)之間的三相飽和電抗器構(gòu)成軟啟動(dòng)裝置。啟動(dòng)時(shí)通過字控制板調(diào)節(jié)磁放大器控制繞組激磁電流，改變飽和電抗器電抗值調(diào)節(jié)啟動(dòng)電壓降，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)。

不論晶閘管式軟啟動(dòng)器磁控式軟啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)只能調(diào)節(jié)輸出電壓，達(dá)到控制啟動(dòng)時(shí)電壓降、限制啟動(dòng)電流目。一般軟啟動(dòng)器不能調(diào)節(jié)電源頻率，也就不能象變頻器那樣從零頻零壓開始啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)無沖擊啟動(dòng)。實(shí)際上軟啟動(dòng)器啟動(dòng)設(shè)備時(shí)要產(chǎn)生一定沖擊電流；斜坡電壓型控制軟啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)電壓、電流變化曲線見圖1所示。晶閘管式軟啟動(dòng)器采用斜坡電壓啟動(dòng)時(shí)，開始時(shí)要使軟啟動(dòng)器輸出一個(gè)初始電壓（初始電壓80~280V之間可以調(diào)節(jié)），使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生足以克服機(jī)械設(shè)備靜摩擦初始轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)設(shè)備開始轉(zhuǎn)動(dòng)，啟動(dòng)電流為Is。微電腦控制下，繼續(xù)增加輸出電壓使電動(dòng)機(jī)加速。當(dāng)軟啟動(dòng)器輸出電壓接近額定電壓時(shí)，電動(dòng)機(jī)就已達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，Is降為負(fù)荷電流In。啟動(dòng)時(shí)間t1結(jié)束時(shí)，軟啟動(dòng)器輸出額定電壓并發(fā)出旁路信號，使旁路接觸器閉合，軟啟動(dòng)器停止輸出電壓，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入正常運(yùn)行。軟啟動(dòng)初始轉(zhuǎn)矩可以給定初始電壓和啟動(dòng)時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制啟動(dòng)電流2~4.5倍電動(dòng)機(jī)額定電流以內(nèi)。

低壓軟啟動(dòng)器停車方式主要有自由停車，軟停車，制動(dòng)停車三種。傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)停車方式常用自由停車，但有許多應(yīng)用場合，自由停車會產(chǎn)生很大問題，如高層建筑水泵系統(tǒng)，采用自由停車，會產(chǎn)生巨大“水錘”效應(yīng)，使管道、水泵損壞。利用軟停車可以消除自由停車帶來這種反慣性沖擊。停車時(shí)刻t2發(fā)出停車指令，電動(dòng)機(jī)端子電壓從Un緩慢下降，電壓下降瞬間電動(dòng)機(jī)電流會有一個(gè)小電流沖擊，然后電動(dòng)機(jī)電流會隨電壓下降而下降，直至電動(dòng)機(jī)停下來。

2、低壓軟啟動(dòng)器選用時(shí)應(yīng)注意問題

2．1低壓軟啟動(dòng)柜電氣接線與元件排列

一般低壓軟啟動(dòng)柜電氣接線如圖2所示。柜內(nèi)電氣元件按圖示順序排列，作到主接線簡短不交叉，便于銅排連接。軟啟動(dòng)器安裝接觸器右側(cè)不受其他元件發(fā)熱影響。軟啟動(dòng)器與控制柜邊壁及其他元件間距要求≥100mm，方便軟啟動(dòng)器散熱。

2．2軟啟動(dòng)器選型

除了技術(shù)、性能、價(jià)格比較外，還要考慮設(shè)備現(xiàn)場的電網(wǎng)容量、設(shè)備啟動(dòng)負(fù)荷輕重、啟動(dòng)頻繁程度等具體條件。

對于水泵類啟動(dòng)負(fù)載較輕設(shè)備，可選擇功能簡單、價(jià)格較低、操作方便軟啟動(dòng)器。這類設(shè)備根據(jù)電動(dòng)機(jī)額定功率，選用樣本規(guī)定相同容量的軟啟動(dòng)器就能滿足需要。對于大型風(fēng)機(jī)、破碎機(jī)等啟動(dòng)負(fù)荷比較重的設(shè)備，應(yīng)該選用啟動(dòng)功能比較多、有限流啟動(dòng)功能、自身保護(hù)比較齊全的軟啟動(dòng)器。尤其功率比較大設(shè)備（200KW以上），最好選用啟動(dòng)功能比較全高性能軟啟動(dòng)器。

2．3隔離器和熔斷器選擇

軟啟動(dòng)柜中隔離電器，可以選用隔離開關(guān)也可以選用具有隔離功能塑殼斷路器。小功率軟啟動(dòng)柜宜選用隔離開關(guān)熔斷器組合刀熔開關(guān)。不但起到隔離保護(hù)作用，還可以降低工程造價(jià)。隔離開關(guān)額定電流大于電動(dòng)機(jī)額定電流就可以滿足運(yùn)行要求。

軟啟動(dòng)器中晶閘管浪涌焦耳積分（I2t）值有限，選用斷路器做短路保護(hù)裝置不能有效保護(hù)晶閘管元件。建議選用快速熔斷器做短路保護(hù)裝置。快速熔斷器可選用aR或NGT型半導(dǎo)體保護(hù)熔斷器。選用快速熔斷器一般不用做分?jǐn)嗄芰πｒ?yàn)，aR型熔斷器額定分?jǐn)嗄芰��?0KA，NGT快速熔斷器分?jǐn)嗄芰��?20KA，能夠滿足一般配電工程需要。另外熔斷器還有限流功能，對晶閘管的保護(hù)要比斷路器可靠。

快速熔斷器額定電流選用原則是設(shè)備啟動(dòng)時(shí)不會熔斷，設(shè)備安裝處發(fā)生最小短路電流時(shí)必須可靠熔斷。具體選用時(shí)可設(shè)備負(fù)荷性質(zhì)和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，查閱熔斷器制造廠提供熔斷器時(shí)間—電流特性曲線、I2t值及晶閘管I2t值進(jìn)行計(jì)算選擇。缺少上述資料時(shí)也可按下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算選用：