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)展起來的啟動設備,在設計、安裝、調(diào)試和使用方面還缺少指導性的規(guī)范與規(guī)程。我們在軟啟動器安裝、調(diào)試工作中也遇到了一些實際技術問題。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、軟啟動設備容量與變壓器容量的關系等問題。
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器,而且是能夠真正地實現(xiàn)軟啟動的啟動器,只是造價要高些。
晶閘管式軟啟動器是串接在電源與電動機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)導通角實現(xiàn)交流調(diào)壓。晶閘管式軟啟動器啟動方式有斜坡電壓型、突跳加斜坡電壓型和限流型等可供選擇。
磁控式軟啟動器是利用磁放大器原理制造的串聯(lián)在電源和電動機之間的三相飽和電抗器構成軟啟動裝置。啟動時通過字控制板調(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)啟動電壓降,實現(xiàn)電動機軟啟動。
不論晶閘管式軟啟動器磁控式軟啟動器啟動時只能調(diào)節(jié)輸出電壓,達到控制啟動時電壓降、限制啟動電流目。一般軟啟動器不能調(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電動機,實現(xiàn)無沖擊啟動。實際上軟啟動器啟動設備時要產(chǎn)生一定沖擊電流;斜坡電壓型控制軟啟動器啟動時電壓、電流變化曲線見圖1所示。晶閘管式軟啟動器采用斜坡電壓啟動時,開始時要使軟啟動器輸出一個初始電壓(初始電壓80~280V之間可以調(diào)節(jié)),使電動機產(chǎn)生足以克服機械設備靜摩擦初始轉(zhuǎn)矩,拖動設備開始轉(zhuǎn)動,啟動電流為Is。微電腦控制下,繼續(xù)增加輸出電壓使電動機加速。當軟啟動器輸出電壓接近額定電壓時,電動機就已達到額定轉(zhuǎn)速,Is降為負荷電流In。啟動時間t1結(jié)束時,軟啟動器輸出額定電壓并發(fā)出旁路信號,使旁路接觸器閉合,軟啟動器停止輸出電壓,電動機轉(zhuǎn)入正常運行。軟啟動初始轉(zhuǎn)矩可以給定初始電壓和啟動時間進行調(diào)節(jié),控制啟動電流2~4.5倍電動機額定電流以內(nèi)。
低壓軟啟動器停車方式主要有自由停車,軟停車,制動停車三種。傳統(tǒng)電動機停車方式常用自由停車,但有許多應用場合,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,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。停車時刻t2發(fā)出停車指令,電動機端子電壓從Un緩慢下降,電壓下降瞬間電動機電流會有一個小電流沖擊,然后電動機電流會隨電壓下降而下降,直至電動機停下來。
2、低壓軟啟動器選用時應注意問題
2.1低壓軟啟動柜電氣接線與元件排列
一般低壓軟啟動柜電氣接線如圖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。軟啟動器安裝接觸器右側(cè)不受其他元件發(fā)熱影響。軟啟動器與控制柜邊壁及其他元件間距要求≥100mm,方便軟啟動器散熱。
2.2軟啟動器選型
除了技術、性能、價格比較外,還要考慮設備現(xiàn)場的電網(wǎng)容量、設備啟動負荷輕重、啟動頻繁程度等具體條件。
對于水泵類啟動負載較輕設備,可選擇功能簡單、價格較低、操作方便軟啟動器。這類設備根據(jù)電動機額定功率,選用樣本規(guī)定相同容量的軟啟動器就能滿足需要。對于大型風機、破碎機等啟動負荷比較重的設備,應該選用啟動功能比較多、有限流啟動功能、自身保護比較齊全的軟啟動器。尤其功率比較大設備(200KW以上),最好選用啟動功能比較全高性能軟啟動器。
2.3隔離器和熔斷器選擇
軟啟動柜中隔離電器,可以選用隔離開關也可以選用具有隔離功能塑殼斷路器。小功率軟啟動柜宜選用隔離開關熔斷器組合刀熔開關。不但起到隔離保護作用,還可以降低工程造價。隔離開關額定電流大于電動機額定電流就可以滿足運行要求。
軟啟動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裝置不能有效保護晶閘管元件。建議選用快速熔斷器做短路保護裝置。快速熔斷器可選用aR或NGT型半導體保護熔斷器。選用快速熔斷器一般不用做分斷能力校驗,aR型熔斷器額定分斷能力為50KA,NGT快速熔斷器分斷能力為120KA,能夠滿足一般配電工程需要。另外熔斷器還有限流功能,對晶閘管的保護要比斷路器可靠。
快速熔斷器額定電流選用原則是設備啟動時不會熔斷,設備安裝處發(fā)生最小短路電流時必須可靠熔斷。具體選用時可設備負荷性質(zhì)和電動機啟動電流,查閱熔斷器制造廠提供熔斷器時間—電流特性曲線、I2t值及晶閘管I2t值進行計算選擇。