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软起动器实际上是一个晶闸管调压调速的线路。其工作原理是通过改变晶闸管的触发角,调节晶闸管调压电路的输出电压。其特点是电动机转速近似与定子电压的平方成正比。软起动器起动电动机时,晶闸管全导通,使电动机工作在额定电压的机械特性上。
3基本功能
起动电压软起动器的起动电压在35%~65%(甚至20%~95%)额定电压间可调,这时起动转矩为10%~36%(或4%~90%)直接起动转矩。
脉冲突跳起动方式有些负载如挤压机、搅拌机和皮带输送机等静阻力比较大,必须施加一个短时的大起动力矩,以克服大的静摩擦力,所以在软起动器上设置了脉冲突跳方式,可以短时输出95%的额定电压(相当于90%直接起动转矩),0~400ms可控。脉冲突跳结束后,根据斜坡设定值继续起动。软起动器在一个工作周期中的输出电压波形如图3所示。
加速斜坡控制电动机开始转动后,可以控制电动机电压线性增大,加速时间可在一定范围内(如1~999s)调节。还可提供电流限幅(如在200%~500%电动机额定电流间可调)的起动加速方式,可使电动机线性加速到额定转速。
加速斜坡作用于小功率电动机,而快速斜坡用于惯性大的设备。
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运行状态软起动有4种运行状态:①跨越运行模式:晶闸管处于全导通状态,电动机工作于全压方式,电压斜坡分量可以完全忽略,常用于短时重复的电动机。②接触器旁路工作模式:在电动机达到满速运行时,用旁路接触器来取代已完成任务的软起动器,这样可以降低晶闸管的热损耗,提高系统效率。可以用一台软起动器起动多台电动机。③节能运行模式:当电动机负荷较轻时,软起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,从而提高了电动机的功率因素,起到了节能效果。④调压调速方式:软起动器可以作调压调速运行,因电动机转子内阻很小,要得到大范围的调速,就需在电动机转子中串入适当的电阻。
停止功能该功能的停止方式有4种:①自由停车:直接切断电源,电动机自由停车。②软停止:有时不希望电动机突然停止,采用软停止方式。在接收停机信号后,电动机端电压逐渐减小,转速下降到可调整斜坡时间(如1~999s)。③泵停止:适用于惯性力矩较小的泵驱动,消除“水锤效应”。④直流制动:当给出停车信号后,将直流注入电动机加快制动,直流制动时间可在0~99s间选择。主要用于惯性力矩大的负载或需要快速停机的场合。还可用于准确停车功能,该功能用于要求定位控制停车的场合。⑤保护和监控:软起动器以字符式显示器提供设备的监控和快速故障诊断信息,它的保护功能有:限流,2~5倍电动机电流可调:按I2t负载曲线提供过载保护:输入、输出缺相,3s跳闸:晶闸管短路、散热器过热及转子堵转时,200ms内跳闸:当电动机内热敏电阻的电阻值大于规定值时,200ms内跳闸:CPU故障,600ms关机:热故障信号、电动机过载及温升超过临界阈值时,停机。停机后,如果电动机温度依然过高,软起动器的热控制装置可防止重新启动:相故障和相位不平衡,LED和输出继电器发出信号:软启动器还具有电源掉电、欠电压、过电压等保护。
智能软起动器液晶显示器可显示电流、电压、功率、功率因子、电动机温度、运行时间。在通信方面,提供了标准的串行通信口,可通过键盘和LED以菜单形式设置参数。