ABB 软启动器的应用
发布日期：2011-10-08 浏览次数：
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本文介绍了鼠龙式电动机常见启动方式及启动特性，就ABB软启动器的启动特点、保护特性、软停止特性及运用等几方面进行重点阐述。
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［摘要］本文介绍了鼠龙式电动机常见启动方式及启动特性，就ABB软启动器的启动特点、保护特性、软停止特性及运用等几方面进行重点阐述。
[关键词］软启动器 软启动 软停止
一、鼠龙式电动机启动方式及特性
鼠龙电动机启动方式有以下几种：全电压启动、星三启动、自耦降压启动、延边三角启动、电阻减压启动、电抗减压启动、软启动器启动，各种启动方式的启动机械特性见图一。
常见的启动方式有直接启动、星三角启动、自耦降压启动、软起动器启动。其主要特点如下：
直接启动：
※高启动电流
※高启动力矩
※最短的启动时间
※只能直接停止电机运行
※启动装置便宜
星三角启动：
※低启动电流(不能调节O．33Iqd)
※在切换瞬间有尖锋电流／力矩冲击
※低启动转矩
※长启动时间
※只能直接停止电机运行
自耦降压启动：
※变压器有抽头可调启动电流
※在切换瞬间有尖锋电流／力矩冲击
※中／低启动电流
※长启动时间
※只能直接停止电机运行
软起动器启动：
※可调启动电流
※可校调启动力矩
※可实现软停止过程
※适当的启动时间
※对机械设备和管道的最小磨损
二、软启动器的功能
为了适应现代化生产，为减少对电网的冲击。对机械的磨损。减少对启动装置的维护。可调启动电流。可校调启动转矩。可软停车的软启动器被广泛应用于鼠龙型电动机的启动，现以ABB公司软启动器为例：详细介绍其功能及特性。ABB公司软启动器有以下规格型号：PSS03—25—500L两相控制适用于小型电机的紧凑设计。这种小型软启动器具有内置的旁路触点。可长期带负载运行。PSSI8／30一PSS142／245适用于普通性负载。同一装置可用“外接”和“内接”两种连接方法(图二)。采用内接可减少42％ 流经软启动器的电流。也就说使用户有可能用58A的软启动器来控制和运行IOOA的电机。限流功能为可选
件。因此其启动特性有两种设定：1)无限定启动电流时：可设定启动时间(O一3os)，启动电压(3O％ 一70％Ue)其起动曲线见图三。2)有限定启动电流：需外接数个电流互感器(变化为／1)，可设定启动时间，启动电流倍数。其启动曲线见图四。PSS软停止
特性可设定停止时间(0—30S)，特性曲线见图五
PSS在起动、运行、停止过程。当启动过程结束，并由K5输出信号。信号灯亮可指示，监测软启动器是否故障，过热，外部是否缺相。并由K6信号电器输出信号，F故障灯亮。
PSD和PSDH；可适用各类应用，包括常启动及重载启动；柔性组合的电位器式参数设定。清晰的LED状况与故障指示于单元前板上。可选配电子式过载保护脱扣器，为适用不同负载选择开关。
PSD和PSDH启动特性(对于PSDH型这种脱扣器为标准配置。可设定的参数有：电动机额定电流的设定(70％ 一100％Ie)，更精确地限定启动电流。带电过载的精确保护；启动时间设定(0—60S)；初始电压(10％ 一6O％Ue)；限定启动电流倍数(2—5le)。其曲线见图四。
PSD和PSDH软停止特性由以下两个参数设定：停止时间(0—240S)；跌落电压Usd(30％ 一100％Ue)。其停车曲线见图五。
PSD和PSDH型软启动器为适应不同情况。有以下几种选择开关：
◆对于木工机械、压缩机等间段工作制负载提供节能(PF)选择开关。节能功能反应时间。普通速／慢速选择开关。其节能特性曲线见图六。
◆对于搅拌机、球磨机等静负载大的电机负载。提供脉冲起动，其特性曲线见图七。
◆对于球磨机、粉碎机等易堵转等负载。电机负载提供保护功能的大电流断开功能sc，即当sc=ON时启动电流超过限定电流200ms。当运行时。过载电流超载。经50ms软启动跳闸。
◆PSD和PSDH软启动器提供以下状态指示：电机运行指示，并由信号继电器K4给出信号；启动过程结束指示，并由信号继电器K5给出信号；缺相断开，软启动器过热，电路板故障等故障指示并由信号继电器K6给出信号。过载保护指示，并由K3给出信号。
三、用软启动器起动电机的一些优点
对于用软启动器起动电机，相对许多其它传统的起动方法，具有以下许多的优点：
l_减少电机起动时对电网的冲击：
当使用传统的直接起动方式时，由于电机起动时的起动电流是额定电流的七到八倍，有些新式电机由于转子的起动惯量很小，所以其起动电流可能会达到额定电流的十倍。因此会对电网造成一个巨大的冲击。如果变压器容量较小，或者在同一时间内有多台电机同时起动的话，则有可能会造成整个电网电压的急剧跌落。同时，由于变压器额定电流的限制，电机有可能在起动阶段无法加速到额定转速，从而导致电机长期低速运行，电流过高。我们在ABB设在瑞典的软启动器制造厂做过一个试验。对象是一台风机，由额定电流为205A的110KW 电机驱动。其直接起动电流为1947．5A，当将其连接在一台800KVA的变压器上时，由于该变压器的额定电流只有1154．7A。所以电机无法起动，转速无法加速到额定转速，温度上升很快。变压器也由于超负荷运行而造成铁心温度超限。
当使用另外一种传统的起动方法，星、三角起动时。虽然该起动方法属于一种降压启动方式，但是，由于起动电流只有直接起动时的30％ 左右，而且不可调，所以这经常会导致电机在星型工作状态下无法加速到额定转速。而一旦电机在非额定转速状态下切换到全压状态(三角状态)，则会造成一个非常大电流冲击，而该电流冲击有可能与直接起动时一样高。另外，风机类负载在起动初期的负载转距相对较低，但是随着转速的上升，其负载力矩成平方量关系地增长。在这种情况下，如果使用星、三角起动的方式。则马达最多只能够加速到额定转速的80％ 到85％左右。这样，在星、三角切换中。必然会有大电流的冲击。另外，对于一些起动负载会变化的场合。由于星型运行中，电压已经被限定为额定电压的58％ 左右，所以根本无法满足起动负载变化的需要。
如果使用软启动器的话。则由于起动电压和起动时间都是线性可调的，同时得益于ABB软启动器的限流功能。所以。根据不同的使用环境。不同的使用要求，可以通过调节起动电压、起动电流和限流倍数来实现不同的电机起动。还是上面所举的电机起动。当在直接起动时。由于变压器的容量不够。所以电机无法起动起来。但是换用软启动器后，将电机的起动电压设定为30％Un，起动时间为lOS，电流限制为4XIn。软启动器成功起动电机。实际测到数据如下：起动瞬间电压：120V；完全起动时间9．5S；电流在起动过程中一直保持在815A左右。在整个起动过程中，电网电压一直保持在394V左右，没有像直接起动时，电压有个明显的突降。通过这个试验可以看出，使用软启动器可以保证在不对电网造成过大冲击的情况下，顺利起动电机。同时，在以前无法起动的情况下，通过使用软启动器。也把不可能办到的变成可能办到的。
2．减少起动时起动力矩对包括电机和负载两方面的冲击。
对于直接起动来说，从上面所提试验中所得出的转矩、转速曲线中可看出：(灰色为负载转矩)
不管所接负载是什么类型(用直流变频设备模拟出各种类型的负载)，直接起动都可满足起动要求，但是，由于电机实际输出之转矩远大于负载实际需要的(重载、轻载或风机、泵类负载如上图)，所以会造成一个很大的机械冲击，反映到实际情况下，就是传动带打滑、机械磨损等等。而对于星、三角起动来说，由下图可看出：(灰色为负载转距)
当起动轻型负载时，虽然可以满足起动要求，但是仍然会有一个机械冲击。当起动重型负载时， 由中间那幅图可看出。星、三角起动根本无法满足要求。当起动风机、水泵类负载时，其机械冲击更加强烈，有可能在切换的瞬间，其机械冲击与直接起动时相同。由此造成的问题，有可能比直接起动更严重。
◆如果使用软启动器的话，由于软启动器可以根据实际的情况调节，所以不管对任何类型的负载，在起动过程中，它都可以轻松的应付。同时，得益于ABB软启动器的节能功能，当负载小于额定输出的30％ 时，软启动器可以自动优化功率因效角从而达到节能的目的。根据实际测试得出的结果，ABB软启动器进入节能状态后，可以最高节省10％左右的能量消耗。另外，某些负载，比如水泵，在停车的时候，由于水锤效应，有可能会造成水管湍震。这时，一定需要借助软启动器的软停车功能来消除水锤效应。
四、应用实例：
OABB成都办事处曾经帮助客户进行一个项目改造，客户是一个矿厂，使用的是一台250KW 的风机用于抽风。马达与风叶之间由5条传输皮带和一个变速箱构成的传动系联接。原来在没有安装软启动器时，每三个月该矿要停产一天用于更换皮带和变速箱。同时。客户发现每次电机起动时，皮带传动有严重的打滑现象。造成了较大的能量损耗。
◆ 当客户选用了一台PSDH470以后，整个情况有巨大的改观。首先皮带的使用寿命提高十倍。而变速箱使用至今仍未更换。工厂再也不因此而停产了。另外，皮带的数量减少到只用三根。大大提高了传动的效率。同时，起动时的皮带打滑现象也被消除。原来由于停产和更换零件的费用被大大地节省了下来。
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