电机软起动器

2020-01-07 10:23:57      点击:

电机软启动器用于保护电机和其他连接的设备不受受控端子电压的损坏。因此,它是一种用于交流电动机的装置,用于在启动时暂时减轻动力传动系统内的负载和扭矩以及电动机的电流浪涌。这样可以减小轴和电动机上的机械应力,以及所连接的电源电缆以及配电网络上的电动应力。限制电流的初始涌入并减少与电动机启动相关的机械冲击,有助于延长系统的使用寿命。

电动机起动器方法

共有三种基本的电动机启动器技术

  1. 直接在线技术(DOL)起动器或跨线起动器这些起动器在电动机发出命令后立即将全电流,电压和转矩立即施加到电动机。DOL方法以最基本的电动机启动功能运行。
  2. 启动器也称为智能电动机控制器,这些启动器主动管理电压以控制启动和停止电流以及转矩曲线,从而增强电动机,机器操作和电动机电路的机械和电气特性。对于启动和停止时需要电动机控制的应用,软启动器是经济的,因为与DOL选件相比,软启动器具有更高级的控制。
  3. 变频驱动器(VFD)变频驱动器将交流线路电压转换为直流电压,然后将其反向转换为电动机的模拟交流电压。VDF通过启动,运行和停止来依靠电动机控制。

软起动器应用

可以设置软启动器以满足特定单个应用程序的要求。例如,它可以避免泵应用中的压力波动,并有助于在输送带系统中平稳启动,同时避免驱动部件上的应力和冲击。具有皮带驱动器的风扇和其他系统可以缓慢启动,同时避免打滑。

在电动R / C直升机中可以找到软启动,同时使转子叶片以平稳和受控的方式绕线,而不是突然喘振。软启动限制了浪涌电流,从而提高了电源的稳定性并减少了经常影响其他负载的瞬态电压降。最终,在确定软起动器的潜在考虑因素时,您会很好地提出一些问题:

  • 电机处于速度状态时,应用程序是否需要速度控制?
  • 是否需要精确停止和启动应用程序?
  • 当应用为零速时是否需要全扭矩?
  • 应用是否需要恒定扭矩?
  • 尺寸,散热和成本方面的考虑是什么?
  • 是否有谐波和安装问题?

软起动器如何工作?

固态软启动器使用半导体器件来降低电机端子电压,尽管这是暂时的。这样可以控制电动机电流,从而减少涌入并限制轴转矩。该控制基于控制两到三相的电动机端子电压。限制电动机电压会降低为逐渐启动负载提供的转矩。

有三种可能的电动机启动方式:

  • 零件绕组启动的应用:自耦变压器启动器
  • 逐步降低电压:软起动器和星三角起动器
  • 每隔一段时间施加满负载电压:直接在线启动

选择软启动器的好处

对于那些在启动过程中需要转矩控制和速度的应用,使用软启动器的优势通常是更经济的选择。此外,它们是关注空间的应用的理想选择,因为与变频驱动器相比,它们占用的空间更少。

使用软起动器的控制类型

使用软启动器有两种主要的控制类型:

  • 闭环控制

    对于启动器,可以根据需要修改电动机输出特性,例如监控的速度,汲取的电流或启动电压,以产生预期的响应。监视每个阶段的电流。因此,如果超过某个设定点,则时间电压斜坡可能会停止。
  • 开路控制

    逐渐施加启动电压,而不管电动机的速度或消耗的电流如何。对于每个相位,两个SCR背对背连接,其中SCR在各个半波周期的过程中(每个SCR都在其中传导)最初以180度的延迟进行传导。随着时间的推移,延迟会逐渐减小,直到施加的电压上升到满电源电压为止。这也称为时间电压斜坡系统。即使那样,该方法也不重要,因为它不控制电动机的加速度。

基本软启动器的组件

  • 使用PID控制器或微控制器的控制逻辑以及其他逻辑来控制链接至SCR的栅极电压的施加。即,控制SCR的触发角,以使SCR能够在电源电压周期的推荐部分导通。
  • 电源开关(例如SCR)需要进行相位控制,以便将其应用于循环的每个部分。例如,三相更多需要为每个相背对背连接两个SCR。然后,开关设备的额定值必须至少比线路电压高三倍。

这是一个用于三相感应电动机的电子软启动系统的示例。该系统在每个阶段都包含两个背对背SCR,因此总共有6个SCR。两个比较器形式的控制逻辑电路产生斜坡电压和电平以及一个光隔离器,该光隔离器控制将栅极电压施加到每个SCR相。然后将使用电源电路来提供所需的直流电压。

软起动器的优点

软起动器具有多个优点,使其在不同的设置中更为可取。这是软起动器的一些主要优点:

  • 更高的效率 –由于启动电压低,软启动器系统使用固态开关可提供更高的效率。
  • 受控启动 –软启动器可轻松更改启动电压,从而有助于平滑控制启动电流,从而确保电动机平稳启动而不会发生抖动。
  • 体积小,成本低 –固态开关的使用保证了这一点。
  • 受控加速度 –平稳控制电动机的加速度。

那么什么时候使用软起动器?

软起动器可用于多种应用。其中包括:

  • 具有中等或低启动转矩的应用。停止或启动时需要转矩控制和速度提升。建议逐步控制以避免扭矩尖峰以及与设备启动相关的机械系统内的张力。这些包括齿轮,皮带驱动,传送带和联轴器。
  • 轻载的应用程序。
  • 控制与启动大型电动机有关的高浪涌电流,因此必须加以限制,以防止罚款或供电网络问题。
  • 软起动器可避免在流体快速变化时避免管道系统内可能出现的压力波动,从而最大程度地减少机械损坏和对系统的磨损。
  • 电源监控。
  • 在运行模式下几乎没有速度控制。

通常,控制器根据电动机的应用提供不同的功能。因此,它们有助于使电动机在低压条件下启动,允许反向控制操作或多速运行,提供过载故障和过电流保护,并执行多种功能。

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