软启动器解析.doc

1、1 软启动器 交流电机全压直接起动将产生过高的电动转矩与起动电流 ： (1)起初时 电流 可达 5-7 倍的额定电流 ，造成电动机绕组因过流引起过温，从而加速绝缘老化 ，严重时电 机可能烧毁 。 (2)造成供电网络电压降过大 ， 影响到电网内其他电气设备的运 转 。当电压 0.85 额定电压 时，可能引起电动机本身的起动无法正常完成 ，尤其是欠压保护要动作。 (3)起动时 能量损失过大，尤其当频繁起停时。 (4)对设备造成大的冲击力 、使机械传动部件 非正常磨损 、 加速老化，缩短寿命 ，尤其是 过高的起动冲击转矩将引起一系列的机械问题，如连接件损坏、电动机机 座变形、传送带撕裂，齿轮或齿轮

2、箱损坏等 。 全压起动的电动机容量愈大，供电变压器容量愈小时，这种影响愈显著。通常认为电动机容量大于动力变压器容量的 30%时 ，不允许经常全压起动。解决此类问题的常用方法为：适当降低电动机的端电压，从而减少电动机的起动电流及过大的起动冲击转矩。交流电机传统的起动方法有 ： 自耦变压器起动、星 -三角起动、串电抗器起动、串电阻起动等 ， 这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。 软起动器 （ Soft Starter）： 主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反 并联 晶 闸管及其电子控制电路。 通过 控制三相反并联闸管的导通角， 使电机输入电压从零以预设

3、函数关系逐渐上升，即为软起动，在软起动过程中电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加 ， 直至起动结束 后再 赋予电机全电压 。 软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，输出只改变电压并没有改变频率。变频器具备所有 软起动器 功能，但它比软起动器贵得多，结 构也复杂得多。 软起动器特别适用于各种泵类负载或风机类负载，需要软起动与软停车的场合。同样对于变负载工况、电动机长期处于轻载运行，只有短时或瞬间处于重载场合，应用 软起动器 （不带旁路接触器） 也 具有轻载节能的效果 软起动一般有下面几种起动方式。 （

4、1）斜坡升压软起动。这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲 击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。 （ 2）斜坡恒流软起动。这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定直至起动完毕。起动过程中，电流上升变化的速率可以根据电动机负载调整设定。电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。 （ 3）阶跃起动。开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。通过调节

5、起动电流设定值，可以达到快速起动效果。 （ 4）脉冲冲击起动。在起动开始阶段，让晶闸管在 极 短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。 软起动 相比 传统减压起动方式的不同 与优点 （ 1）无冲击电流。软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流2 从零线性上升至设定值。 起动平稳， 对电机无冲击，提高了供电可靠性，减少对负载机械的冲击转矩，延长机器使用寿命。 （ 2）恒流起动。软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。 （ 3）根据

6、负载情况及电网继电保护 特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。 电机的软停车 （ 4）笼型异步电机是感性负载，在运行中，定子线圈绕组中的电流滞后于电压。如电机工作电压不变，处于轻载时，功率因数低，处于重载时，功率因数高。软起动器能实现在轻载时，通过降低电机端电压，提高功率因数，减少电机的铜耗、铁耗，达到轻载节能的目的；负载重时，则提高电机端电压，确保电机正常运行。 电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间 断 电完成的。但有许多场合不允许电机瞬间关机。例如：高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的“水锤”效应，使管道， 甚至水泵遭到损坏。应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，

7、减少维修费用和维修工作量。 其过程 是，晶闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间过渡到全关闭的过程。停车的时间根据实际需要可调整。 “水锤 效应 ”（ Water hammer effect） ： 是指水管 内壁光滑， 水流动自如。当打开的 阀门 突然关闭，水流对阀门及管壁主要是阀门会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在 惯性 的作用下，迅速达到最大并产生破坏作用，这就是 “水锤效应 ”，也就是正水锤。相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大 。 软起动器 的 保护功能 （ 1）过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，因而随时

8、跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式 （ 反时限过电流保护是动作时限与被保护线路中电流大小有关的一种保护。当电流大时，保护的动作时限短，而电流小时 保护 动作时限长 ） ，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发 出报警信号。 （ 2）缺相保护功能：工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。 （ 3）过热保护功能：通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。 （ 4 ）其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护 。 西门子软启动器接线图 3

9、 3RW 系列软起动器旁路运行是怎么回事？旁路接触器应如何选择？ 答 ： 3RW 系列软起动器起动完成后，主要会有两种运行方式：持续运行和旁路运行。此时晶闸管处于全 导通情况，系统进入恒速运行状态。建议最好采用旁路方式运行，即当起动结束达到全电压后，将主回路切换至与晶闸管并联的旁路接触器上。这样会有两个好处： 1、 减少晶闸管的运行时间，提高晶闸管使用寿命，从而 降低维护成本。 2、 降低晶闸管导通时的热损耗，有利于设备散热并可有效降低设备功耗。 对于 3RW30/31， 3RW40 和 3RW44 系列软起动器，设备已经内置有旁路接触器，因此 无需单独选择外置旁路接触器，降低了采购成本并简化

10、了设计。 3RW40 软起动器是否需要设计外置旁路接触器？如加外置旁路接触器会有何影响？ 答： 西门子软起动器 3RW40 一大亮点就是内置旁路接触器，这种设计旨在为用户节省一台外置旁路接触器，即可降低采购成本，也可节约柜内安装空间。 3RW40 软起动器内置旁路接触器通过内部程序控制，无需外部回路控制接线与设定。 当软起动器起动完成后，内置旁路接触器吸合同时将晶闸管短接，主回路切换至内置旁路运行，同时信号输出端子 23/24 由开断切换至闭合（可用作指示灯输出）。 由于 3RW40 软起动器具备内部电流检测功能 ，如果设计有外置旁路接触器，并通过信号端子或延时强行切换至外置旁路时，软起动器会

11、报故障并终止起动过程。因此，建议用户不要设计外置旁路接触器以避免不必要的麻烦。 对于必须设计外置旁路接触器的应用情况（如一拖多，即一台软起动器驱动多台负载），应对软起动器控制回路进行必要修改。 3RW40 软起动器起动小容量电机时为何起动失败并报警？ 答： 3RW40 在进行调试时，如果负载电机功率过小，或无电机负载，软起动器会报故障并立即终止起动过程。这是正常的报警信号，客户无需担心。因为 3RW40 系列内部集成了 电子式过载保护，其原理是通过内部电流互感器测量三相负载电流值并按照整定的电流和脱扣等级进行保护。其内部也集成了低电流检测的功能，即当负载电流低于软起动器额定电流的20%时， 3

12、RW40 软起动器便可能报警并停止起动。 因此，用户进行调试时，必须确认软起动器负载电机的容量是否达到软起动器额定容量的最低限制。同时软起动器面板上的过载保护整定值也应该按照电机的铭牌额定电流进行整定。 3RW402/3/4 系列与 3RW405/7 系列起动命令输入设计的区别 ? 答：针对于 3RW40 系列软起动器，有两种规格即 3RW402/3/4 和 3RW405/7。 这两种软起动器起动信号的输入方式是不一样的 ： 3RW402/3/4：起动命令是 1 号端子和 3 号端子短接，即起动。 3RW405/7：起动命令是 1 号端子和 A1 号端子短接，即起动。 3RW40(5,7)如何

13、设置参数 ? 答： 面板有 6 个刻度盘 ,分别为 ： XIe (1.3-5) ： 限流倍数 Ton (0-20S)： 起动时间 Us (40%-100%) ： 起动电压 Toff (0-20s)： 停车时间 (软停 ) ，又叫惰转时间 Ie：额定电流 Class： 脱扣 等级设置 。 脱扣等级规定了从冷态开始，对称的三相负载在 7.2 倍整定电流时，4 不同的脱扣等级 具有不同的脱扣时间： CLASS 10A 脱扣时间为 2-10S CLASS 10 脱扣时间为 4-10S CLASS 20 脱扣时间为 6-20S CLASS 30 脱扣时间为 9-30S 在实际过程中如何进一步调整 起动过

14、程 一、 电机起动不均匀：停车后减少起动电压 二、 堵转有噪音：转矩太小，停车后增加 起动电压或提高限流值 三、 起动完成切旁路后，电机转速没有达到额定值：停车后减少起动时间或提高限流值 四、 电机起动太快，转矩大，电流高：停车后增加起动时间或减少起动电压 停车过程 一、 突然停车：增加停车时间 二、 过长时间停车：减少停车时间 三、 停车时间为零时即自由停车 如何改变 ON/RUN 1、按住复位模式钮超过 2S，此时设备灯闪光，不要松复位模式钮，同时按复位测试钮超过1S。此时设备灯变为红色，旁路灯若闪烁则为 ON 状态，旁路灯若闪光则为 RUN 状态； 然后可以通过点压复位模式钮在 ON/R

15、UN 之间切换。 3、 按复位测试钮超过 1S 保存更改后的状态。此时装置灯恢复绿色常亮，旁路故障灯熄灭。 3RW40 如何更改复位模式 答： 复位模式选择 1、 第 0 步为初始状态（控制电源已给电） 此时设备灯亮为绿色，旁路、故障、自动（此灯为假定为不亮）灯都为熄灭状态。 2、 第 1 步是手动 /自动复位的切换 ，自动灯不亮时为手动复位，按住复位模式钮至自动灯亮松手， 此时即改为自动复位。状态更改后自动保存。若改为手动复位，重复上述操作。 3RW40 如何复位 ? 答：自动复位： 故障停车后容易自动重启，从而造成人身 设备危害，不建议使用此功能。 手动复位：本地：手动按下复位测试按钮，需

16、加装机械复位装置 何时需要复位 ? 答：当软起出现故障或过载保护时，即综合报警点 95/96/98 动作时，排除故障后，需复位 。如不复位此时灯及动作触点保持故障报警状态。 报警点不动作，不需要复位，排除问题后，指示灯会恢复正常 3RW40 软起动器对应不同的版本，故障输出触点 95/96/98 的状态是什么样的？ 答： 3RW40 软起动器故障输出触点 95/96/98 的状态取决于其不同的软件版本 软件版本的差别主要分为 =E07 两种 5 3RW40 软件版本在 E06 及其以下的 ： 控制板无控制电压时 触点 95/96 为闭点 触点 95/98 为开点 控制板有控制电压时 触点 95

17、/96 为闭点 触点 95/98 为开点 故障动作后 触点 95/96 为开点 触点 95/98 为闭点 3RW40 软件版本在 E07 及其以上的： 控制板无控制电压时 触点 95/96 为开点 触点 95/98 为闭点 控制板有控制电压时 触点 95/96 为 闭点 触点 95/98 为开点 故障动作后 触点 95/96 为开点 触点 95/98为闭点 备注： 软件版本在 E07 以上的 3RW40 软起动器故障输出触点状态发生改变，原因在于 E07 及其以上版本的软起动器通过了 ATEX 的鉴定，因此按照规定故障输出触点的动作状态发生了改变。 动作信息 发光二极管“ ready” 持续闪烁 准备起动或停止 发光二极管“ bypass” 持续亮 旁路 故障诊断 出错 可能的原因 故障排除 发光二极管“ ready”熄灭 电源电压太 低 检查 A1、 A2，并调整 电源 电压 控制输入 IN 不起作用（发光二极管“ ready”灯亮） 无线电压 检查熔断器或线路接触器 断相 检查熔断器或线路接触器 检查 L1、 L2、 L3 的电压 IN线接错 按描述方式连接 IN 无负载 连接电动机 电动机直接起动（发光二极管“ bypass”灯亮） 在连续操作期间没有激励控制 输入 IN就切断线电压然后再施加 接通线路上的接触器然后再控制输入 IN的同时断开