摘 要：軟啟動(dòng)是集電子技術(shù)、微處理技術(shù)及模糊控制技術(shù)于一體的具有先進(jìn)科技水平，運(yùn)行安全可靠的電機(jī)控制裝置（國(guó)內(nèi)稱為soft starter），它具有很多傳統(tǒng)電機(jī)啟動(dòng)裝置無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，是較理想的換代產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)啟動(dòng)；軟啟動(dòng)裝置；電機(jī)；特性；原理；應(yīng)用
The Application and Property of Soft-start Device
Tan Bin
１ 傳統(tǒng)啟動(dòng)裝置與軟啟動(dòng)裝置的特點(diǎn)：
電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)啟動(dòng)方式有自耦減壓、Y/△減壓、延邊△減壓及串電抗器減壓（磁控式），其共同特點(diǎn)是控制線路簡(jiǎn)單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不可調(diào)并有二次沖擊電流，對(duì)負(fù)載有沖擊轉(zhuǎn)矩。如電網(wǎng)電壓下降可能會(huì)造成堵轉(zhuǎn)。上述方式在停機(jī)時(shí)均為瞬間動(dòng)作，如無機(jī)械緩沖裝置會(huì)對(duì)相關(guān)設(shè)備造成損壞。
軟啟動(dòng)裝置(RSD)有下特點(diǎn)：
1)降低電機(jī)啟動(dòng)電流和配電容量，避免增容投資。
2)降低啟動(dòng)機(jī)械應(yīng)力，延長(zhǎng)電機(jī)及相關(guān)設(shè)備的壽命。
3)啟動(dòng)參數(shù)可視負(fù)載調(diào)整，以達(dá)到最佳啟動(dòng)效果。
4)多種啟動(dòng)模式及保護(hù)功能，易于改善工藝、保護(hù)設(shè)備。
5)備有外控端子，可方便實(shí)現(xiàn)異地控制或自動(dòng)控制。
6)全數(shù)字開放式操作顯示鍵盤，操作靈活簡(jiǎn)便。
7)高度集成的Intel微處理器控制系統(tǒng)，性能可靠。
8)大電流無觸點(diǎn)交流開關(guān)無級(jí)調(diào)壓，調(diào)壓范圍寬、過載能力強(qiáng)。
9)產(chǎn)品可用作頻繁或不頻繁啟動(dòng)。
有關(guān)研究資料報(bào)道，絕大部分故障都是在啟動(dòng)過程中出現(xiàn)的，RSD的出現(xiàn)，避免了以上傳統(tǒng)啟動(dòng)的缺點(diǎn)，兩者性能比較參見表1。
注：表中STR數(shù)字式軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)電流特性曲線，是選擇限流軟啟動(dòng)方式下的電流特性曲線；電壓斜坡啟動(dòng)方式下的電流特性曲線與限流軟啟動(dòng)方式下的電流特性曲線有一定的差異。
２ RSD的工作原理
在三相電源與電機(jī)間串入三相聯(lián)晶閘管，利用晶閘管移相控制原理，啟動(dòng)時(shí)電機(jī)端電壓隨晶閘
管的導(dǎo)通角從零逐漸上升，電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸增大，直至達(dá)到滿足啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束啟動(dòng)過程，此時(shí)旁路接觸器接通（避免電機(jī)在運(yùn)行中對(duì)電網(wǎng)形成諧波污染，延長(zhǎng)晶閘管壽命），電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)，停車時(shí)先切斷旁路接觸器，然后由軟啟動(dòng)器內(nèi)晶閘管導(dǎo)通角由大逐漸減小，使三相供電電壓逐漸減小，電機(jī)轉(zhuǎn)速由大逐漸減小到零，停車過程完成。見圖1。
３ RSD的起停方式
３．１ 電壓斜坡軟啟動(dòng)
啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，軟啟動(dòng)器的電壓快速升至U1，然后在設(shè)定時(shí)間t內(nèi)逐漸上升，電機(jī)隨著電壓上升不斷加速，達(dá)到額定電壓和額定轉(zhuǎn)速時(shí)，啟動(dòng)過程完成如圖2。
３．２ 限流啟動(dòng)
啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，軟啟動(dòng)器的輸出電壓迅速增加，直到輸出電流達(dá)到限定值，保持輸出電流不大于該值，電壓逐步升高，使電動(dòng)機(jī)加速，當(dāng)達(dá)到額定電壓、額定轉(zhuǎn)速時(shí)，輸出電流迅速下降至額定電流，啟動(dòng)過程完成，如圖3。該方式用于某些需快速啟動(dòng)的負(fù)載電機(jī)。
３．３ 斜坡限流啟動(dòng)
啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，輸出電壓在設(shè)定時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)上升，同時(shí)輸出電流以一定的速率增加，當(dāng)啟動(dòng)電流增至限定值Im時(shí)，保持電流恒定，直至啟動(dòng)完成如圖4。
該方式適用于泵類及風(fēng)機(jī)類負(fù)載電機(jī)。
３．４ 軟停車
在該方式下停止電機(jī)時(shí)，電機(jī)的輸出電壓由額定電壓在設(shè)定的軟停時(shí)間內(nèi)逐步降低至零，停車過程完成（如圖5）。該方式常用于水泵負(fù)載，它成功地解決了傳統(tǒng)停車過程中的“水錘”現(xiàn)象（即瞬間停機(jī)引起流體原來狀態(tài)的劇烈變化，造成流體對(duì)管道的沖擊）。
４ RSD的典型應(yīng)用
例1：某廠排水站有3臺(tái)250 kW 380 V電機(jī)，當(dāng)電機(jī)直接停車時(shí)，由于管內(nèi)水的反壓排水出口閥們處“拍門”撞擊聲很響，并發(fā)出2次撞擊聲，利用RSD軟起停車功能，“拍門”撞擊聲明顯減小，過去曾出現(xiàn)直接停車即“水錘現(xiàn)象”損壞事故，維護(hù)不僅工作量大，還需潛水員下水作業(yè)，維護(hù)一次費(fèi)用達(dá)2萬元，用了西安西普公司STR/250-3型（價(jià)格約2.5萬元/臺(tái)）后，從此未出現(xiàn)任何故障。有關(guān)電氣原理圖詳見圖6。
例2：某廠有兩臺(tái)渣漿泵輸出固液混合物料，一用一備。由于泵的葉輪和殼體均采用高耐磨而且葉輪是采用與轉(zhuǎn)向相同的螺絲緊固，因此在試車(點(diǎn)動(dòng))過程中因電機(jī)反轉(zhuǎn)而使葉輪從軸上退出并擊壞泵體。
采用STRA系列RSD裝置后，使點(diǎn)動(dòng)電壓連續(xù)可調(diào)，因而可選擇一個(gè)較低點(diǎn)動(dòng)電壓值使試車時(shí)點(diǎn)動(dòng)而對(duì)設(shè)備無任何影響，在設(shè)備檢修時(shí)也可以利用點(diǎn)動(dòng)功能來盤車。也可使兩臺(tái)泵輪流工作，使兩泵運(yùn)行利用率均等，延長(zhǎng)泵電機(jī)的使用壽命，有關(guān)電路圖詳見圖7。
以上僅舉2例說明RSD的應(yīng)用及產(chǎn)生的效益，RSD還有很多應(yīng)用場(chǎng)合，在鋼鐵、電力冶金、石化、民用、建筑等場(chǎng)合均有廣泛應(yīng)用。
５ RSD的發(fā)展
實(shí)際應(yīng)用中為便于控制，常獎(jiǎng)RSD開關(guān)及控制電路組成一個(gè)完整的電機(jī)控制中心(MCC)以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的綜合控制及故障記錄報(bào)警。RSD與可編程序控制器組合后，使控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更為方便靈活及可靠。
軟啟動(dòng)器自20世紀(jì)80年代由國(guó)外進(jìn)入國(guó)內(nèi)后，國(guó)內(nèi)有關(guān)部門進(jìn)行了大量研究及實(shí)踐，特別是西安西普公司(江主席曾親臨此公司現(xiàn)場(chǎng)參觀考察)近年來在這個(gè)領(lǐng)域作了大量有益的工作，RSD的功能不斷擴(kuò)正在開發(fā)及研制適用于繞線型異步電機(jī)，同步電動(dòng)機(jī)及雙速電動(dòng)機(jī)的控制系列產(chǎn)品，RSD在性能與國(guó)外(AB公司，schneider公司)同類產(chǎn)品相同的前提下，平均價(jià)格比以上公司同類產(chǎn)品便宜50%，與國(guó)內(nèi)自耦減壓裝置相比容量在75 kW以下電機(jī)價(jià)格貴約60%，容量在90 kW～315 kW僅貴20%左右，在電機(jī)輕載時(shí)，還可以達(dá)到節(jié)能的效果。
６ 結(jié)束語
綜上所述，可看出RSD有傳統(tǒng)啟動(dòng)裝置無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于各類泵類或風(fēng)機(jī)負(fù)載，對(duì)工作機(jī)械較特殊的如突跳、平滑加速、減速、快速停止，低速制動(dòng)的場(chǎng)合，也適用RSD它是傳統(tǒng)啟動(dòng)裝置的理想換代產(chǎn)品。
參考文獻(xiàn)
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