不同負(fù)載下軟啟動(dòng)器功能的選擇

1、負(fù)載機(jī)械提出的工藝和起動(dòng)特性要求

軟起動(dòng)器是通過控制反并聯(lián)晶閘管組的導(dǎo)通角,實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)端電壓值的調(diào)節(jié)。生產(chǎn)機(jī)械提出的工藝要求多種多樣,例如:離心泵在突然起動(dòng)及突然停止時(shí),會(huì)在管網(wǎng)中出現(xiàn)“水錘”效應(yīng),嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生破壞性的后果。因此它不僅要求軟起動(dòng)、還要求軟停止。在某些傳送機(jī)械中,也要求延長(zhǎng)停車時(shí)間的軟停止功能,以免負(fù)載的移位或液體的溢出。由于風(fēng)機(jī)的負(fù)載與轉(zhuǎn)速的平方成正比,因此過快的起動(dòng)加速會(huì)造成比較嚴(yán)重的起動(dòng)沖擊電流。全壓起動(dòng)造成的扭矩上升率過大,往往會(huì)給某些機(jī)械帶來破壞,在具有類似鋼絲繩軟聯(lián)接的機(jī)械中劇烈的扭矩變化率會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)。有些機(jī)械雖然要求緩慢起動(dòng),但在實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)限制其加速度時(shí)發(fā)現(xiàn),因其起動(dòng)靜摩擦系數(shù)較大而無法起動(dòng)。這就要求軟起動(dòng)器能實(shí)現(xiàn)突加轉(zhuǎn)矩來克服靜摩擦。而有些機(jī)械為了準(zhǔn)確停車,在制動(dòng)到即將停車之前,需要一段暫短的低速運(yùn)行。有的則在起動(dòng)升速過程中需要一段暫短的低速運(yùn)行。有些機(jī)械在全壓運(yùn)行時(shí),有節(jié)能運(yùn)行的要求,需根據(jù)負(fù)載的波動(dòng)而隨時(shí)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)供電電壓。

2、典型的起動(dòng)、制動(dòng)使用要求

在一些工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,如紡織、冶金、水處理、食品和保健品加工、采礦和機(jī)械裝備行業(yè)中,有很多負(fù)載機(jī)械在起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)會(huì)提出特殊要求,其中典型的要求就作為“軟起動(dòng)器”或“智能馬達(dá)控制器”的設(shè)計(jì)基礎(chǔ), 例如 : ①空氣壓縮機(jī): 大容量電動(dòng)機(jī)在輕載運(yùn)行時(shí)要求進(jìn)入節(jié)能運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)輸入電源電壓不平衡時(shí)可自動(dòng)調(diào)節(jié)使相電流平衡,減少電動(dòng)機(jī)發(fā)熱,延長(zhǎng)壽命。②鑄件清理滾筒:正常運(yùn)行和維修時(shí),負(fù)載變化很大,如果利用“雙斜坡特性起動(dòng)”會(huì)減少機(jī)械沖擊;如果利用“智能電動(dòng)機(jī)制動(dòng)”或準(zhǔn)確停車控制,會(huì)提高裝卸工件的效率。③離心泵:利用“泵控制”功能,減少起動(dòng)和停止時(shí)液流沖擊所產(chǎn)生的系統(tǒng)水錘現(xiàn)象,節(jié)省了系統(tǒng)的維修費(fèi)用。④帶鋸:利用軟起動(dòng)和“智能馬達(dá)制動(dòng)”特性,克服大慣量起動(dòng)和實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。⑤橋式起重機(jī):利用“雙斜坡軟起動(dòng)”,實(shí)現(xiàn)加速過程較有效控制,提高生產(chǎn)率并減少產(chǎn)品的損壞。⑥皮帶運(yùn)輸機(jī)和自動(dòng)傳輸線:利用軟起動(dòng)和預(yù)置低速運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)平滑起動(dòng),避免產(chǎn)品移位和液體溢出。⑦通風(fēng)機(jī):利用軟起動(dòng)取代舊式機(jī)電起動(dòng)器,減少皮帶磨損和機(jī)械沖擊,節(jié)省維修費(fèi)用。⑧碼垛機(jī)械:利用雙斜坡軟起動(dòng)和預(yù)置低速運(yùn)行,適應(yīng)不同的包裝要求,避免沖擊所導(dǎo)致的產(chǎn)品損壞。⑨粉碎機(jī)械:利用堵轉(zhuǎn)和失速保護(hù),避免機(jī)械故障或阻塞造成電動(dòng)機(jī)過熱而燒毀。⑩切碎機(jī):利用軟起動(dòng)取代自耦降壓起動(dòng),有助于減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊和節(jié)約能源。錘磨機(jī)及離心機(jī):利用限流起動(dòng)和智能馬達(dá)制動(dòng),簡(jiǎn)化起動(dòng)和停車控制設(shè)備,減少皮帶磨損、機(jī)械沖擊和節(jié)約能源。攪拌機(jī):利用雙斜坡起動(dòng)和預(yù)置低速運(yùn)行,避免機(jī)械故障,節(jié)約能源。其他:還有繞線機(jī)、冷卻水塔、自動(dòng)人行道、扶梯、曳引傳送帶、鏈?zhǔn)絺魉蛶?、往?fù)來回送料車、模具更換機(jī)構(gòu)、研磨機(jī)等設(shè)備。

3、對(duì)軟起動(dòng)器負(fù)載的分類

低壓電機(jī)軟起動(dòng)器根據(jù)其負(fù)載工藝要求,有必要將其分類,這樣有利于選擇適合負(fù)載要求的軟起動(dòng)器。不僅能夠滿足工藝上的要求,而且能夠使軟起動(dòng)器長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。表1所示是較為典型的負(fù)載類型,其起動(dòng)、停止、初始電壓、電流限制值。表1的負(fù)載中,電動(dòng)機(jī)帶載和空載時(shí),其起動(dòng)要求就會(huì)有較大的區(qū)別。對(duì)于一些負(fù)載常常是輕載起動(dòng),如自動(dòng)扶梯;而對(duì)于一些負(fù)載常常是重載起動(dòng),如皮帶運(yùn)輸機(jī)、球磨機(jī)等。在這種情況下,必須對(duì)不同的負(fù)載加以區(qū)別,以便選擇軟起動(dòng)器不同的功能來滿足各種工藝要求,只有這樣做才能保證機(jī)械設(shè)備和軟起動(dòng)器的長(zhǎng)期可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

4、對(duì)不同負(fù)載下軟起動(dòng)器功能的選擇

軟起動(dòng)器面對(duì)不同負(fù)載需要選擇不同的起動(dòng)功能,以滿足不同生產(chǎn)工藝和設(shè)備運(yùn)行的需要。軟起動(dòng)軟停止電壓電流特性如圖1所示。

圖1軟起軟停過程電壓電流特性曲線

根據(jù)以上的負(fù)載分類以及設(shè)備運(yùn)行情況,結(jié)合圖1可以為不同的負(fù)載選擇與其相適應(yīng)的軟起動(dòng)器功能:①電壓斜坡軟起動(dòng)方式:電壓斜坡起動(dòng)是從零開始以線性斜坡的方式增加電動(dòng)機(jī)上的電壓直到額定電壓,起動(dòng)時(shí)間由用戶調(diào)節(jié)。②電流限幅軟起動(dòng)方式:直接使用電流限幅時(shí),起動(dòng)過程中的電動(dòng)機(jī)電壓基本上保持為常數(shù),采用純電流限幅時(shí),電動(dòng)機(jī)的加速性能基本與機(jī)電式降壓起動(dòng)器相同。③脈沖加轉(zhuǎn)矩起動(dòng)方式:對(duì)于一些特殊負(fù)載,如載有礦物的皮帶運(yùn)輸機(jī)和帶載的球磨機(jī),起動(dòng)時(shí)就需要較大的起動(dòng)電流和起動(dòng)力矩方能完成基本的工藝要求。④動(dòng)方式的停車時(shí)間短于自由停車。典型的電壓斜坡起動(dòng)方式可線性地減少電動(dòng)機(jī)電壓,實(shí)現(xiàn)軟停止,避免了減速初期的速度突然變化。水泵應(yīng)用中,為了避免水錘現(xiàn)象,電動(dòng)機(jī)的速度必須平滑下降,以防止檢查閥門時(shí)突然關(guān)閉。同樣對(duì)于運(yùn)輸機(jī)上的貨物來說,軟停止可以避免貨物傾倒,造成不必要的浪費(fèi)和損失。

在選擇以上4種起制動(dòng)方式之外,目前也有帶轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的軟起動(dòng)器,它與其它軟起動(dòng)器的差別在于控制計(jì)算算法,完善了加減速期間控制力矩的性能。當(dāng)然,上述起制動(dòng)方式也是根據(jù)負(fù)載情況組合應(yīng)用的,絕大多數(shù)都能滿足各種負(fù)載的不同要求。

軟啟動(dòng)應(yīng)用在無負(fù)壓供水設(shè)備中 運(yùn)行界面

無負(fù)壓供水設(shè)備中的軟啟動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置，國(guó)外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路。運(yùn)用不同的方法，控制三相反并聯(lián)晶閘管的導(dǎo)通角，使被控電機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化，就可實(shí)現(xiàn)不同的功能。

軟起動(dòng)器和變頻器是兩種完全不同用途的產(chǎn)品。變頻器是用于需要調(diào)速的地方，其輸出不但改變電壓而且同時(shí)改變頻率；軟起動(dòng)器實(shí)際上是個(gè)調(diào)壓器，用于電機(jī)起動(dòng)時(shí)，輸出只改變電壓并沒有改變頻率。

變頻器具備所有軟起動(dòng)器功能，但它的價(jià)格比軟起動(dòng)器貴得多，結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。無負(fù)壓供水設(shè)備電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器是運(yùn)用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟啟動(dòng)器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至啟動(dòng)結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟啟動(dòng)，在軟起動(dòng)過程中，無負(fù)壓供水設(shè)備電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟停止控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從預(yù)設(shè)函數(shù)以零關(guān)系逐漸下降，直至電動(dòng)機(jī)結(jié)束，賦予電機(jī)0電壓，即為軟停止，在軟停止過程中，無負(fù)壓供水設(shè)備電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸減小，轉(zhuǎn)速也逐漸減小。

以上就是西安永泰電氣科技有限公司分享的不同負(fù)載下軟啟動(dòng)器功能的選擇。