1.什麽(me) 是軟起動器?它與(yu) 變頻器有什麽(me) 區別?
軟起動器是一種集軟停車、輕載節能和多種保護功能於(yu) 一體(ti) 的新穎電機控製裝置,國外稱為(wei) Soft Starter。它的主要構成是串接於(yu) 電源與(yu) 被控電機之間的三相反並聯閘管及其電子控製電路。
運用不同的方法,控製三相反並聯閘管的導通角,使被控電機的輸入電壓按不同的要求而變化,就可實現不同的功能。
軟起動器和變頻器是兩(liang) 種完全不同用途的產(chan) 品。變頻器是用於(yu) 需要調速的地方,其輸出不但改變電壓而且同時改變頻率;軟起動器實際上是個(ge) 調壓器,用於(yu) 電機起動時,輸出隻改變電壓並沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動器功能,但它的價(jia) 格比軟起動器貴得多,結構也複雜得多。
2.什麽(me) 是電動機的軟起動?有哪幾種起動方式?
運用串接於(yu) 電源與(yu) 被控電機之間的軟起動器,控製其內(nei) 部晶閘管的導通角,使電機輸入電壓從(cong) 零以預設函數關(guan) 係逐漸上升,直至起動結束,賦予電機全電壓,即為(wei) 軟起動,在軟起動過程中,電機起動轉矩逐漸增加,轉速也逐漸增加。軟起動一般有下麵幾種起動方式。
(1)斜坡升壓軟起動。這種起動方式最簡單,不具備電流閉環控製,僅(jin) 調整晶閘管導通角,使之與(yu) 時間成一定函數關(guan) 係增加。其缺點是,由於(yu) 不限流,在電機起動過程中,有時要產(chan) 生較大的衝(chong) 擊電流使晶閘管損壞,對電網影響較大,實際很少應用。
(2)斜坡恒流軟起動。這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加,當電流達到預先所設定的值後保持恒定(t1至t2階段),直至起動完畢。起動過程中,電流上升變化的速率是可以根據電動機負載調整設定。電流上升速率大,則起動轉矩大,起動時間短。
該起動方式是應用最多的起動方式,尤其適用於(yu) 風機、泵類負載的起動。
(3)階躍起動。開機,即以最短時間,使起動電流迅速達到設定值,即為(wei) 階躍起動。通過調節起動電流設定值,可以達到快速起動效果。
(4)脈衝(chong) 衝(chong) 擊起動。在起動開始階段,讓晶閘管在級短時間內(nei) ,以較大電流導通一段時間後回落,再按原設定值線性上升,連入恒流起動。
該起動方法,在一般負載中較少應用,適用於(yu) 重載並需克服較大靜摩擦的起動場合。
3.軟起動與(yu) 傳(chuan) 統減壓起動方式的不同之處在哪裏?
籠型電機傳(chuan) 統的減壓起動方式有Y-q 起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬於(yu) 有級減壓起動,存在明顯缺點,即起動過程中出現二次衝(chong) 擊電流。軟起動與(yu) 傳(chuan) 統減壓起動方式的不同之處是:
(1)無衝(chong) 擊電流。軟起動器在起動電機時,通過逐漸增大晶閘管導通角,使電機起動電流從(cong) 零線性上升至設定值。
(2)恒流起動。軟起動器可以引入電流閉環控製,使電機在起動過程中保持恒流,確保電機平穩起動。
(3)根據負載情況及電網繼電保護特性選擇,可自由地無級調整至最佳的起動電流。
4.什麽(me) 是電動機的軟停車?
電機停機時,傳(chuan) 統的控製方式都是通過瞬間停電完成的。但有許多應用場合,不允許電機瞬間關(guan) 機。例如:高層建築、大樓的水泵係統,如果瞬間停機,會(hui) 產(chan) 生巨大的“水錘”效應,使管道,甚至水泵遭到損壞。為(wei) 減少和防止“水錘”效應,需要電機逐漸停機,即軟停車,采用軟起動器能滿足這一要求。在泵站中,應用軟停車技術可避免泵站的“拍門”損壞,減少維修費用和維修工作量。
軟起動器中的軟停車功能是,晶閘管在得到停機指令後,從(cong) 全導通逐漸地減小導通角,經過一定時間過渡到全關(guan) 閉的過程。停車的時間根據實際需要可在0 ~ 120s調整。
5.軟起動器是如何實現輕載節能的?
籠型異步電機是感性負載,在運行中,定子線圈繞組中的電流滯後於(yu) 電壓。如電機工作電壓不變,處於(yu) 輕載時,功率因數低,處於(yu) 重載時,功率因數高。軟起動器能實現在輕載時,通過降低電機端電壓,提高功率因數,減少電機的銅耗、鐵耗,達到輕載節能的目的;負載重時,則提高電機端電壓,確保電機正常運行。
6.軟起動器具有哪些保護功能?
(1)過載保護功能:軟起動器引進了電流控製環,因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。通過增加過載電流的設定和反時限控製模式,實現了過載保護功能,使電機過載時,關(guan) 斷晶閘管並發出報警信號。
(2)缺相保護功能:工作時,軟起動器隨時檢測三相線電流的變化,一旦發生斷流,即可作出缺相保護反應。
(3)過熱保護功能:通過軟起動器內(nei) 部熱繼電器檢測晶閘管散熱器的溫度,一旦散熱器溫度超過允許值後自動關(guan) 斷晶閘管,並發出報警信號。
(4)其它功能:通過電子電路的組合,還可在係統中實現其它種種聯鎖保護。
7.什麽(me) 是軟起動MCC控製櫃?
MCC(Motor Control Center)控製櫃,即電動機控製中心。軟起動MCC控製櫃由以下幾部分組成:(1)輸入端的斷路器,(2)軟起動器(包括電子控製電路與(yu) 三相晶閘管),(3)軟起動器的旁路接觸器,(4)二次側(ce) 控製電路(完成手動起動、遙控起動、軟起動及直接起動等功能的選擇與(yu) 運行),有電壓、電流顯示和故障、運行、工作狀態等指示燈顯示。
8.有的軟起動器為(wei) 什麽(me) 裝有旁路接觸器?
大多數軟起動器在晶閘管兩(liang) 側(ce) 有旁路接觸器觸頭,其優(you) 點是:
(1)控製櫃具有了兩(liang) 種起動方式(直接起動、軟起動)。
(2)軟起動結束,旁路接觸器閉合,使軟起動器退出運行,直至停車時,再次投入,這樣即延長了軟起動器的壽命,又使電網避免了諧波汙染,還可減少軟起動器中的晶閘管發熱損耗。
9.軟起動MCC控製櫃有哪些擴展功能?
將軟起動MCC控製櫃進一步加以組合,可以實現多種複合功能。例如:將兩(liang) 台控製櫃加上控製邏輯,可以組成“一用一備方案”,用於(yu) 大樓的消防係統與(yu) 噴淋泵、生活泵等係統。如果配上PC(可編程序控製器),則可以實現消防泵定時(如半個(ge) 月)自動檢測,定時自動關(guan) 閉;加上相應的控製邏輯,則可以對消防泵及各個(ge) 係統運轉是否正常實施平時檢測時,定時低速低水壓(不出水)運行;在滅火時,則實施全速滿載運行。將若幹台電機加上控製邏輯組合,可以組成生活泵係統或其它專(zhuan) 用係統,按需要量逐次打開各台電機,也可逐次減少電機,實現最佳效率運行。還可以根據客戶要求,實現多台電機每次自動轉換運行,使各台電機都處於(yu) 同等的運行壽命期。
10.軟起動器適用於(yu) 哪些場合?
原則上,籠型異步電動機凡不需要調速的各種應用場合都可適用。目前的應用範圍是交流380V(也可660V),電機功率從(cong) 幾千瓦到800kW。
軟起動器特別適用於(yu) 各種泵類負載或風機類負載,需要軟起動與(yu) 軟停車的場合。
同樣對於(yu) 變負載工況、電動機長期處於(yu) 輕載運行,隻有短時或瞬間處於(yu) 重載場合,應用軟起動器(不帶旁路接觸器)則具有輕載節能的效果。
變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源,以實現電機的變速運行的設備。其中控製電路完成對主電路的控製,整流電路將交流電變換成直流電,直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波,逆變電路將直流電再逆變成交流電。對於(yu) 如矢量控製變頻器這種需要大量運算的變頻器來說,有時還需要一個(ge) 進行轉矩計算的CPU以及一些相應的電路。
1. 整流器 ,它與(yu) 單相或三相交流電源相連接,產(chan) 生脈動的直流電壓。
2. 中間電路,有以下三種作用:
a. 使脈動的直流電壓變得穩定或平滑,供逆變器使用。
b. 通過開關(guan) 電源為(wei) 各個(ge) 控製線路供電。
c. 可以配置濾波或製動裝置以提高變頻器性能。
3. 逆變器 ,將固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓。
4. 控製電路 ,它將信號傳(chuan) 送給整流器、中間電路和逆變器,同時它也接收來自這些部分的信號。其主要組成部分是:輸出驅動電路、操作控製電路。主要功能是:
a. 利用信號來開關(guan) 逆變器的半導體(ti) 器件。
b. 提供操作變頻器的各種控製信號。
c. 監視變頻器的工作狀態,提供保護功能。
在現場對變頻器以及周邊控製裝置的進行操作的人員,如果對一些常見的故障情況能作出判斷和處理,就能大大提高工作效率,並且避免一些不必要的損失。為(wei) 此,我們(men) 總結了一些變頻器的基本故障,供大家作參考。以下檢測過程無需打開變頻器機殼,僅(jin) 僅(jin) 在外部對一些常見現象進行檢測和判斷。
1.上電跳閘或變頻器主電源接線端子部分出現火花。
檢測辦法和判斷 :斷開電源線,檢查變頻器輸入端子是否短路,檢查變頻器中間電路直流側(ce) 端子P、N是否短路。可能原因是整流器損壞或中間電路短路。
2.上電無顯示
檢測辦法和判斷 :斷開電源線,檢查電源是否是否有缺相或斷路情況,如果電源正常則再次上電後則檢查檢查變頻器中間電路直流側(ce) 端子P、N是否有電壓,如果上述檢查正常則判斷變頻器內(nei) 部開關(guan) 電源損壞。
3.開機運行無輸出(電動機不啟動)
檢測辦法和判斷 :斷開輸出電機線,再次開機後觀察變頻器麵板顯示的輸入頻率,同時測量交流輸出端子。可能原因是變頻器啟動參數設置或運行端子接線錯誤、也可能是逆變部分損壞或電動機沒有正確鏈接到變頻器。
4.運行時“過電壓”保護,變頻器停止輸出
檢測辦法和判斷 :檢查電網電壓是否過高,或者是電機負載慣性太大並且加減速時間太短導致的製動問題,請參考第8條。
5.運行時“過電流”保護,變頻器停止輸出
檢測辦法和判斷 :電機堵轉或負載過大。可以檢查負載情況或適當調整變頻器參數。如無法奏效則說明逆變器部分出現老化或損壞。
6.運行時“過熱”保護,變頻器停止輸出
檢測辦法和判斷 :視各品牌型號的變頻器配置不同,可能是環境溫度過高超過了變頻器允許限額,檢查散熱風機是否運轉或是電動機過熱導致保護關(guan) 閉。
7.運行時“接地”保護,變頻器停止輸出
檢測辦法和判斷 :參考操作手冊(ce) ,檢查變頻器及電機是否可靠接地,或者測量電機的絕緣度是否正常。
8.製動問題(過電壓保護)
檢測辦法和判斷 :如果電機負載確實過大並需要在短時間內(nei) 停車,則需購買(mai) 帶有製動單元的變頻器並配置相當功率的製動電阻。如果已經配置了製動功能,則可能是製動電阻損壞或製動單元檢測失效。
9.變頻器內(nei) 部發出腐臭般的異味
檢測辦法和判斷 :切勿開機,很可能是變頻器內(nei) 部主濾波電容有破損漏液現象。
10.如判斷出變頻器部件損壞,則聯係供應商或送交專(zhuan) 業(ye) 維修中心處理。
變頻器故障分析
目前人們(men) 所說的交流調速係統,主要指電子式電力變換器對交流電動機的變頻調速係統。變頻調速係統以其優(you) 越於(yu) 直流傳(chuan) 動的特點,在很多場合中都被作為(wei) 首選的傳(chuan) 動方案,現代變頻調速基本都采用16位或32位單片機作為(wei) 控製核心,從(cong) 而實現全數字化控製,調速性能與(yu) 直流調速基本相近,但使用變頻器時,其維護工作要比直流複雜,一旦發生故障,企業(ye) 的普通電氣人員就很難處理,這裏就變頻器常見的故障分析一下故障產(chan) 生的原因及處理方法。
一、參數設置類故障
常用變頻器在使用中,是否能滿足傳(chuan) 動係統的要求,變頻器的參數設置非常重要,如果參數設置不正確,會(hui) 導致變頻器不能正常工作。
1、參數設置
常用變頻器,一般出廠時,廠家對每一個(ge) 參數都有一個(ge) 默認值,這些參數叫工廠值。在這些參數值的情況下,用戶能以麵板操作方式正常運行的,但以麵板操作並不滿足大多數傳(chuan) 動係統的要求。所以,用戶在正確使用變頻器之前,要對變頻器參數時從(cong) 以下幾個(ge) 方麵進行:
(1)確認電機參數,變頻器在參數中設定電機的功率、電流、電壓、轉速、最大頻率,這些參數可以從(cong) 電機銘牌中直接得到。
(2)變頻器采取的控製方式,即速度控製、轉距控製、PID控製或其他方式。采取控製方式後,一般要根據控製精度,需要進行靜態或動態辨識。
(3)設定變頻器的啟動方式,一般變頻器在出廠時設定從(cong) 麵板啟動,用戶可以根據實際情況選擇啟動方式,可以用麵板、外部端子、通訊方式等幾種。
(4)給定信號的選擇,一般變頻器的頻率給定也可以有多種方式,麵板給定、外部給定、外部電壓或電流給定、通訊方式給定,當然對於(yu) 變頻器的頻率給定也可以是這幾種方式的一種或幾種方式之和。正確設置以上參數之後,變頻器基本上能正常工作,如要獲得更好的控製效果則隻能根據實際情況修改相關(guan) 參數。
2、參數設置類故障的處理
一旦發生了參數設置類故障後,變頻器都不能正常運行,一般可根據說明書(shu) 進行修改參數。如果以上不行,最好是能夠把所有參數恢複出廠值,然後按上述步驟重新設置,對於(yu) 每一個(ge) 公司的變頻器其參數恢複方式也不相同。
二、過壓類故障
變頻器的過電壓集中表現在直流母線的支流電壓上。正常情況下,變頻器直流電為(wei) 三相全波整流後的平均值。若以380V線電壓計算,則平均直流電壓Ud= 1.35 U線=513V。在過電壓發生時,直流母線的儲(chu) 能電容將被充電,當電壓上至760V左右時,變頻器過電壓保護動作。因此,變頻器來說,都有一個(ge) 正常的工作電壓範圍,當電壓超過這個(ge) 範圍時很可能損壞變頻器,常見的過電壓有兩(liang) 類。
1、輸入交流電源過壓
這種情況是指輸入電壓超過正常範圍,一般發生在節假日負載較輕,電壓升高或降低而線路出現故障,此時最好斷開電源,檢查、處理。
2、發電類過電壓
這種情況出現的概率較高,主要是電機的同步轉速比實際轉速還高,使電動機處於(yu) 發電狀態,而變頻器又沒有安裝製動單元,有兩(liang) 起情況可以引起這一故障。
(1)當變頻器拖動大慣性負載時,其減速時間設的比較小,在減速過程中,變頻器輸出的速度比較快,而負載靠本身阻力減速比較慢,使負載拖動電動機的轉速比變頻器輸出的頻率所對應的轉速還要高,電動機處於(yu) 發電狀態,而變頻器沒有能量回饋單元,因而變頻器支流直流回路電壓升高,超出保護值,出現故障,而紙機中經常發生在幹燥部分,處理這種故障可以增加再生製動單元,或者修改變頻器參數,把變頻器減速時間設的長一些。增加再生製動單元功能包括能量消耗型,並聯直流母線吸收型、能量回饋型。能量消耗型在變頻器直流回路中並聯一個(ge) 製動電阻,通過檢測直流母線電壓來控製功率管的通斷。並聯直流母線吸收型使用在多電機傳(chuan) 動係統,這種係統往往有一台或幾台電機經常工作於(yu) 發電狀態,產(chan) 生再生能量,這些能量通過並聯母線被處於(yu) 電動狀態的電機吸收。能量回饋型的變頻器網側(ce) 變流器是可逆的,當有再生能量產(chan) 生時可逆變流器就將再生能量回饋給電網。
(2)多個(ge) 電動施動同一個(ge) 負載時,也可能出現這一故障,主要由於(yu) 沒有負荷分配引起的。以兩(liang) 台電動機拖動一個(ge) 負載為(wei) 例,當一台電動機的實際轉速大於(yu) 另一台電動機的同步轉速時,則轉速高的電動機相當於(yu) 原動機,轉速低的處於(yu) 發電狀態,引起故障。在紙機經常發生在榨部及網部,處理時需加負荷分配控製。可以把處於(yu) 紙機傳(chuan) 動速度鏈分支的變頻器特性調節軟一些。
三、過流故障
過流故障可分為(wei) 加速、減速、恒速過電流。其可能是由於(yu) 變頻器的加減速時間太短、負載發生突變、負荷分配不均,輸出短路等原因引起的。這時一般可通過延長加減速時間、減少負荷的突變、外加能耗製動元件、進行負荷分配設計、對線路進行檢查。如果斷開負載變頻器還是過流故障,說明變頻器逆變電路已環,需要更換變頻器。
四、過載故障
過載故障包括變頻過載和電機器過載。其可能是加速時間太短,直流製動量過大、電網電壓太低、負載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時間、延長製動時間、檢查電網電壓等。負載過重,所選的電機和變頻器不能拖動該負載,也可能是由於(yu) 機械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機和變頻器;如後者則要對生產(chan) 機械進行檢修。
五、其他故障
1、欠壓
說明變頻器電源輸入部分有問題,需檢查後才可以運行。
2、溫度過高
如電動機有溫度檢測裝置,檢查電動機的散熱情況;變頻器溫度過高,檢查變頻器的通風情況。