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軟起動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱為Soft Starter。國內(nèi)軟起動器以沙美6000系列軟起動器最為有名,它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。

軟啟動器于20世紀70年代末和80年代初投入市場,填補了星-

三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝。采用軟啟動器,可以控制電動機電壓,使其在啟動過程中逐漸升高,很自然地控制啟動電流,這就意味著電動機可以平穩(wěn)啟動,機械和電應(yīng)力降至最小。因此軟啟動器在市場上得到廣泛應(yīng)用,并且軟啟動器所附帶的軟停車功能有效地避免水泵停止時所產(chǎn)生的“水錘效應(yīng)”。

異步電動機以其優(yōu)良的性能及無需維護的特點,在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。然而由于其起動時要產(chǎn)生較大沖擊電流（一般為Ie的5-8倍）,同時由于起動應(yīng)力較大,使負載設(shè)備的使用壽命降低。國家有關(guān)部門對電機起動早有明確規(guī)定,即電機起動時的電網(wǎng)電壓將不能超過15%。解決辦法有兩個：增大配電容量,采用限制電機起動電流的起動設(shè)備,如果僅僅為起動電機而增大配電容,從經(jīng)濟角度上來說,顯然不可取。為此,人們往往需要配備限制電機起動電流的起動設(shè)備,過去人們多采用Y/△轉(zhuǎn)換,自藕降壓,磁控降壓等方式來實現(xiàn)。這些方法雖然可以起到一定的限流作用,但沒有從根本上解決問題。

伴隨傳動控制對自動化要求的不斷提高,采用可控硅為主要器件、單片機為控制核心的智能型電動機起動設(shè)備－軟起動器,已在各行各業(yè)得到越來越多的應(yīng)用,由于軟起動器性能優(yōu)良、體積小、重量輕,并且具有智能控制及多種保護功能,而且各項起動參數(shù)可根據(jù)不同負載進行調(diào)整,其負載適應(yīng)性很強。因此電子式軟起動器將逐步取代落后的Y/Δ、自耦減壓和磁控式等傳統(tǒng)的減壓起動設(shè)備成為必然。

電力電子技術(shù)的快速發(fā)展,智能型軟起動器得到廣泛應(yīng)用。智能型軟起動器是一種集軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護于一體的新穎電機控制裝置,又稱為SoftStarter。它不僅實現(xiàn)在整個起動過程中無沖擊而平滑的起動電機,而且可根據(jù)電動機負載的特性來調(diào)節(jié)起動過程中的參數(shù),如限流值、起動時間等。此外,它還具有多種對電機保護功能,這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動設(shè)備的諸多弊端。

隨著國產(chǎn)變頻器產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,變頻器的價格不再高高在上,它不僅解決了電機啟動產(chǎn)生大沖擊電流的問題,并且具有很好的節(jié)能效果,因此,曾經(jīng)風(fēng)光一時的軟啟動器似乎有些沒落,聲音越來越小。那么,軟啟動器未來還有發(fā)展空間嗎?它會不會完全被變頻器替代?軟啟動器是否會被變頻器完全取代還需要市場的驗證,但是軟啟動器面臨的替代壓力確實越來越大;[1]這種情況在我國尤為明顯。由于中國工業(yè)技術(shù)一直較為落后,在十多年前,我國的變頻器產(chǎn)業(yè)剛剛起步,沒有定價權(quán),國內(nèi)市場大部分為國際品牌占據(jù),變頻器的成本一直居高不下。當(dāng)時,國內(nèi)鼠籠型異步電動機一般采用直接啟動,或用自耦、星三角啟動器啟動。上世紀九十年代,以單片機為核心、半導(dǎo)體可控硅為執(zhí)行元件的智能化電機軟啟動器進入中國市場,并在2000年以后開始加速發(fā)展,目 前市場規(guī)模約為20億。軟啟動器主要解決電動機啟動時對電網(wǎng)的沖擊和啟動后旁路接觸器工作的問題,對電機有較好的保護作用,在輕載情況下可以實現(xiàn)一定程度的節(jié)能(約5%),但是節(jié)能效果遠遠不如變頻器。隨著中國變頻器產(chǎn)業(yè)的崛起,并因此使變頻器的價格大幅下降,近幾年來,變頻器才又逐漸取代了軟啟動器的作用。

我國變頻器的國產(chǎn)化進程正在快速崛起,質(zhì)量穩(wěn)定性進步很快,加上服務(wù)和成本上的優(yōu)勢,變頻調(diào)速的性價比高,質(zhì)量和價格的競爭優(yōu)勢越來越明顯,軟啟動器面臨的替代壓力越來越大,科技進步帶來的產(chǎn)品更新?lián)Q代應(yīng)該會是一個趨勢。這就如同節(jié)能燈替代白熾燈一樣,這是科技和生活進步的必然結(jié)果,變頻器替代軟啟動器也是同樣道理。特別是我國的變頻器產(chǎn)業(yè)在近十多年的發(fā)展中已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化,國產(chǎn)變頻器技術(shù)已經(jīng)比較成熟,制造成本明顯下降。我國軟啟動器行業(yè)從興旺到衰弱也經(jīng)歷了一個性價比的變革,價格從以前的每千瓦150元降到每千瓦不到50元左右,國內(nèi)很多企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量非常穩(wěn)定,但市場在逐漸萎縮。從直起、自耦和星三角啟動器的發(fā)展演變,到變頻調(diào)速器的出現(xiàn),軟啟動器是這當(dāng)中的過渡產(chǎn)品�，F(xiàn)只有很小部分工況采用軟啟動器,比如電動機工作負載在90%以上的,其他工況以前是采用軟啟動方式起動的,現(xiàn)大多采用變頻調(diào)速器了,因為變頻調(diào)速器的節(jié)能效果有30%左右。此外,變頻器價格也從早期的每千瓦1000元左右下降到每千瓦只有200多元(大功率),價格下降十分顯著。如今的工礦企業(yè)對變頻器的應(yīng)用已經(jīng)全面普及了,幾乎涵蓋了所有領(lǐng)域,不夸張地說,凡是用到電動機的地方肯定有變頻調(diào)速器的身影。而且變頻調(diào)速器具備了電動機所需要的起動效果和節(jié)能效果�？萍歼M步?jīng)Q定市場占有,這就是為什么軟起動器市場發(fā)展空間會逐步下降,而變頻器市場占有率飛速提高的主要原因。

我國變頻器產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化水平已經(jīng)有了質(zhì)的突破,國產(chǎn)變頻器的市場份額也在逐步提升,但是和國外品牌在技術(shù)上相比,還是有一定距離,你認為我國的變頻技術(shù)有可能超越國外嗎?

目前談超越還為時過早,因為我們在變頻技術(shù)領(lǐng)域的研究、開發(fā)方面,無論在基礎(chǔ)上還是起步時間上都落后于歐美國家。但至少目 前技術(shù)已經(jīng)不是我國與國外變頻器行業(yè)的壁壘,而穩(wěn)定性及產(chǎn)品性能才是各個廠商面臨的主要技術(shù)問題。許多國內(nèi)軟啟動企業(yè)都在變頻器研發(fā)上投入大量的人力與物力,力求在變頻器技術(shù)方面占領(lǐng)制高點。一批優(yōu)秀的變頻器企業(yè)脫穎而出,成為了國內(nèi)上市企業(yè)。盡管如此,變頻器的核心器件igbt和芯片始終依賴進口,成為制約變頻器國產(chǎn)的瓶頸。變頻器核心器件的研發(fā)制造是我國變頻器產(chǎn)業(yè)需要突破的一個重要關(guān)口,我國威爾凱電氣也正在這個領(lǐng)域進行不懈地堅持和努力。我想不久的將來,中國的變頻技術(shù)是有可能達到甚至超越外國先進水平,至于多久能夠?qū)崿F(xiàn),我們一起拭目以待吧。

我國當(dāng)前節(jié)能減排政策對變頻器行業(yè)的發(fā)展會帶來什么樣的機遇?

全球性“節(jié)能減排”工業(yè)改造計劃正在大規(guī)模推行,中國作為世界大國也高度重視節(jié)能減排,低能耗、低污染的低碳經(jīng)濟將是中國未來發(fā)展的必經(jīng)之路。如今,中國正在堅定不移地推動低碳經(jīng)濟,相關(guān)節(jié)能減排政策已密集出臺。這些舉措其實都是國內(nèi)變頻器企業(yè)千載難逢的機遇,變頻器行業(yè)將迎來新一輪高速增長期。變頻器不僅要滿足國內(nèi)市場的需求,還要出口到世界各地,在全球的節(jié)能減排革命中發(fā)揮作用。

由于變頻器具有軟啟動器的所有功能,但它軟啟動器也只是一個過渡產(chǎn)品,那是否意味著終有一天這個過渡產(chǎn)品將會完全被變頻器取代而消失?在哪些場合還在廣泛應(yīng)用軟啟動器?

軟啟動器是為了填補星-三角啟動器和變頻器在功能實用性和價格之間的鴻溝而研發(fā)的產(chǎn)品,因此說它是過渡產(chǎn)品。隨著變頻器成本的逐漸下降,軟啟動器的市場空間將越來越小。至于未來軟啟動器是否會完全消失,這還需要市場的進一步驗證。就目 前情況而言,軟啟動器依然有自己的生存空間,在電機運行負載功率在80%以上時,選用軟啟動器依然是最好、最實用、最省錢的。在未來幾年,軟啟動器的市場依然會穩(wěn)定增長,但是增速遠遠低于變頻器市場的增速,并隨著市場競爭的加劇,一批規(guī)模小競爭力弱的企業(yè)被淘汰,軟啟動器市場集中度將進一步增加。軟啟動器產(chǎn)品的應(yīng)用現(xiàn)只涉及到我國國民經(jīng)濟較多領(lǐng)域,電力、冶金、建材、機床、石化和化工、市政、煤炭是七個主要行業(yè)。

軟啟動器（軟啟動器）是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱為Soft Starter。軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器,將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動器啟動電動機時,晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動機逐漸加速,直到晶閘管全導(dǎo)通,電動機工作在額定電壓的機械特性上,實現(xiàn)平滑啟動,降低啟動電流,避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉(zhuǎn)數(shù)時,啟動過程結(jié)束,軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管,為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓,以降低晶閘管的熱損耗,延長軟啟動器的使用壽命,提高其工作效率,又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能,軟停車與軟啟動過程相反,電壓逐漸降低,轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零,避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。

1、根據(jù)電壓分類：高壓軟啟動器、低壓軟啟動器

2、根據(jù)介質(zhì)分類：固態(tài)軟啟動器、液阻軟啟動器

3、根據(jù)控制原理：電子式軟啟動器、電磁式軟啟動器

4、根據(jù)運行方式：在線型軟啟動器、旁路型軟啟動器

5、根據(jù)負載：標準型軟啟動器、重載型軟啟動器

運用串接于電源與被控電機之間的軟起動器,控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角,使電機輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升,直至起動結(jié)束,賦予電機全電壓,即為軟起動,在軟起動過程中,電機起動轉(zhuǎn)矩逐漸增加,轉(zhuǎn)速也逐漸增加。軟起動一般有下面幾種起動方式。

斜坡升壓軟起動

這種起動方式最簡單,不具備電流閉環(huán)控制,僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角,使之與時間成一定函數(shù)關(guān)系增加。其缺點是,由于不限流,在電機起動過程中,有時要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞,對電網(wǎng)影響較大,實際很少應(yīng)用。

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(dāng)電流達到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定（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(jù)電動機負載調(diào)整設(shè)定。電流上升速率大,則起動轉(zhuǎn)矩大,起動時間短。該起動方式是應(yīng)用最多的起動方式,尤其適用于風(fēng)機、泵類負載的起動。

階躍起動

開機,即以最短時間,使起動電流迅速達到設(shè)定值,即為階躍起動。通過調(diào)節(jié)起動電流設(shè)定值,可以達到快速起動效果。

折疊脈沖沖擊起動

在起動開始階段,讓晶閘管在極短時間內(nèi),以較大電流導(dǎo)通一段時間后回落,再按原設(shè)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(yīng)用,適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處在哪里？籠型電機傳統(tǒng)的減壓起動方式有Y-q 起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。這些起動方式都屬于有級減壓起動,存在明顯缺點,即起動過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處是：⑴無沖擊電流。軟起動器在起動電機時,通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角,使電機起動電流從零線性上升至設(shè)定值。⑵恒流起動。軟起動器可以引入電流閉環(huán)控制,使電機在起動過程中保持恒流,確保電機平穩(wěn)起動。⑶根據(jù)負載情況及電網(wǎng)繼電保護特性選擇,可自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的起動電流。適用于重載并需克服較大靜摩擦的起動場合。如風(fēng)機

電壓雙斜坡起動

在起動過程中,電機的輸出力矩隨電壓增加,在起動時提供一個初始的起動電壓Us,Us根據(jù)負載可調(diào),將Us調(diào)到大于負載靜磨擦力矩,使負載能立即開始轉(zhuǎn)動。這時輸出電壓從Us開始按一定的斜率上升（斜率可調(diào)）,電機不斷加速。當(dāng)輸出電壓達到達速電壓Ur時,電機也基本達到額定轉(zhuǎn)速。軟起動器在起動過程中自動檢測達速電壓,當(dāng)電機達到額定轉(zhuǎn)速時,使輸出電壓達到額定電壓。

限流起動

就是電機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設(shè)定值（Im）的軟起動方式。其輸出電壓從零開始迅速增長,直到輸出電流達到預(yù)先設(shè)定的電流限值Im,然后保持輸出電流I這種起動方式的優(yōu)點是起動電流小,且可按需要調(diào)整。對電網(wǎng)影響小,其缺點是在起動時難以知道起動壓降,不能充分利用壓降空間。

節(jié)能功能

電動機屬感性負載,電流滯后電壓,大多數(shù)用電器都屬此類。為了提高功率因數(shù)須用容性負載來補償,并電容或用同步電動機補償。降低電動機的激磁電流也可提高功率因數(shù)（HPS2節(jié)能功能,在輕載時降低電壓,使激磁電流降低,使COS∮提高）。節(jié)能運行模式：輕載時降低電壓減少了激磁電流,電機電流分為有功分量和無功分量（激磁分量）提高COS∮。

節(jié)能運行模式：當(dāng)電動機負載輕時,軟起動器在選擇節(jié)能功能的狀態(tài)下,PF開關(guān)熱撥至Y位,在電流反饋的作用下,軟起動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數(shù)（COS∮）。（國產(chǎn)軟起動器多無此功能）在接觸器旁路狀態(tài)下無法實現(xiàn)此功能。TPF開關(guān)提供了節(jié)能功能的兩種反應(yīng)時間；正常、慢速。節(jié)能運行模式：自動節(jié)能運行。正常、慢速兩種反應(yīng)速度）空載節(jié)能40%,負載節(jié)能5%。

保護功能

1、過載保護功能：軟起動器引進了電流控制環(huán),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(shè)定和反時限控制模式,實現(xiàn)了過載保護功能,使電機過載時,關(guān)斷晶閘管并發(fā)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(fā)生斷流,即可作出缺相保護反應(yīng)。

3、過熱保護功能：通過軟起動器內(nèi)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后自動關(guān)斷晶閘管,并發(fā)出報警信號。

4、其它功能：通過電子電路的組合,還可在系統(tǒng)中實現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護。

電動機屬感性負載,電流滯后電壓,大多數(shù)用電器都屬此類。為了提高功率因數(shù)須用容性負載來補償,并電容或用同步電動機補償。降低電動機的激磁電流也可提高功率因數(shù)（HPS2節(jié)能功能,在輕載時降低電壓,使激磁電流降低,使COS∮提高）。節(jié)能運行模式：輕載時降低電壓減少了激磁電流,電機電流分為有功分量和無功分量（激磁分量）提高COS∮。

運行模式

當(dāng)電動機負載輕時,軟啟動器在選擇節(jié)能功能的狀態(tài)下,PF開關(guān)熱撥至Y位,在電流反饋的作用下,軟啟動器自動降低電動機電壓。減少了電動機電流的勵磁分量。從而提高了電動機的功率因數(shù)（COS∮）。（國產(chǎn)軟啟動器多無此功能）在接觸器旁路狀態(tài)下無法實現(xiàn)此功能。TPF開關(guān)提供了節(jié)能功能的兩種反應(yīng)時間；正常、慢速。節(jié)能運行模式：自動節(jié)能運行。（正常、慢速兩種反應(yīng)速度）空載節(jié)能40%,負載節(jié)能5%。

功能

1、過載保護功能：軟起動器引進了電流控制環(huán),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(shè)定和反時限控制模式,實現(xiàn)了過載保護功能,使電機過載時關(guān)斷晶閘管并發(fā)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(fā)生斷流,即可作出缺相保護反應(yīng)。

3、熱過載保護功能：通過軟起動器內(nèi)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后自動關(guān)斷晶閘管,并發(fā)出報警信號。

4、測量回路參數(shù)功能：電動機工作時,軟啟動器內(nèi)的檢測器一直監(jiān)視著電動機運行狀態(tài),并將監(jiān)測到的參數(shù)送給CPU進行處理,CPU將監(jiān)測參數(shù)進行分析、存儲、顯示。因此電動機軟起動器還具有測量回路參數(shù)的功能。

5、其它功能：通過電子電路的組合,還可在系統(tǒng)中實現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護。

日常維修檢查

平時注意檢查軟起動器的環(huán)境條件,防止在超過其允許的環(huán)境條件下運行。注意檢查軟起動器周圍是否有妨礙其通風(fēng)散熱的物體,確保軟起動器四周有足夠的空間（大于150mm）。

定期檢查配電線端子是否松動,柜內(nèi)元器件有否過熱、變色、焦臭味等異�，F(xiàn)象。

定期清掃灰塵,以免影響散熱,防止晶閘管因溫升過高而損壞,同時也可避免因積塵引起的漏電和短路事故。

清掃灰塵可用干燥的毛刷進行,也可用于皮老虎吹和吸塵器吸。對于大塊污垢,可用絕緣棒去除。若有條件,可用0.6MPa左右的壓縮空氣吹除。

平時注意觀察風(fēng)機的運行情況,一旦發(fā)現(xiàn)風(fēng)機轉(zhuǎn)速慢或異常,應(yīng)及時修理（如清除油垢、積塵,加潤滑油,更換損壞或變質(zhì)的電容器）。對損壞的風(fēng)機要及時更換。如果在沒有風(fēng)機的情況下使用軟起動器,將會損壞晶閘管。

如果軟起動器使用環(huán)境較潮濕或易結(jié)露,應(yīng)經(jīng)常用紅外燈泡或電吹風(fēng)烘干,驅(qū)除潮氣,以避免漏電或短路事故的發(fā)生。

應(yīng)用

城市供水系統(tǒng)的水庫泵站一般都配備大功率水庫泵及增壓泵若干臺,其良好穩(wěn)定運行為城市居民的生活用水和社會主義工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來可靠的保證。目前,很多現(xiàn)有設(shè)備已經(jīng)趨于老化,日常維修工作量大,控制原理也較為落后。如何在不增加大量投資的前提下對現(xiàn)有設(shè)備進行合理改造,以發(fā)揮最高的工作效能,是當(dāng)前需要重點解決的問題。

上海自來水公司市北泵站管理所下屬真北泵站共有三臺280kW增壓泵和三臺280kW水庫泵。均采用自耦啟動柜進行啟動,啟動電流大,并且隨著設(shè)備的長期使用,開關(guān)元件及出水閥門的損耗比較嚴重。為了降低運行成本,減少設(shè)備損耗,提高管理水平,決定采用PLC自動控制系統(tǒng)和電機軟啟動器對原設(shè)備進行改造。

工作原理及改造方案

一、控制原理

電機啟動器決定使用軟啟動器。軟啟動器的基本原理如圖1所示,通過控制可控硅的導(dǎo)通角來控制輸出電壓。因此,軟啟動器從本質(zhì)上是一種能夠自動控制的降壓啟動器,由于能夠任意調(diào)節(jié)輸出電壓,作電流閉環(huán)控制,因而比傳統(tǒng)的降壓啟動方式（如串電阻啟動,自耦變壓器啟動等）有更多優(yōu)點。例如滿載啟動風(fēng)機水泵等變轉(zhuǎn)矩負載、實現(xiàn)電機軟停止、應(yīng)用于水泵能完全消除水錘效應(yīng)等�！�

目前,國內(nèi)外的電機軟啟動器控制系統(tǒng)一般都采用1臺軟啟動器配1臺電機的控制方案,為了節(jié)省投資,經(jīng)過多方論證,并且與上海津信變頻器有限公司的技術(shù)專家一起進行了模擬試驗,最終決定采用1臺軟啟動器帶多臺電機的方案。同時,也為了最大限度地保障設(shè)備無故障連續(xù)運行,對原自耦啟動柜進行了改造,保留原來自耦啟動的全部功能,并且利用原自耦柜中的運行接觸器,作為軟啟動器的旁路接觸器,在軟啟動器啟動完畢后將其旁路,以便軟啟動器可以繼續(xù)控制其他的電機。軟停止控制策略則正好相反,首先要將原自耦柜中的運行接觸器斷開,電機切換到由軟啟動器控制,然后啟動軟啟動器的軟停止功能,逐漸減小輸出電壓,將電機慢慢停下來,最后軟啟動器退出,等待接受下一個啟動或停止操作。

二、系統(tǒng)組成框圖：

圖2為單路進線的主回路接線圖

三、主要設(shè)備選型：

供水系統(tǒng)關(guān)系到千家萬戶,系統(tǒng)的設(shè)計和設(shè)備的選型要考慮其可靠性以及產(chǎn)品制造商的資信,使系統(tǒng)在正常工作條件下,盡可能做到萬無一失。但同時又要兼顧系統(tǒng)的經(jīng)濟性,因此在設(shè)備的配備上對主要關(guān)鍵性設(shè)備盡可能選用國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,對一些不影響系統(tǒng)性能及可靠性的輔助設(shè)備,可選用價廉物美的產(chǎn)品,以提高整個系統(tǒng)的性價比。

1、可編程序控制器（PLC）選型

PLC是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一,選型的時候除了要滿足以上要求之外,還要考慮到今后的維護和擴展以及與其他泵站保持統(tǒng)一的通訊接口,為今后連接上位機監(jiān)控做好準備等。綜合考慮之后,決定采用ROCKWELL的SLC500系列PLC。

2、軟啟動器選型：

選用MCD3000型工業(yè)軟啟動器,該產(chǎn)品具有以下幾個優(yōu)點：

1、有專用的旁路接線端子,在旁路時還有電流監(jiān)控,能作過載保護；

2、丹佛斯軟啟動器有1帶多的專有功能,特別適用于此次改造；

3、丹佛斯軟啟動器有內(nèi)置的軟停止功能；

4、丹佛斯軟啟動器是真正的恒電流閉環(huán)控制,能以設(shè)定的啟動電流值作最快速的啟動,啟動完成的邏輯判別也更合理。

水泵電機型號為JS137-6,280kW,493A,983rpm。泵站由兩路高壓進線供電,每路帶3臺電機。因此決定采用2臺300 kW軟啟動器（型號為MCD3300）,每路電源接1臺軟啟動器,每臺軟啟動器負責(zé)3臺電機的軟啟動和軟停止。其啟動控制原理請見圖3,啟動時完全為電流閉環(huán)控制,等到電機加速至額定轉(zhuǎn)速時,電流也降至額定電流,可控硅完全開足,最后軟啟動器發(fā)出運行信號。

應(yīng)用領(lǐng)域

軟起動器 安裝調(diào)節(jié)方便,所有控制連接及參數(shù)調(diào)節(jié)均在正面上完成。該軟起

動器在安裝后用戶仍可方便就地改造,如：附加限流功能和內(nèi)接/外接轉(zhuǎn)換選擇。該軟起動器可不帶旁路持續(xù)在線運行。軟起動器為旁路和故障單獨設(shè)置了控制繼電器。該軟起動器所有參數(shù)均通過面板上的三只旋鈕電位計和一只拔碼開關(guān)設(shè)定,直觀準確。它甚至可以工作在有振動和環(huán)境溫度較高的應(yīng)用場合。當(dāng)該軟起動器用于內(nèi)接時因可控硅模塊上承受的是三角形接法時的相電流,所以相同電流的軟起動器在內(nèi)接時可以負載比外接時大1.73倍的電機。如一臺58A的S型軟起動器內(nèi)接應(yīng)用時可以負載100A的電機。

原則上,籠型異步電動機凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合都可適用。應(yīng)用范圍是交流電380V（也可660V）,電機功率從幾千瓦到800千瓦。軟起動器特別適用于各種泵類負載或風(fēng)機類負載,需要軟起動與軟停車的場合。同樣對于變負載工況、電動機長期處于輕載運行,可廣泛用于紡織,冶金、石油化工、水處理、船舶、運輸、醫(yī)藥、食品加工,采礦和機械設(shè)備等行業(yè)。

保護功能

1、過載保護功能：軟起動器引進了電流控

制環(huán),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(shè)定和反時限控制模式,實現(xiàn)了過載保護功能,使電機過載時,關(guān)斷晶閘管并發(fā)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(fā)生斷流,即可作出缺相保護反應(yīng)。

3、過熱保護功能：通過軟起動器內(nèi)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后自動關(guān)斷晶閘管,并發(fā)出報警信號。

4、其它功能：通過電子電路的組合,還可在系統(tǒng)中實現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護。

什么是軟起動MCC控制柜？

MCC（Motor Control Center）控制柜,即電動機控制中心。軟起動MCC控制柜由以下幾部分組成：⑴輸入端的斷路器,⑵軟起動器（包括電子控制電路與三相晶閘管）,⑶軟起動器的旁路接觸器,⑷二次側(cè)控制電路（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運行）,有電壓、電流顯示和故障、運行、工作狀態(tài)等指示燈顯示。

原則上,籠型異步電動機凡不需要調(diào)速的各種應(yīng)用場合都可適用。目前的應(yīng)用范圍是交流380V（也可660V）,電機功率從幾千瓦到800kW。

軟起動器特別適用于各種泵類負載或風(fēng)機類負載,需要軟起動與軟停車的場合。

同樣對于變負載工況、電動機長期處于輕載運行

軟啟動器是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護功能于一體的新穎電機控制裝置,國外稱為Soft Starter。它的主要構(gòu)成是串接于電源與被控電機之間的三

相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。運用不同的方法,控制三相反并聯(lián)閘管的導(dǎo)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(xiàn)不同的功能。

軟啟動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改變頻率；軟啟動器實際上是個調(diào)壓器,用于電機起動時,輸出只改變電壓并沒有改變頻率。變頻器具備所有軟起動器功能,但它的價格比軟啟動器貴得多,結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。

軟啟動器只是改變電源電壓,相當(dāng)于降壓起動器。變頻器要比軟啟動器復(fù)雜得多,價格也貴得多。變頻器也有軟啟動功能,是通過改變電源頻率實現(xiàn)。

高壓啟動器和低壓啟動器的區(qū)別

軟啟動器主回路采用晶閘管,通過逐步改變晶閘管的導(dǎo)通角來抬升電壓,完成啟動過程,這是軟啟動器的基本原理。在低壓軟啟動器市場,產(chǎn)品繁多,但是高壓軟啟動器產(chǎn)品還是比較少。高壓軟啟動器與低壓軟啟動器基本原理一樣,但是高壓軟啟動器與低壓軟啟動器相比,有些地方存在著其特殊性：

1、高壓軟啟動器在高壓環(huán)境下工作,各種電氣元器件的絕緣性能一定要好,電子芯片的抗干擾能力要強。高壓軟起動器組成電氣柜時,電氣元器件的布局以及與高壓軟啟動器與其它電氣設(shè)備的連接也是非常重要的。

2、高壓軟啟動器必須有一個高性能的控制核心,能對信號進行及時和快速地處理。因此這個控制核心一般采用高性能的DSP芯片,而不是低壓軟啟動器的普通單片機芯。低壓軟啟動器主回路由三組反并聯(lián)的晶閘管組成。而在高壓軟啟動器中,由于單只高壓晶閘管的耐壓能力不夠,所以必須由多個高壓晶閘管串聯(lián)進行分壓。但是每個晶閘管的性能參數(shù)沒有完全一致。晶閘管參數(shù)的不一致,會導(dǎo)致晶閘管開通時間不一致,從而導(dǎo)致晶閘管的損壞。因此在晶閘管的選配上,必須保證每一相的晶閘管參數(shù)盡可能地一致,并且每一相晶閘管的RC濾波電路的元件參數(shù)盡可能一致。

3、高壓軟起動器的工作環(huán)境容易受到各種電磁干擾,因此觸發(fā)信號的傳遞必須安全可靠。高壓軟起動器中,傳遞觸發(fā)信號,一般采用光纖傳輸,能有效地避免各種電磁干擾。通過光纖傳遞信號,也有兩種方式：一種多光纖方式,一種單光纖方式。多光纖方式即每塊觸發(fā)板有一路光纖；單光纖方式即每一相只有一路光纖,信號傳遞到一塊主觸發(fā)板,再由主觸發(fā)板傳遞到同一相的其他觸發(fā)板。由于各路光纖光電傳輸過程中損耗不盡一致,因此從觸發(fā)一致性上看,單光纖的方式比多光纖可靠。

4、高壓軟啟動器對信號的檢測比低壓軟啟動器要求更高。高壓軟起動器所在的環(huán)境存在著大量的電磁干擾,并且高壓軟啟動器所用的真空接觸器和真空斷路器在其分斷和閉合過程中會產(chǎn)生大量的電磁干擾。所以對檢測到的信號不僅要進行硬件濾波,也要進行軟件濾波,去掉干擾信號。

5、軟啟動器在完成啟動過程后,要切換到旁路運行狀態(tài),如何平滑地切換到運行狀態(tài),這也是軟啟動器的一個難點,如何選準旁路點非常重要。旁路點早了,電流沖擊非常大,即使在低壓條件下,也會造成三相電源中斷路器跳閘,甚至?xí)�損壞斷路器。高壓條件下危害更大。旁路點遲了,電機抖動得厲害,影響負載正常工作。因此,旁路信號的硬件檢測電路必須非常精確,并且程序處理也要恰到好處。