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1、 太原惠特 软起动器 培训讲义QBR-80/660(380)矿用隔爆型交流真空软起动器培训讲义太原惠特科技有限公司2007年7前言该起动器是在本公司畅销产品“TTQ400/1140（660）矿用隔爆兼本质安全型调压调频软起动器”，“QJT250/1140（660）矿用刮板输送机调速起动器”的基础上，吸收优点，摒弃缺点，并结合当前最新的软起动技术潜心开发的第二代产品。功能齐全，性能优越，体积小，重量轻，使用安全，维修方便。QBR-80/660（380）矿用隔爆型交流真空软起动器(以下简称起动器)，主要用于具有爆炸性危险气体（甲烷）和煤尘的矿井中，对额定电压至660V、额定频率50Hz、额定电流至
2、80A的三相鼠笼式异步电动机进行控制。具有多种起动与停车方式，可慢速起动电机，以尽量减少对设备的起动冲击载荷，并具有过载、断相、漏电、过流、短路保护功能。可在停止后换向或切断电源。既可单台使用，也可多台级联组成系统使用。具有运行状态、故障内容等显示功能。 目录第1章绪论41.1电动机控制问题的提出与电机的起动问题 ：41.2软起动器及其发展41.3软起动器控制电动机的几个重要概念51.4软起动器的应用范围61.5软起动与传统减压起动方式的不同之处61.5.1软起动与传统减压起动方式的不同之处是61.5.2软起动过程中不损失起动力矩61.6惠特公司软起动器的技术创新点71.7旁路接触器在软起动器
3、中的作用8第2章三相交流异步电动机软起动与软停车的技术基础92.1三相交流异步电动机的机械特性92.1.1三相交流异步电动机的机械特性92.1.2电动机和生产机械的复合特性112.2三相交流异步电动机的各种起动方式112.2.1三相交流异步电动机全压起动112.2.3三相交流异步电动机双速起动132.2.4交流笼型电动机软起动142.2.5交流笼型电动机各种起动方式比较142.3小容量电网下电动机软起动15第3章三相交流异步电动机软起动的电气设计方案163.1软起动结构设计163.1.1功率单元旁路接触器电路163.2QBR80/660（380）矿用隔爆型交流真空软起动器173.2.1主要适用
4、范围173.2.2技术特性（主要技术参数）183.2.3 起动器品种及规格如下表：183.2.4型号组成，执行标准及防爆形式192.2.4使用环境条件192.3产品特点19第4章软起动器的结构特征与工作原理204.1结构特征204.2工作原理及工作方式214.2.1工作原理214.2.2主要元部件作用234.3工作方式264.3.1软起动有四种方式：264.3.2停车有两种方式274.4技术特性274.4.1 主要参数274.4.2主要性能284.5 尺寸、重量29第5章 安装与调试295.1 安装295.2 调试305.2.1电流整定305.2.2电压整定：305.2.3 软起动方式选择：3
5、15.2.4工作方式选择：315.2.5操作方式选择：32第6章 使用、操作与显示326.1 使用326.1.1单台使用326.1.2多台使用326.2 操作336.2.1单台使用336.2.2多台使用336.2.3闭锁开关的连接。346.3故障分析与排除346.4安全保护装置346.5保养、维修36第1章绪论1.1电动机控制问题的提出与电机的起动问题三相交流异步电动机是应用最为广泛的电气设备。但它直接起动时产生的电流冲击和转矩冲击会对电网0、电动机本身及其负载机械设备带来不利影响，对于容量较大的电动机，这些危害也就尤为严重。目前，我国大部分电动机仍然采用直接起动方式；为了将直接起动的危害降到
6、最小，人们偿试采用串联电抗器起动方式等。Y/控制起动自耦变压器起动。这些传统起动器价格低廉，通过降低电动机的起动电压来降低起动电流，起动电压有级升高，因此，起动过程中存在二次冲击电流和冲击转矩，且该系统较庞大，故障点多，效率低，所以还远远不能满足生产实际的需要。1.2软起动器及其发展随着电力半导体技术的不断发展，一种用来控制大功率交流电动机的新设备诞生了，它是集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。它的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。运用不同的方法，控制三相反并联晶闸管的导通角，使被控电机的输
7、入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。晶闸管调压软起动器采用大功率可控硅作主回路开关元件，通过改变可控硅的导通角来实现电动机电压的平稳升降和无触点通断。起动电流可根据负载和工况任意设定。起动器还能自动监视电动机的功率因数和负载情况，经过计算来决定电动机的运行电压，以便提高电动机功率因数，使其以最小电流运行，降低损耗，提高效率。它是实现电动机精确控制、替代传统起动器的理想选择。 1.3软起动器控制电动机的几个重要概念 （1）脉冲突跳起动方式 ：对于静阻力矩较大的负载，必须施加一个短时的大起动力矩，以克服静摩擦力，这就要求起动器可以短时输出90%的额定电压。 （2）接触器旁路工作模式 ：当
8、电动机全速运行后，用旁路接触器来取代已完成任务的软起动器，以降低晶闸管的热耗，提高系统效率。在这种模式下用一台软起动器起动多台电动机。 （3）节能运行模式 ：电动机负荷较轻时，软起动器可自动降压，以此提高电动机功率因数。 （4）软停车 ：在不希望电动机突然停车的场合，可以通过软停车方式来逐步降低电动机端电压。 （5）泵停车 ：对惯性力矩较小的泵，软起动器在起动和停机过程中，实时检测电动机的负载电流，根据泵的负载和速度特性调节输出电压，消除“水锤效应”。 （6）动力制动 ：在惯性力矩大的负载或需要快速停机的场合，可以向电动机输入直流电，以实现快速制动。1.4软起动器的应用范围原则上，交流异步电动
9、机不需要精确调速的各种应用场合都可适用。目前的应用范围是交流380V到6000V，电机功率从几千瓦到几MW。软起动器特别适用于各种输送机及泵类负载或风机类负载需要软起动与软停车的场合。 1.5软起动与传统减压起动方式的不同之处笼型电机传统的减压起动方式有Y-起动、自耦减压起动、电抗器起动、双速电机等。这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现明显的二次冲击电流。(图1-1)由于传统的减压起动方式技术落后，国家明令淘汰。0.250.50.751236n/nNI/IN0.250.50.7510.51.53n/nnM/MN图1-1 传统减压起动方式电流曲线1.5.1软起动与传统减
10、压起动方式的不同之处是（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，使电机起动电流从零线性上升至设定值。对电机无冲击，提高了供电可靠性，平稳起动，减少对负载机械的冲击转矩，延长机器使用寿命。（2）有软停车功能，即平滑减速，逐渐停机，它可以克服瞬间断电停机的弊病，减轻对重载机械的冲击，避免高程供水系统的水锤效应，减少设备损坏。（3）起动参数可调，根据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。1.5.2软起动的起动能力软起动是一个无级调压设备，见（图1-2）。通过调节电动机的端电压从而达到调节电机的输出力矩。在起动过程中，软起动控制器以最快的速度（小于3
11、s）将电动机输出转矩调节到等于或大于电动机负载转矩处，使拖动系统从零开始加速，完全消除了机械与电流冲击。因此，软起动器可以认为是一个智能的，总是以接近负载力矩的电动力矩给拖动系统加速的聪明的起动器。在软起动过程中，起动力矩可以从小于MqN的数值（取决于初始电压）一直增加到电动机全电压时的最大起动力矩MQn。因此，完全可以说：直接起动能够起动的负载，使用软起动器肯定也能够起动。图1-2 软起动机械特性1.6惠特公司软起动器的技术创新点（1）独有的模拟定点调频功能，可将起动转矩提高到额定值的1.4倍。从图1-3可知，在起动过程中，电机的转速渐增，加速力矩很小，图1-3 软起动起动过程中电流及力矩曲
12、线电流的变化在设定电流的4倍内，在起动的起始段，调频力矩达到电机的额定力矩的1.4倍。（2）起动过程中堵转5秒停机保护，见（图1-4）图1-4 软起动堵转测试曲线在系统发生堵转时，若电流5秒内不发生变化，则系统停机。（3）自测负荷适时突跳起动，见（图1-5）图1-5 自测负荷起动曲线在系统电流达到4倍后，若起动力矩不够，则系统自动实施电压突跳，以增大起动力矩。（4）最大起动时间按电机的发热而定由于起动电流为额定电流的4倍，若直接起动电流为额定电流的8倍，起动时间为3秒，按电机发热量相等的原则，则软起动的最大起动时间为3*16，为48秒，我们确定为30秒，在真空旁路接触器闭合后，检测电流5秒，若
13、电机已顺利起动，则完成一个完整的起动过程，若检测到电机没有顺利起动，则认为电机严重超载，系统停车报警。（5）运行过程中卡链保护在刮板机运行过程中，若发生卡链，则系统停车保护。（6）需要时可对系统进行直接起动在有时，要对系统进行直接起动，软起动开关可方便的在软起与直起之间进行转换。（7）主加路双真空设计主回路采用双真空设计，可极大的提高设备运行的可靠性，并保证安全的使用。从图可知:在调压过程中,力矩是逐渐增大的,在起动结束后,电机达到全电压,力矩到电机的额定力矩,在起动结束后,电机的起动力矩没有减小。第2章三相交流异步电动机软起动与软停车的技术基础2.1三相交流异步电动机的机械特性2.1.1三相
14、交流异步电动机的机械特性在使用或讨论交流笼型电动机拖动生产机械起动、运行等工作情况时，首先要查明电动机的机械性质和生产机械的特性相适应的情况。然而电动机起动、制动、停止的过程中的工作情况和电动机转矩变化的特性及机械的阻转矩有关，也和转速有关。因此，为能正确设计选用电气传动产品并得到经济、可靠运行，就有必要知道这些特性。交流电动机的机械特性：交流电动机的转速和转矩的关系n=f（M） 作电动机的机械特性，如图2-1所示。(S=1)(S=0)n0MAMKM0SnSk 图2-1 交流电机机械特性其中：MK 电动机临界（最大）转矩MA 电动机堵转转矩nO 电动机同步转速SK 电动机临界转差率S 电动机转差率 由图2-1可看出电动机特性大致可分成两段，一段为S=1到S= SK这是一类似双曲线段，这段是特征曲线的非工作部分，实际上是电动机的起动状态段和制动状态段，是一不稳定工作段。另一段是SSK到S=O的那一段，它是电动机的工作部分，通常根据负载确定的某一工作点正是在这段线段中，只要系统不出现问题，则本段是电动机稳定工作段。此处还应说明的是图2-1的曲线是在电机定子直接至电网条件下给出的一条唯一
