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軟啟動器與變頻器傻傻分不清楚?今天一起匯總學(xué)習(xí)

時間:2018-12-28 17:06:22來源:工控課堂www.gkket.com

導(dǎo)語:?變頻器同時改變輸出頻率與電壓,也就是改變了電機(jī)運(yùn)行曲線上的n0,使電機(jī)運(yùn)行曲線平行下移。

變頻器同時改變輸出頻率與電壓,也就是改變了電機(jī)運(yùn)行曲線上的n0,使電機(jī)運(yùn)行曲線平行下移。因此變頻器可以使電機(jī)以較小的啟動電流,同時使電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩達(dá)到其最大轉(zhuǎn)矩,即變頻器可以啟動重載負(fù)荷。

軟啟動只改變輸出電壓,不改變頻率,也就是不改變電機(jī)運(yùn)行曲線上的n0,而是加大該曲線的陡度,使電機(jī)特性變軟。當(dāng)n0不變時,電機(jī)的各個轉(zhuǎn)矩(額定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩)均正比于其端電壓的平方,因此用軟啟動大大降低電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩,所以軟啟動并不適用于重載啟動的電機(jī)。

變頻器在功能上是軟啟動所不能替代的,變頻器可以實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)距啟動,就是說在低速下可以有和高速相同的轉(zhuǎn)距,而軟啟動是無法實(shí)現(xiàn)的.

一、軟啟動設(shè)備的工作原理

在三相電源與電機(jī)間串入三相反并聯(lián)晶閘管(可控硅整流器),利用晶閘管移相控制原理,啟動時電機(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)到滿足啟動轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束啟動過程,此時旁路接觸器接通(避免電機(jī)在運(yùn)行中對電網(wǎng)形成諧波污染,延長晶閘管壽命),電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài),停車時先切斷旁路接觸器,然后由軟啟動器內(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。

啟動時,使晶閘管的導(dǎo)通角從0開始,逐漸前移,電機(jī)的端電壓從零開始,按照預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升,直到達(dá)到滿足啟動轉(zhuǎn)矩而是電動機(jī)順利啟動,再使電機(jī)全電壓運(yùn)行。從工作原理上看,軟驅(qū)動器實(shí)際上是一個調(diào)壓器,輸出只改變電壓,并沒有改變頻率。這一點(diǎn)與變頻器不同。

二、軟啟動設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)

軟起動的優(yōu)點(diǎn)是:

1)、起動時無沖擊電流,通過逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角,使起動電流從零線性上升至設(shè)定值;

2)、屬恒流起動,軟起動器可引入電流閉環(huán)控制,使電動機(jī)在起動過程中保持恒流,確保電動機(jī)平穩(wěn)起動;

3)、可根據(jù)負(fù)載情況及電網(wǎng)繼電保護(hù)特性選擇,能自由地?zé)o級調(diào)整至最佳的起動電流。

4)、可以頻繁的啟動電動機(jī),軟啟動允許10次/小時,而不致電動機(jī)過熱。

(籠型電動機(jī)傳統(tǒng)的減壓起動方式有:Y-△起動、自耦減壓起動、電抗器起動等,皆屬于有級減壓起動,其缺點(diǎn)是在起動過程中會出現(xiàn)二次沖擊電流。)

當(dāng)電動機(jī)全速運(yùn)行后,用旁路接觸器來取代已完成任務(wù)的軟起動器,以降低晶閘管的熱耗,提高系統(tǒng)效率。在這種模式下用一臺軟起動器起動多臺電動機(jī)。

一、變頻器概念

從異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式n=60f(1-s)/p(式中:n-電機(jī)轉(zhuǎn)速,f-電源頻率,p-電機(jī)的極對數(shù),s-轉(zhuǎn)差率)中可以看出,當(dāng)p不變,均勻的改變電源的頻率,就可以連續(xù)改變電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速,這種調(diào)速稱為變頻調(diào)速。

三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式為:

SR2

M=CU12公式[2]

R22+(SX20)2

C:為常數(shù)同電機(jī)本身的特性有關(guān);U1:輸入電壓;

R2:轉(zhuǎn)子電阻;X20:轉(zhuǎn)子漏感抗;S:轉(zhuǎn)差率

可以知道M∝U12轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比,設(shè)正常輸入電壓時負(fù)載轉(zhuǎn)矩為M2,電壓下降使電磁轉(zhuǎn)矩M下降很多;由于M2不變,所以M小于M2平衡關(guān)系受到破壞,導(dǎo)致電動機(jī)轉(zhuǎn)速的下降,轉(zhuǎn)差率S上升;它又引起轉(zhuǎn)子電壓平衡方程式的變化,使轉(zhuǎn)子電流I2上升。也就是定子電流I1隨之增加(由變壓器關(guān)系可以知道);同時I2增加也是電動機(jī)軸上送出的轉(zhuǎn)矩M又回升,直到與M2相等為止。這時電動機(jī)轉(zhuǎn)速又趨于新的穩(wěn)定值。

三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩公式為:

SR2

M=CU12公式[2]

R22+(SX20)2

C:為常數(shù)同電機(jī)本身的特性有關(guān);U1:輸入電壓;

R2:轉(zhuǎn)子電阻;X20:轉(zhuǎn)子漏感抗;S:轉(zhuǎn)差率

T=9550*P/n

P(KW)n(r/min)T(N*m)

二、變頻器分類、原理

變頻調(diào)速裝置的關(guān)鍵設(shè)備是電動機(jī)變頻調(diào)速器,也叫變頻器。

變頻器有交--交變頻器,由三相反并聯(lián)閘晶管可逆橋式,采用電網(wǎng)自然換相原理組成變頻器。

軟啟動器的概念及與變頻器的區(qū)別

軟起動器是一種集電機(jī)軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置,國外稱為SoftStarter。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)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)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;軟起動器實(shí)際上是個調(diào)壓器,用于電機(jī)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,保護(hù)功能豐富,但它的價格比軟起動器貴得多,結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多。軟啟動器的性能與應(yīng)用

電機(jī)啟動的瞬間,電流是它本身額定電流的5-7倍。一臺30KW的電機(jī)啟動時,30KW就成了150KW-210KW.,這時對整個用電負(fù)荷、元器件承受能力都有非常大的影響。如何在電機(jī)啟動時,相對減少一些起動電流呢?沒有軟啟動器的時代,靠星三角降壓運(yùn)動器、自耦降壓啟動器來達(dá)到目的。它們能將起動電流降到3~5倍,但這種設(shè)施所用元器件較多,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,占有的空間也很大,一臺150KW以上的電機(jī)降壓啟動柜,恐怕要占用一臺柜子,若是電機(jī)數(shù)量多的工況環(huán)境,安放柜子就需要一個相當(dāng)?shù)拇蟮能囬g。

星三角與自耦降壓啟動設(shè)備,都是在星型與三角型之間切換,從而實(shí)現(xiàn)降壓降流。每啟停一次,就得切換一次,切換聲音較大,若遇到頻繁啟停的地方,元件易損易壞,維護(hù)維修量也將增大。有了電機(jī)軟啟動器,就使電機(jī)的降壓啟動變得容易起來。電機(jī)軟啟動器,又稱“固態(tài)軟啟動器”,它利用可控硅以及集成元件組成。重量輕、體積小,安裝方便,可靠地完成電機(jī)的平滑啟停。軟啟動器有國產(chǎn)的和進(jìn)口的,進(jìn)口軟啟動器有:ABB、AB、施耐德;國產(chǎn)軟啟動器有:和平、雷諾爾、奧拓、西諾克、西馳等。國產(chǎn)軟啟動的價格僅相當(dāng)于自耦降壓柜的價格。與電機(jī)變頻器相比較,它們有些共同之處:平滑啟動和停止。不同之處:變頻器能使電機(jī)調(diào)速,而軟啟動不能。軟啟動器主要應(yīng)用在功率較大而又不需要調(diào)速的電機(jī)上。它主要的目的是降低電流的啟動電流,若用變頻器,雖然同樣可以達(dá)到目的,但成本會增加很多,用星三角和自耦降低,又有許多不足,選用軟啟動應(yīng)該是既經(jīng)濟(jì)又簡單的方法。各種工況環(huán)境的大型電機(jī)都可以選用軟啟動。

軟啟動的幾種方式

電機(jī)的軟起動主要采用如下方式:

1。降低電源電壓啟動

2。降低電源頻率啟動

3。降低勵磁電流啟動

軟啟動器主要采用可控硅移相來降低電機(jī)電壓,實(shí)現(xiàn)軟啟動。

所謂電機(jī)的軟啟動,實(shí)質(zhì)就是電機(jī)以較低的電流慢速啟動,這樣對電網(wǎng)的沖擊小,同時可以降低變壓器和控制電路的負(fù)荷裕量,同時提高設(shè)備的使用壽命。一般交流電機(jī)直接啟動時,啟動電流是試運(yùn)行電流的6~10倍,而采用軟啟動技術(shù)后,啟動電流降低到1~3倍。

變頻器:

定義:把電壓、頻率固定不變的交流電變換成電壓、頻率可變的交流電的變換器稱為變頻器。

作用:降低電機(jī)啟動時造成的沖擊載荷,控制電機(jī)速度,把啟動時間拉長,把電流變平緩,達(dá)到軟啟動的目的,同時還能提高電網(wǎng)及電動機(jī)的效率。實(shí)際上,變頻器主要用在節(jié)能方面,通過調(diào)節(jié),改變輸出電壓、電流、頻率。一般調(diào)速算的電機(jī)使用變頻器。

缺點(diǎn):

1.造價高,價格要比微機(jī)保護(hù)貴很多。

2.由于目前的變頻器幾乎都采用PWM控制方式,這樣的脈沖調(diào)制形式使得變頻器運(yùn)行時在電源側(cè)產(chǎn)生高次諧波電流,并造成電壓波形畸變,電力系統(tǒng)受到諧波污染后,輕則影響系統(tǒng)的運(yùn)行效率,重則損壞設(shè)備以至危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.過載使變頻器跳動比較頻繁,平時發(fā)生過載現(xiàn)象時,一般來講馬達(dá)由于過載能力較強(qiáng),只要變頻器參數(shù)表的電機(jī)參數(shù)設(shè)置得當(dāng),一般不大會出現(xiàn)馬達(dá)過載.而變頻器本身由于過載能力較差很容易出現(xiàn)過載報(bào)警。

軟啟動器:

定義及作用:串接于電源與被控電機(jī)之間,通過微電腦控制其內(nèi)部的晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通角實(shí)現(xiàn)交流調(diào)壓,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,直至起動結(jié)束,賦予電機(jī)全電壓,即為軟起動,在軟起動過程中,電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩逐漸增加,轉(zhuǎn)速也逐漸增加,直到晶閘管全導(dǎo)通,電動機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上,實(shí)現(xiàn)平滑啟動,降低啟動電流。避免啟動過流跳閘。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時啟動過程結(jié)束,為電機(jī)正常運(yùn)行提供額定電壓。

缺點(diǎn):

1.不能調(diào)節(jié)電源頻率,所以就不能從零壓零頻啟動電機(jī),不能實(shí)現(xiàn)零沖擊啟動。

2.不能調(diào)速。

3.軟啟動器在啟動電機(jī)之后退出系統(tǒng),失去保護(hù)功能。

1.變頻器是用于需要調(diào)速的地方,變頻器的輸出不但改變電壓而且可以同時改變頻率。

2.軟啟動器實(shí)際上是一個調(diào)壓器,對電機(jī)起到保護(hù)作用,用于電機(jī)降壓啟動時軟啟動器輸出只改變電壓不改變頻率。

3.變頻器具備所有軟啟動器的功能,但是它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價格也比軟啟動器貴許多。

4.變頻器是通過調(diào)節(jié)頻率來控制用電設(shè)備的,可以調(diào)速和啟動,比如工業(yè)上用的變頻泵。軟啟動基本遠(yuǎn)離是通過改變串接在電路中的電阻,讓電流由小到大,這樣的方式用來啟動大功率的電機(jī),用來減少大功率電機(jī)直接啟動給電網(wǎng)造成波動,或者造成一些不重要的負(fù)荷卸載的麻煩。

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