SIEMENS 6ES7972-0BB40-0XA0
我们知道电动机的直接启动电流时额定电流的4到7倍,那么如果电机的功率比较小,那么对电网的影响不是很大,那么我们就允许它直接启动,一般电动机功率在7.5KM以下都是允许直接启动的,但是对于大型电机,功率特别的大,那么就不允许它直接启动,如果他的额定电流是100A,那么他在启动的瞬间电流可以达到好几百安,这么大的电流对电网的冲击是非常的大的,会影响同一电网所带其他负载的正常工作,这种情况我们经常可以看到,比如某一大型负载启动的瞬间等泡会变暗等,我们在家有时候也会存在这种情况,比如开电视机的时候,灯泡有时候就会突然间暗了一下,同样还因为负载的启动电流太大,对电机绕组的绝缘也是极为不利的,所以对于大型电机一般都要实行软启动,所谓软启动就是在启动初期我们给他加的电压要低于额定电压,常见的软启动有软启动器启动和自耦变压器***启动,自耦变压器***启动在电机启动的初期先给它加上为额定电压60%到80%的一个电压,先让其运动起来,当转动起来以后,再给他切换到额定电压下工作,这就是一个简单的软启动过程,而软启动器要比自耦变压器***启动要***些,其原理都是一样的,软启动器给电动机的电压时从0逐渐到额定电压的,他的启动过程更为平滑,启动效果更好,对电网冲击和对绕组的伤害也是***小的,要优于自耦变压器***启动!!这就是软启动器在工业应用的优势所在!!
当今传动工程中***常用的就是三相交***应电动机。在许多场合中,由于其起动特性,这些电动机涌直接连接电源系统。如果直接在线起动,将会产生高达电机额定电流6倍的浪涌电流。该电流会使供电系统和串联的开关设备过载。如果直接起动,也会产生较高的峰值转矩,这种冲击不但会对驱动电动机产生冲击,而且也会使用机械装置受损。例如:辅助动力传送部(V形带,齿轮)。为了降低直动电流,应使用起动辅助装置,如起动用电抗器或自耦变压器,但使用电抗器或自耦变压器起动等常规方法只能逐步降低电压,而软起动器通过平滑升***子电压,可以实现无冲击起动。因此,可以***佳地保护电源系统以及电机。
软启动器是一种集电机软起动、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。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闸管及其电子控制电路。运用不同的方法,控制三相反并联闸管的导通角,使被控电机的输入电压按不同的要求而变化,就可实现不同的功能。
实际上,软起动器相当于一个调压器,用于电机起动时,输出只改变电压并没有改变频率。它安装调节方便,所有控制连接及参数调节均在正面上完成。该软起动器在安装后用户仍可方便就地改造,如:附加限流功能和内接/外接转换选择。该软起动器可不带旁路持续在线运行。软起动器为旁路和故障单独设置了控制继电器。该软起动器所有参数均通过面板上的三只旋钮电位计和一只拔码开关设定,直观准确。可广泛用于纺织,冶金、石油化工、水处理、船舶、运输、医药、食品加工,***和机械设备等行业。 变频器中要进行大功率二极管整流、大功率晶体管逆变,结果是在输入输出回路产生电流高次谐波,干扰供电系统、负载及其他邻近电气设备。在实际使用过程中,经常遇到变频器谐波干扰问题,下面简单介绍谐波产生的机理、传播途径及有效***干扰的方法。
1.变频器谐波产生机理
变频器的主电路一般为交-直-交组成,外部输入380V/50Hz的工频电源经三相桥路不可控整流成直流电压信号,经滤波电容滤波及大功率晶体管开关元件逆变为频率可变的交流信号。在整流回路中,输入电流的波形为不规则的矩形波,波形按傅立叶级数分解为基波和各次谐波,其中的高次谐波将干扰输入供电系统。在逆变输出回路中,输出电流信号是受PWM载波信号调制的脉冲波形,对于GTR大功率逆变元件,其PWM的载波频率为2~3kHz,而IGBT大功率逆变元件的PWM***高载频可达15kHz。同样,输出回路电流信号也可分解为只含正弦波的基波和其他各次谐波,而高次谐波电流对负载直接干扰。另外高次谐波电流还通过电缆向空间辐射,干扰邻近电气设备。
2.***谐波干扰常用的方法
谐波的传播途径是传导和辐射,解决传导干扰主要是在电路中把传导的高频电流滤掉或者隔离;解决辐***扰就是对辐射源或被干扰的线路进行屏蔽。具体常用方法:(1)变频系统的供电电源与其他设备的供电电源相互***,或在变频器和其他用电设备的输入侧安装隔离变压器,切断谐波电流。(2)在变频器输入侧与输出侧串接合适的电抗器,或安装谐波滤波器,滤波器的组成必须是LC型,吸收谐波和增大电源或负载的阻抗,达到***谐波的目的。(3)电动机和变频器之间电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆,并与其他弱电信号在不同的电缆沟分别敷设,避免辐***扰。(4)信号线采用屏蔽线,且布线时与变频器主回路控制线错开一定距离(至少20cm以上),切断辐***扰。(5)变频器使用专用接地线,且用粗短线接地,邻近其他电器设备的地线必须与变频器配线分开,使用短线。这样能有效***电流谐波对邻近设备的辐***扰。
3.***谐波干扰实例
例1,某变频切换控制系统,变频器启动运行正常,而邻近液位计读数偏高,一次表输入4mA时,液位显示不是下限值;液位未到设定上限值时,液位计却显示上限,致使变频器接收停机指令,迫使变频器停止运行。
这显然是变频器的高次谐波干扰液位计,干扰传播途径是液位计的电源回路或信号线。解决办法:将液位计的供电电源取自另一供电变压器,谐波干扰减弱,再将信号线穿入钢管敷设,并与变频器主回路线隔开一定距离,经这样处理后,谐波干扰基本***,液位计工作***正常。
例2,某变频控制液位显示系统,液位计与变频器在同一个柜体安装,变频器工作正常,而液位计显示不准且不稳,起初我们怀凝一次表、二次表、信号线及流体介质有问题,更换所有这些仪表、信号电缆,并改善流体特性,故障依然存在,而这故障就是变频器的高次谐波电流通过输出回路电缆向外辐射,传递到信号电缆,引起干扰。
解决办法:液位计信号线及其控制线与变频器的控制线及主回路线分开一定距离,且柜体外信号线穿入钢管敷设,外壳良好接地,故障排除。例3,某变频控制系统,由两台变频器组成,且在同一柜体内,变频器调频方式均为电位器手调方式,运行某一台变频器时,工作正常,两台同时运行时,频率互相干扰,即调节一台变频器的电位器对另一台变频器的频率有影响,反过来也一样。开始我们认为是电位器及控制线故障,排除这种可能后,断定是谐波干扰引起。
解决办法:把其中一只电位器移到其他柜体固定,且引线用屏蔽信号线,结果干扰减弱。为了彻底***干扰,重新加工一个电控柜,并与原柜体一定距离放置,把其中的一台变频器移到该电控柜,相应的接线及引线作必要的改动,这样处理后,干扰基本消除,故障排除。例4,某变频控制系统,切换两套机泵,原先机泵是靠自耦***启动工频运行正常,现改为变频运行,虽能实现调频减速功能,但变频器输出端到电动机间的输出线严重发热,电动机外壳温升加重,经常出现保护跳闸。这是由于变频器输出电压和电流信号中包含PWM高次谐波,而谐波电流在输出导线和电动机绕线上形成附加功率损耗。
解决办法:把变频器输入线与输出线分开,分别走各自的电缆沟,选用大一号截面的电缆换原先电缆,输出端与电动机之间的电缆长度尽可能短。这样处理后,发热故障排除。对现场出现的各种变频器高次谐波干扰,基本上都能照以上介绍的方法顺利***,但对谐波成分及幅度要求很严的设备,彻底***高次谐波干扰非常困难,有待进一步攻关解决。