淺談軟啟動器原理與故障因素

摘 要：本文主要研究了電機軟啟動器的工作原理及其特性，分析軟啟動與一般傳統降壓啟動的區別，同時結合某風車船艏推進器調試運行過程中軟啟動器產生的故障以及現場排除故障的經歷，對軟啟動器運行時發生的故障做了歸納和總結。

關鍵詞：軟啟動；研究；雙向晶閘管；平滑

中圖分類號：TM34 文獻標識碼：A

軟啟動器以其優越性能使電機轉速平穩過渡，極大的提高了設備的穩定性和靈活性。軟啟動器以其優越的性能控制艏推進器馬達的啟動及停止過程的轉速和轉矩，提高了船舶離靠碼頭的機動性和航行過程中轉向的靈活性，軟啟動器作為極其關鍵的設備讓我們在這里了解一下。

1軟啟動器簡介

軟啟動器是一種集電機啟動、軟停車、輕載節能和多種保護功能于一體的新型電機控制裝置，它是以大功率雙向晶閘管構成三相交流調壓電路，以微處理器及信號采集、保護環節構成控制器，通過控制晶閘管的觸發角，調節晶閘管調壓電路的輸出電壓，實現電機無觸點降壓軟啟動、停車、輕載的節能及保護功能，電動機轉速從零轉速到額定轉速的平滑過渡。軟啟動器相對于變頻器來說，具有結構簡單、維修方便、價格低廉、實用性強等優點，使用范圍相當廣泛。為此，我們通過對傳統降壓啟動方式與軟啟動方式進行比較來分析軟啟動器的特性。

2降壓啟動的特點

降壓啟動是指在電動機啟動時，降低加到電動機定子繞組的電壓可以減小電動機的啟動電流。一般降壓啟動是指電動機在啟動過程中加在電動機繞組的電壓變化是瞬間突變的，啟動過程是跳躍的、不平滑的、所以又叫硬啟動，對生產工藝要求穩啟動的場合不宜采用。

3軟啟動器工作原理及特點

當用軟啟動器啟動電機時，由電子電路控制晶閘管的導通角使電機的端電壓以設定的速度逐漸升高，電動機從低速向高速平緩過渡。當晶閘管全部導通后，電動機達到額定轉速，此時電動機工作在額定電壓的機械特性上，這樣電機實現無沖擊啟動到控制電動機軟啟動的過程。啟動結束后接觸器開始工作，并聯接在晶閘管旁路的接觸器觸頭KC閉合取代了晶閘管，晶閘管退出工作狀態，從而通過接觸器向電動機繼續提供電能，這樣就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，轉數逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉矩沖擊對設備造成的危害，同時也延長了設備的使用壽命。

4保護功能

（1）過載保護功能：軟起動器增加了電流控制環節，可以隨時跟蹤檢測電機電流的變化。通過對過載電流值的設定，實現了過載保護功能，在馬達過載時 ，關斷晶閘管并發出報警信號。

（2）缺相保護功能：電機工作時，軟起動器隨時檢測三相電流的變化，一旦發生斷流故障，即可做出缺相保護反應。

（3）過熱保護功能：通過軟起動器內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斷晶閘管，使之退出工作狀態并發出報警信號。

（4）其它功能：通過電子電路的組合，還可在系統中實現其它聯鎖保護。

5軟啟動器調試運行過程中產生的故障

在參與調試某風車船三只艏推進器工作的過程中，出現了以下兩種故障值得我們學習和借鑒。（1）艏推進器1號電動機的軟啟動器出現旁路接觸器不吸合現象，造成晶閘管連續長時間工作。（2）艏推進器3號電動機得電后不工作。對于前者的情況，現場檢查了接觸器線圈電阻并與其它兩只線圈比較阻值均相同；檢查線路接頭未發現異常；后經過一天的檢查發現接觸器的整定電流偏小造成誤動作，導致接觸器主觸頭不能閉合工作，很快這只軟啟動器的故障就排除了。對于后者出現的故障，首先根據圖紙檢查了主電纜接線和控制電纜的接線，又分析了ABB軟啟動器廠家原理圖和馬達原理圖，確認接線完全正確。接下來我們認為是控制元器件部分出了問題，為了確認這個原因，當時拆除了4組3*150m2的電纜，單獨給軟啟動器送電，測量晶閘管輸出端有無電壓輸出，結果無電壓輸出。這時又將晶閘管整體的保護罩拆除檢查晶閘管，晶閘管正反向電阻和門極正反向電阻正常，說明晶閘管沒有問題。此時我最終懷疑是控制電路板出問題了，因為門極受主電路板控制，門極沒有得到觸發電壓信號，晶閘管就不能輸出電壓，也就無法輸出電能供給負載，通過和ABB制造廠家取得聯系并磋商后從公司寄來主電路板，現場更換后試車一次成功。

6軟啟動器常見故障

（1）在調試過程中軟啟動器的缺相故障燈亮，電機不運行，出現故障的原因是：①啟動方式的操作順序不正確，應該先給主電路供電，然后再給控制電路供電。②電源缺相，軟啟動器保護動作。③軟啟動器輸出端未接負載。④電源線與電機接線端子處的連接松脫或接觸不良。⑤軟啟動器模塊損壞或晶閘管擊穿。（2）軟啟動器啟動完成后，旁路接觸器不工作，故障原因可能是：①保護裝置因整定值偏小出現誤動作。②控制線路接觸不良。（3）軟啟動器啟動過程中，偶爾出現跳閘現象的原因是：①空氣開關長延時整定時間過小或空氣開關選型和電機不匹配。②軟啟動的起始運行電壓參數設置過高或啟動時間過長。③啟動過程中電網電壓波動比較大，引起軟啟動器發出錯誤指令。（4）晶閘管損壞的原因是：①軟啟動器的散熱風扇故障，不能正常工作。②頻繁啟動，可控硅過熱而損壞。③濾波板損壞。

結語

本文主要研究了軟啟動器的工作原理以及與一般降壓啟動的區別，并結合實際總結歸納了軟啟動器的故障。從長遠意義來講，軟啟動器不但克服了傳統降壓啟動控制結構的不足，而且使控制功能更加完善。隨著科技的不斷進步和對軟啟動器的不斷改進完善，將使軟啟動器更加成熟，更加完美，應用更加廣泛。

參考文獻

[1] 劉利，王棟.電動機軟啟動器實用技術[Z].中國電力.2010.