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了解軟起動的原理和維修，一位維修老師傅分享他超十年的經(jīng)驗(yàn)
閱讀：1482 發(fā)布時(shí)間：2023-3-10
施耐德ATS48系列軟啟動器
軟起動是工控維修中常見設(shè)備,，探討的人相比其它來說比較少,，論壇上也有發(fā)表過一些關(guān)于軟起動的文章，個(gè)人以為,，商業(yè)目的的多,，技術(shù)探討的少。軟起動算是早期大功率電機(jī)啟停的過度產(chǎn)品,，其作用是讓電機(jī)轉(zhuǎn)起來,，介于星三角和水阻啟動之間，當(dāng)年變頻器都比較貴,，國產(chǎn)貨還沒崛起,。軟起動不能調(diào)速，啟動正常了,，立即切換到旁路接觸器,，不調(diào)頻也不節(jié)電，最多起到保護(hù)電機(jī)的作用,。
但軟起動價(jià)格并不便宜,，洋品牌動輒幾萬一臺，值這個(gè)價(jià)嗎,？這東西在工控當(dāng)中究竟處于什么地位,？有沒有技術(shù)含量呢？
就我個(gè)人回答而言,，技術(shù)肯定是有的,，性價(jià)比是真的不高。技術(shù)含量不高,，但這東西的成本卻真的很難降下來,。軟起動要調(diào)幅控制，必須采用雙向可控硅,，加上電源電路,，主控板，顯示接口,，等等,，這樣算下來硬件成本其實(shí)并不低。其中可控硅最值錢,，有廠商就在這上面節(jié)約成本,。市場上便宜的軟起動，三個(gè)可控硅改用兩個(gè),，中間一相用一條鋁排穿過去就行,。
軟起動雖然功能有限,，啟動電流還大，工作也是工頻狀態(tài),，無法能調(diào)速節(jié)能,，市場上還有那么多用戶在用，就沒有優(yōu)點(diǎn),！倒也不是,，這東西方便大規(guī)模集中控制，順序啟動,，且穩(wěn)定性比變頻器還高,，在一些不需要調(diào)速的場合，優(yōu)勢明顯,。d品牌如美國AB羅克韋爾,，瑞士ABB，法國施耐德,，德國伊頓.金鐘默勒……不管是控制電路還是軟件功能,，都下了功夫去研究過軟起動器。功能分：電壓線性啟動,，恒轉(zhuǎn)矩啟動,。那么，作為干工控維修的我們應(yīng)該怎樣的認(rèn)識軟起動呢,？
1.從原理說起
我們都知道,，不管電源是220V,380V,還是690V,每秒鐘的交變都是以50HZ基準(zhǔn)，50HZ我們把它叫做工頻,，軟啟動調(diào)制輸出的,，也是同頻同相的工頻電源。在這里重點(diǎn)說明的是：軟起動的電壓幅度調(diào)制,，靠晶閘管正/負(fù)半橋,，錯(cuò)位180度時(shí)間周期導(dǎo)通完成的！
這個(gè)導(dǎo)通時(shí)間周期,，有什么依據(jù),？答案是：采樣進(jìn)線電壓的同步信號！
不管是模擬的也好,，數(shù)字的也好,，都必須從進(jìn)線，則通過電阻降壓采樣,，得到一個(gè)弦波信號,，我們稱為同步信號。這個(gè)同步信號的作用就是：保證控制板輸出的驅(qū)動信號同頻同相,，正半周可控硅上橋觸發(fā),，負(fù)半周下橋?qū)ā＞瓦@樣,，經(jīng)過轉(zhuǎn)化的U\V\W三相相位不產(chǎn)生變化（其實(shí)0度的時(shí)候有輕微的失真）,，電壓產(chǎn)生變化，把輸出電壓逐漸提升到額定值,。
所以,，軟起動最基本的原理，就是將電壓進(jìn)行調(diào)幅的過程,。比如,，用戶手冊上講的，30%電壓線性啟動,，就是大約以100多伏的電壓開始起動電機(jī),，而不是從0V開始（實(shí)際上很難）。
實(shí)際應(yīng)用中,，軟起動是采取怎樣的技術(shù),，在頻率不變，逐漸調(diào)整電壓幅值的呢,。兩個(gè)方法：
1.控制驅(qū)動脈沖的脈寬,，由窄逐漸加寬，當(dāng)輸出電壓和輸入電壓相等的時(shí)候,，驅(qū)動脈沖和弦波寬度一致,。例子如施耐德ATS48就是這種類型，國產(chǎn)的大多都是這種類型,。
2.和變頻器一樣,，在脈寬波中加入載波，控制載波頻率的寬窄,，來控制電壓的變化,。這種控制方法極其細(xì)膩的控制了驅(qū)動脈寬的變化，稱為數(shù)字式軟起動器,，多見于高檔品牌軟起動器,，啟動平衡度非常好，使電壓,，電流,，功率更加線性精確。
2.電路結(jié)構(gòu)
軟起動都是采用可控硅調(diào)制輸出,。注意的是：可控硅是電流觸發(fā)型,，變頻器是電壓觸發(fā)型，兩者電路是有差別的,！電壓觸發(fā)型電路復(fù)雜,，電流觸發(fā)型電路簡單,。電流觸發(fā)型：電壓很低但電流較大，可達(dá)70-250毫安,，只要驅(qū)動變壓器的頻寬和容量夠,，次級加個(gè)二極管，就可以構(gòu)成電流型觸發(fā)電路,，可控硅便可順利的導(dǎo)通和關(guān)斷,。
這是硬件結(jié)構(gòu)，肉眼可見的,。但這種電流驅(qū)動電路,，維修時(shí)無法用指針萬用表直接觸發(fā)，監(jiān)視驅(qū)動脈沖判斷驅(qū)動電路的好壞,。
3.維修要點(diǎn)
作為工控硬件維修從業(yè)人員,，也不要輕視軟啟動器，認(rèn)為技術(shù)相對過于簡單,，這樣想就錯(cuò)了,，特別時(shí)一些數(shù)字型的軟起動器。像AB,，ABB,，WEG這些品牌，控制電路就非常復(fù)雜,，本身價(jià)值并不便宜,。軟起動市場上應(yīng)用單位很廣泛，像船機(jī),，水廠,，礦業(yè)這些單位，就有大把的軟起動器在使用,。
維修軟起動其好處是,，風(fēng)險(xiǎn)可控，不容易炸模塊,。理論上不管什么品牌,，原理都一樣。電路結(jié)構(gòu)可能不一樣,，記住進(jìn)線取樣,，輸出取樣，溫度取樣,，可控硅控制,，這些都是必須具備電路。而且損壞最多的也就是這些電路和配件,。至于小信號控制電路,，壞的幾率很少,。開關(guān)電源部分壞的較多，但會修工控的從業(yè)人員,，應(yīng)該都可以玩轉(zhuǎn)開關(guān)電源的,。我自己的維修經(jīng)驗(yàn)看，進(jìn)口品牌,，開關(guān)電源也很少壞,，但進(jìn)口品牌喜歡采用陶瓷貼片電容,，那東西倒是容易短路,。軟啟動維修中出現(xiàn)最多的問題就是：可控硅壞，電源壞,，輸入缺相,，輸出缺相這幾類故障偏多。
多看說明書,，試著用原理反推故障出現(xiàn)的可能,，可以節(jié)省大把的維修時(shí)間。例如：輸出缺相,，注意是不是沒帶電機(jī)（或者電機(jī)太?。浧饎拥闹饕獧z測是電流,，電機(jī)太小達(dá)不到下限電流閾值,，系統(tǒng)有可能判斷為輸出缺相（比如施耐德ATS48）,真的缺相了，那也不要總盯著輸出檢測電路,，輸入同步信號沒有,？沒有，肯定也報(bào)警,?？煽毓枋且讚p件，但可控硅的損壞,，不一定就是可控硅的質(zhì)量問題,。軟起動需要建立在同步信號的基礎(chǔ)上，有的使用現(xiàn)場,，進(jìn)線電源波形失真非常嚴(yán)重,，導(dǎo)致同步信號失真，就會造成可控硅驅(qū)動信號錯(cuò)相損壞,。
AB羅克韋爾軟啟動器
4.配件標(biāo)準(zhǔn)
維修軟起動的配件標(biāo)準(zhǔn),，比維修別的大功率設(shè)備要求低。軟起動最貴重的元件是可控硅,，可控硅的三大指標(biāo)就是：容量,，耐壓,，觸發(fā)值
容量：軟起動的啟動電流一般會達(dá)到5-8倍額定電流，所以對可控硅的容量冗余要求比較大,。我的經(jīng)驗(yàn)是,，真正進(jìn)口硅，6倍容量,。國產(chǎn)硅,，至少8倍冗余。
耐壓值：這個(gè)很多工程人員會忽視,，但耐壓值是可控硅一個(gè)關(guān)鍵的指標(biāo),，特別是高電壓使用場合，耐壓值不能低于2.5倍耐壓值,，比如額定380V,低于800V的耐壓很容易擊穿,。很多市場上的硅體，標(biāo)稱2500V,，實(shí)測2000V不到,。我自己購買配件時(shí)，會先和賣家溝通好,，丑話說在前邊,，低于我的要求，一律退貨,，大不了出點(diǎn)運(yùn)費(fèi),。
觸發(fā)值：其實(shí)只要硅體是好的，大抵都能觸發(fā),。我要說的是,，觸發(fā)值的一致性，工控器件又不是什么管控器件,，市場上大把,，主要是性能。選購材料也是硬件維修工程師的基本功,，不帶個(gè)人成見,，進(jìn)口件和國產(chǎn)件的品質(zhì)高低，除了過流值耐壓值這些硬指標(biāo),，最頭疼的就是觸發(fā)一致性,。經(jīng)銷商嘛，都稱自己的貨是原裝,，但只要在觸發(fā)值上一比較,，就原型畢露了。進(jìn)口件的偏差值很小，一致性有保證,。