了解軟起動(dòng)的原理和維修,,一位維修老師傅分享他超十年的經(jīng)驗(yàn)

施耐德ATS48系列軟啟動(dòng)器
軟起動(dòng)是工控維修中常見設(shè)備,探討的人相比其它來(lái)說比較少,論壇上也有發(fā)表過一些關(guān)于軟起動(dòng)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(dòng)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(lái),,介于星三角和水阻啟動(dòng)之間,,當(dāng)年變頻器都比較貴,國(guó)產(chǎn)貨還沒崛起,。軟起動(dòng)不能調(diào)速,,啟動(dòng)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(dòng)價(jià)格并不便宜,,洋品牌動(dòng)輒幾萬(wàn)一臺(tái),,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(lái)。軟起動(dòng)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(lái)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(chǎng)上便宜的軟起動(dòng),,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(dòng)雖然功能有限,,啟動(dòng)電流還大,,工作也是工頻狀態(tài),無(wú)法能調(diào)速節(jié)能,,市場(chǎng)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(dòng),且穩(wěn)定性比變頻器還高,,在一些不需要調(diào)速的場(chǎng)合,,優(yōu)勢(shì)明顯。d品牌如美國(guó)AB羅克韋爾,,瑞士ABB,,法國(guó)施耐德,德國(guó)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(dòng)器,。功能分:電壓線性啟動(dòng),,恒轉(zhuǎn)矩啟動(dòng),。那么,作為干工控維修的我們應(yīng)該怎樣的認(rèn)識(shí)軟起動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(hào),!
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(hào),,我們稱為同步信號(hào),。這個(gè)同步信號(hào)的作用就是:保證控制板輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)同頻同相,正半周可控硅上橋觸發(fā),,負(fù)半周下橋?qū)?。就這樣,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(dòng)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(cè)上講的,,30%電壓線性啟動(dòng),就是大約以100多伏的電壓開始起動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)脈沖和弦波寬度一致。例子如施耐德ATS48就是這種類型,,國(guó)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(lái)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(dòng)脈寬的變化,,稱為數(shù)字式軟起動(dòng)器,,多見于高檔品牌軟起動(dòng)器,啟動(dòng)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(dòng)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(jiǎn)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(dòng)變壓器的頻寬和容量夠,,次級(jí)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(dòng)電路,,維修時(shí)無(wú)法用指針萬(wàn)用表直接觸發(fā),,監(jiān)視驅(qū)動(dòng)脈沖判斷驅(qū)動(dòng)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(dòng)器,,認(rèn)為技術(shù)相對(duì)過于簡(jiǎn)單,這樣想就錯(cuò)了,,特別時(shí)一些數(shù)字型的軟起動(dòng)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(dòng)市場(chǎng)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(dòng)器在使用。
維修軟起動(dòng)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(hào)控制電路,,壞的幾率很少,。開關(guān)電源部分壞的較多,但會(huì)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(dòng)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?。?,軟起動(dòng)的主要檢測(cè)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(cè)電路,,輸入同步信號(hào)沒有?沒有,,肯定也報(bào)警,。可控硅是易損件,,但可控硅的損壞,,不一定就是可控硅的質(zhì)量問題。軟起動(dòng)需要建立在同步信號(hào)的基礎(chǔ)上,,有的使用現(xiàn)場(chǎng),,進(jìn)線電源波形失真非常嚴(yán)重,導(dǎo)致同步信號(hào)失真,,就會(huì)造成可控硅驅(qū)動(dòng)信號(hào)錯(cuò)相損壞,。

AB羅克韋爾軟啟動(dòng)器
4.配件標(biāo)準(zhǔn)
維修軟起動(dòng)的配件標(biāo)準(zhǔn),比維修別的大功率設(shè)備要求低,。軟起動(dòng)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(dòng)的啟動(dòng)電流一般會(huì)達(dá)到5-8倍額定電流,,所以對(duì)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(guó)產(chǎn)硅,,至少8倍冗余,。
耐壓值:這個(gè)很多工程人員會(huì)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(chǎng)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(chǎng)上的硅體,,標(biāo)稱2500V,實(shí)測(cè)2000V不到,。我自己購(gòu)買配件時(shí),,會(huì)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(chǎng)上大把,主要是性能,。選購(gòu)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(guó)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,。
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