水泵软启动器(ABB软启动器在电机控制系统中的应用)

Posted 2023-05-30

篇首语：为寻求真理的努力所付出的代价，总是比不担风险地占有它要高昂得多。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了水泵软启动器(ABB软启动器在电机控制系统中的应用)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

水泵软启动器(ABB软启动器在电机控制系统中的应用)

一、概述

软启动器是一种集电机软启动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新型电机控制装置，国外称为Softstarters。其主要工作原理是将软启动器串接于电源与被控电机之间，启动时控制其内部三相反并联晶闸管的导通角，使被控电机的输入电压从零值以预设函数关系在设定时间内逐渐上升，直至启动结束赋予电机全压。在软启动过程中，电机启动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。停止时晶闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间直至全关闭。软启动器可减少电机启动过程中对电网的冲击，减少对机械的磨损，可调启动电流和启动转矩并且可对电机实现软停止，从而更好的保护电机和负载，是传统星－三角、自耦降压启动器的最佳换代产品。

二、软启动器具备的保护功能

1.过载保护功能：软启动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。

2.缺相保护功能：工作时，软启动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。

3.过热保护功能：通过软启动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。

4.其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中

实现多种联锁保护。

三、工程实例中的应用

由于软启动器在电机控制系统中对电机的启动、运行状态、停止均能有效的控制，并且在电机不需要调速的情况下，软启动器相比变频器既经济又实用，因此近几年来软启动器在电机控制系统中的应用较为广泛，其主要用于控制泵类和风机类负载。

江苏综艺光伏31MW薄膜太阳能电池生产厂房机电安装工程项目（以下简称综艺项目）的冷冻水泵、冷却水泵、热水泵以及不调速的空调机的控制均选用ABB PS S系列软启动器，其中冷却水泵选用PS S 142/245型，下面通过该型号软启动器在综艺项目的运用实例进行一些交流。

1.首先熟悉ABB PS S系列软启动器二次控制的各接线端子，见图1。

①、②：工作电源接线端，1接N线，2接L线。

③：装置接地端，此端子为功能接地，并不是保护接地。

④、⑤、⑥：启动和停止的控制接线端，软启动器内部带有自锁电路，因此直接外接启动、停止按钮即可实现控制，见图2。

⑦、⑧：故障信号继电器触点，内附触点发出故障信号（本系统选用常开触点）。

⑨、⑩：启动完毕信号指示继电器动作，内置触点闭合，旁路工作。停车信号发出时，内置触点打开。

⑩、⑪：外接电流互感器，用于启动时的限流功能，选用不同变比的电流互感器从而使得最大启动电流值在控制范围内。电流互感器应安装于接近软启动器处，可接于主回路任意一相。注：若选用PST系列则不需外接电流互感器，其内部已具备该功能。

2. 利用软启动器的工作原理对原设计电路的改进综艺项目电气设计图中采用软启动器控制的电气一次回路图，见图3。通过对软启动器工作原理的分析，该

一次回路图存在以下弊端：

（1）没有设计旁路。由于冷冻水泵的功率达75KW，实测得运行电流为120A，若按原设计电路，软启动器长期带负载运行将导致晶闸管发热，从而影响软启动器的使用寿命。

（2）接触器2KM不应串接于主回路中。当水泵停车时，直接切断接触器导致电机瞬间断电，使得软启动器不能实现对电机的软停止。由于水泵瞬间停车，会导致管道内部产生巨大的“水锤”效应，对管道、水泵造成损坏。

（3）选用PSS系列未外接电流互感器，无限制启动电流的功能。

针对以上问题，通过与设计单位工程师的沟通，将图3一次电路进行了改进，见图4：

1）软启动器通过其内部触点延时接通旁路接触器2KM电源，接触器动作使软启动器不带负载运行，直至停车时再次投入，这样可以防止软启动器长时间带载发热，确保系统正常运行的同时又可延长其使用寿命。但由于软启动器被旁路后不能对电机实施过载保护，因此需加设热继电器1KH来实现过载保护功能。

2）取消主回路的接触器，避免电机瞬间断电，从而达到软停车的功能。

3）主回路外接变比为200/1电流互感器，实现限流功能。

经过以上电路图的修改，较好地解决了原设计图存在的问题，满足了对水泵可靠、有效的控制。修改后的电机控制的二次原理图见图5。

3. ABB软启动器的设定

ABB 软启动器有3 个旋转设定开关和一个2 位拨动开关

（1）启动曲线设定启动

时电压提升的时间，共16级可调时间为1～30秒，见图6。一般的动力设备设置启动时间为10秒。

（2）停止曲线

设定停止时电压下降的速度，共16级可调时间为0～30秒，选用0秒可直接停止被控设备，见图7。一般泵类设备的停止斜坡时间为20秒。

（3）初始电压Uini、限流功能Ilim

设定初始电压以及停止电压的范围，可以在30％～70％范围内分五档选择。当电流互感器接于端子11和12时，在1.5～4倍电流互感器变比范围可调11级，此时图 8限流参数设定时，其初始电压以及停止电压值被固定在40％位置。见图8。

（4）用于选择连接方式的Line/Delta开关软启动器的主回路可有不同的接线方式，即与电机“内接”或与电机“外接”。开关S1应设于相应的位置。本文介绍的接线方式为外接法，S1开关应拨于向上位置。如图9。

4. 几种常见故障的解决方法

（1）软启动器无启动信号

a、检查旁路接触器主触点是否卡在闭合位置，若触点已烧融则需更换接触器。

b、若旁路接触器完好则软启动器内部的晶闸管可能被击穿或者已损坏，此时需更换软启动器。

（2）电机不启动

a、检查端子1和2是否接通工作电压。

b、检查启动信号是否正常，端子5和6之间启动时应闭合，端子4和6之间应短接。

c、检查内接（Delta）和外接（Line）开关S1位置是否正确。

d、检查主回路接线是否正确，主电压应接于软启动器端子1L1、3L2、5L3。

e、检查热过载继电器是否脱扣，处于过载保护状态。

f、检查软启动器是否过热，如果软启动器太热的话，即使复位后故障依然存在。检查软启动器风扇工作是否正常，以及冷却风道是否被灰尘和杂物堵塞。

（3）电机启动时或运行过程中突然停止

a、检查主回路是否缺相。

b、检查热继电器是否动作。

c、检查软启动器是否过热。

d、排除了以上故障后还是不能故障复位则微处理器出现了故障，需更换内部电路板。

四、结束语

通过系统了解软启动器的性能、用途后可以解决处理工程电机控制系统中的一些问题，从而可以更有效的控制动力设备，使得系统能更稳定、安全的运行。当然不同厂商的软启动器的结构和设定各有不同，希望通过对ABB软启动器应用的介绍能给同行的技术人员带来些启示。

来源于互联网，作者：吴华，蔡军等。