软起动器的多重保护功能——线路、过电压和过热保护

2023-06-29 理论教育版权反馈

【摘要】：软起动器有热记忆装置，提供附加保护功能，即使在控制电源断开的情况下，热记忆功能仍能保持。3）线路故障保护软起动器能够连续检测线路情况，以监视其异常情况。6）过电压保护软起动器检测到输入线电压上升，过电压保护将使电动机停止运行。9）过热保护软起动器内部采用热传感器监测晶闸管的温度。软起动器接地故障检测功能包括接地故障脱扣和接地故障报警。

软起动器与变频器的原理结构有很多相同的地方，不同的是它不能进行电源频率的调节，也就是说它不能调节晶闸管导通、截止的频率。因此，它不能调节电动机的转速，它是用改变电压来进行电动机起动的，也就是减压起动。不同的是这个过程是按设定的程序进行的，看不到那些具体的装置，这也是与接触器-继电器减压起动不同的地方。

软起动器的使用与接触器有密切联系，一般都在软起动器上设置旁路接触器，也就是说电动机起动后，由旁路接触器工作，甩掉软起动器，这和接触器-继电器中甩掉自耦变压器、起动电阻是一样的。不同的是当运行中出现压降时，设定的程序即可将接触器断开，使电动机停止。同时利用旁路接触器可使软起动器起动多台电动机，均由旁路接触器运行，这是接触器-继电器控制无法比拟的。

（1）软起动器的保护方式及元件

1）电子式过载保护软起动器具有电动机过载保护装置的功能。软起动器有热记忆装置，提供附加保护功能，即使在控制电源断开的情况下，热记忆功能仍能保持。过载保护通过电流传感器和I²t算法实现。当温度超过固定的预置极限，就立即进行分断操作，为完全过载性能提供了最佳保护。它特别适用于起动频率高、点动工作制或重载起动的传动装置。

2）失速保护和堵转检测在失速或堵转的情况下，电动机将承受转子堵转电流、从而产生高的转矩，将导致线圈绝缘损坏或与负载相连部分的机械损坏。软起动器可以检测到失速和堵转，从而加强了对电动机或系统的保护。用户可对最大失速保护延迟时间编程，失速保护延迟时间是除可编程起动时间之外的时间，它是从起动时间已经超时之后开始的，如果软起动器检测到失速，它会在延迟时间之后使电动机停止。堵转检测允许用户以电动机满载电流额定值百分比编程，用户可以选择延迟时间，在电动机堵转发生后，软起动器在延迟时后脱扣。

3）线路故障保护软起动器能够连续检测线路情况，以监视其异常情况。起动前线路故障如电源断电、负载连接断开、SCR短路可报警指示；起动运行后线路故障如电源断电、负载连接断开、反相保护，可停止运行。

4）欠载保护软起动器检测到电流突然下降，电动机能停止运行。

5）欠电压保护软起动器检测到电压突然降低使电动机停止运行。

6）过电压保护软起动器检测到输入线电压上升，过电压保护将使电动机停止运行。

7）电压不平衡保护电压不平衡保护是检测三相电压大小及三相电压的相位关系，当软起动器检测到不平衡电压达到用户编程的脱扣水平时，电动机将停止运行。

8）过频繁起动软起动器允许用户设置每小时起动的次数，有助于消除由于在短时间内反复起动所造成的电动机冲击应力。

9）过热保护软起动器内部采用热传感器监测晶闸管的温度。当到达阴极最高额定温度时晶闸管被禁止触发。发热情况表明通风不良、高环境温度、过载或过频繁起动。当晶闸管的温度降低到允许的水平时，故障将自动被消除。

10）接地故障保护软起动器可以在接地故障发展为短路前检测到这一故障条件，接地故障电流开始时一般很小，但能很快增加到几百或几千安培，这一特性可在不另外增加接地故障断路器情况下对人身进行保护。软起动器接地故障检测功能包括接地故障脱扣和接地故障报警。

11）热敏电阻/PTC保护软起动器通过监测定子上安置的PTC（正温度系数）热敏电阻，可以通过外部电路加强对电动机的保护，PTC实际上是一个热敏电阻器，它具有在激活的额定温度后电阻具有急剧变大的特性，即使电动机不过载，电动机过热有时也会出现，这一过热会导致电动机冷却系统受阻和环境温度过高，PTC有助于辨认这一过热现象，从而提高电动机保护功能。

上述功能的元件电路都设置在设备内部，并由软件和硬件组成，它完全代替了短路、过载、过热等典型的继电器，且在准确度、灵敏度、选择性上远远超过了继电器，在使用中则能完成上述功能。

（2）软起动器基本控制电路

1）基本主接线电路（见图2-26）

图2-26 ATS48软起动器主接线电路

2）ATS48软起动器基本控制电路基本控制电路见图2-27，各外接端子符号、名称、说明见表2-16。

图2-27 ATS48软起动器的基本控制电路

3）一台STR软起动器控制两台电动机（一备、一开）电气线路（见图2-28）一台软起动器控制两台电动机是指开一台，备用一台。S为切换开关，S往上，则KM1动作，为起动电动机M1作准备，指示灯HL1亮、HL2灭；往下则KM1不工作、KM2工作，指示灯HL2亮、HL1灭。

电动机工作之前，必须先操动切换开关S，确定哪台电动机工作，然后在STR的操作键盘上按动RUN键起动电动机；按动STOP键则停止。

4）STR软起动器一台起动两台电动机（旁路运行，软起动器起动）软起动器起动、旁路接触器运行控制电路见图2-29。断路器QF闭合后，STR开始工作，按动SBT1，KM11吸合，为起动M1作准备，然后按下起动按钮SBT，KM11吸合后，电动机M1软起动，起动完成后，中间继电器JC吸合，其在控制电路中的动合触点闭合，使旁路接触器KM12吸合，时间继电器KT1开始延时。延时结束后，KT1动断触点断开，切断KM11，这时由旁路接触器为M1供电工作，STR软起动器这时已退出运行状态，为起动M2作准备。

表 2-16