許多企業(yè)每年都要為他們所使用的電動(dòng)機(jī)(用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、壓碎機(jī)攪拌器、水泵、傳送帶等等)的這種突然、急劇啟動(dòng)浪費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元，每天都有數(shù)不盡的交流電動(dòng)機(jī)在不必要的處于重荷之下。
交流電動(dòng)機(jī)的這種突然而劇烈的啟動(dòng)主要會(huì)造成以下幾個(gè)方面的損失:
(1)直接在線啟動(dòng)或星-三角啟動(dòng)產(chǎn)生的電壓和電流瞬變?nèi)菀讓?dǎo)致電氣故障。電壓和電流的瞬變現(xiàn)象可能導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)過(guò)荷，從而引起不良的電壓變化，并最終影響到同電網(wǎng)中的其它電氣設(shè)備。
(2)導(dǎo)致從電動(dòng)機(jī)到啟動(dòng)設(shè)備及到強(qiáng)應(yīng)力等這一整 個(gè)驅(qū)動(dòng)鏈的機(jī)械故障
(3)運(yùn)行故障:例如使管路系統(tǒng)產(chǎn)生壓力振動(dòng)，對(duì)傳送帶上的產(chǎn)品造成損壞，以及使電梯乘坐不舒適。
此外，經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題也是很明顯的:每一個(gè)技術(shù)問(wèn)題， 每一次的故障,都會(huì)因維修甚至?xí)和Ｉa(chǎn)而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。在工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)中，這就會(huì)導(dǎo)致預(yù)算外生產(chǎn)成本的增加。
2、軟啟動(dòng)器的開(kāi)發(fā)歷程
交流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)問(wèn)題由來(lái)已久，人們一直在試圖找出一種能夠徹底解決問(wèn)題的辦法，在此過(guò)程中，先后主要研究開(kāi)發(fā)了下面幾種啟動(dòng)方式。
2.1、星一三角啟動(dòng)器
星一三角啟動(dòng)器是- -個(gè)較早的解決辦法。在啟動(dòng)過(guò)程中，電網(wǎng)的相位接頭和中性接頭之間，電動(dòng)機(jī)定子繞組與啟動(dòng)器進(jìn)行星型連接，從而可以降低電動(dòng)機(jī)電壓，及至降低電流大約:一且克服主慣量之后，電動(dòng)機(jī)定子繞組在電網(wǎng)相位接頭之間的連接就呈三角形，以獲得滿電壓和功率。然而，這種啟動(dòng)器不能從根本上消除機(jī)械和電氣瞬變現(xiàn)象，只能使其稍微減弱，使他們穿過(guò)時(shí)間軸上的兩個(gè)點(diǎn)一一從隨后的星-三角切換至原點(diǎn)。星一三角啟動(dòng)法只適用于正常工況，在其它工況下，從星形到三角形之間的切換有時(shí)候比直接在線啟動(dòng)情況還要糟糕。因此，星-三角啟動(dòng)器對(duì)于該問(wèn)題來(lái)說(shuō)只能算是一個(gè)粗淺而有限的解決辦法。
2.2、滑環(huán)電動(dòng)機(jī)
另一個(gè)早期的解決辦法就是滑環(huán)電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)由一個(gè)經(jīng)滑環(huán)與轉(zhuǎn) 子電路連接的啟動(dòng)變阻器啟動(dòng)。采用這種方法，雖然電動(dòng)機(jī)的扭矩仍能維持在足以啟動(dòng)負(fù)荷的必要水平，但啟動(dòng)電流已經(jīng)降低了。在啟動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)獲得速度，轉(zhuǎn)子電阻逐漸降低，一 旦啟動(dòng)變阻器完全脫離電路，電動(dòng)機(jī)就可達(dá)到其最大轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組也在該點(diǎn)短路，因此電動(dòng)機(jī)由此點(diǎn)開(kāi)始作為普通的鼠籠式電動(dòng)機(jī)運(yùn)行?；h(huán)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是扭矩較高而啟動(dòng)電流受到限制，主要適用于啟動(dòng)負(fù)荷較高的電動(dòng)機(jī)，如壓碎機(jī)和磨坊用電動(dòng)機(jī);而其不利之處就在于它的機(jī)械和電氣結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，且電刷、 滑環(huán)、電阻器和接頭的使用又使成本(包括維護(hù)成本)增加，可靠性降低。
2.3、頻率轉(zhuǎn)換器
頻率轉(zhuǎn)換器從技術(shù)來(lái)說(shuō)要優(yōu)于上述兩種解決方法:因?yàn)樗梢栽陔妱?dòng)機(jī)從啟動(dòng)到正常運(yùn)行再到停機(jī)的每一次運(yùn)行循環(huán)中，對(duì)轉(zhuǎn)速、扭矩和功率等所有相對(duì)變量進(jìn)行精確控制:另一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)就是其控制設(shè)備為靜態(tài)，即沒(méi)有移動(dòng)部件。其可靠性因而也提高了，維護(hù)工作量很小。然而，頻率轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)是前期投資成本相對(duì)過(guò)大，這--點(diǎn)限制了其在很多領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其在那些正常運(yùn)行中實(shí)際上并不要求定時(shí)控制的設(shè)備中的應(yīng)用。不過(guò)，隨著技術(shù)的不斷更新以及價(jià)格的下降，頻率轉(zhuǎn)換器已經(jīng)贏得了很大的市場(chǎng)。今天，它已在實(shí)際應(yīng)用中取代了滑環(huán)電動(dòng)機(jī)。
2.4、軟啟動(dòng)器
軟啟動(dòng)器于20世紀(jì)70年代末到80年代初投入市場(chǎng)，它與頻率轉(zhuǎn)換器相似，同樣以電子和可控硅為基礎(chǔ)?？梢赃@樣說(shuō)，它填補(bǔ)了星-三角啟動(dòng)器和頻率轉(zhuǎn)換器在功能實(shí)用性和價(jià)格之間的鴻溝。采用軟啟動(dòng)器，可以控制電動(dòng)機(jī)的電壓，使其在啟動(dòng)過(guò)程中逐漸地升高，很自然地限制啟動(dòng)電流。這就意味著電動(dòng)機(jī)可以平穩(wěn)地啟動(dòng)，機(jī)械和電應(yīng)力也降至最小;該裝置還有一種附帶的功能，即可用來(lái)“軟”停機(jī)。由于該啟動(dòng)器采用電子式電路，可以相對(duì)比較容易地通過(guò)安全和事故指示燈增強(qiáng)其基本功能，改善電動(dòng)機(jī)的保護(hù)，簡(jiǎn)化故障查找，如失相、過(guò)電流和超高溫保護(hù)，以及正常運(yùn)行、電動(dòng)機(jī)滿電壓和某些故障指示。象斜坡電壓和初始電壓等所有設(shè)定值都可以很容易地在啟動(dòng)器面板上設(shè)定。外，軟啟動(dòng)器除了完全能夠滿足電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)這一基 本要求外，還具有很多優(yōu)點(diǎn)，比如可靠性高、維護(hù)量小、電動(dòng)機(jī)保護(hù)良好以及參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單。然而軟啟動(dòng)器仍有一個(gè)缺陷，那就是不能長(zhǎng)時(shí)間用于啟動(dòng)扭矩要求很高的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置上。這種局限性主要因?yàn)?，軟啟?dòng)器實(shí)際上是靠將自身電壓斜坡式抬升至最大值( 而在停機(jī)過(guò)程中又逐漸下降至設(shè)定的關(guān)機(jī)水平)來(lái)完成工作。由于扭矩與電壓平方成正比，連接電動(dòng)機(jī)不能從一開(kāi)始就達(dá)到最大扭矩，區(qū)此，軟啟動(dòng)器更適合于水泵、風(fēng)扇、傳送帶、電梯等輕型易啟動(dòng)的設(shè)備。
3ABB新型軟啟動(dòng)器系列
ABB自從20世紀(jì)80年代初就開(kāi)始研制生產(chǎn)軟啟動(dòng)器，其間所獲得的寶貴經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)成功地應(yīng)用到今天的新系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中。最新的PSS系列在許多方面進(jìn)行了改進(jìn)，適用于電流3~ 515A，電源電壓208 ~ 690V的電動(dòng)機(jī)。
這種新產(chǎn)品系列具有以下幾個(gè)重要的特點(diǎn):
(1)集成化:在--定的安裝平面上可以安裝更多的軟啟動(dòng)器。
(2) 易于安裝:該裝置可以用螺絲釘固定到安裝板(只需4個(gè)孔)上，或者，固定在安裝軌上。這兩種安裝方式的電纜連接都很方便，且面板上有清晰的操作提示。
(3) 設(shè)置方便:由于只有3種設(shè)置(啟動(dòng)電壓斜坡、停機(jī)電壓斜坡和初始電壓)，軟啟動(dòng)器的適用范圍很廣，面板上刻度標(biāo)識(shí)非常清晰的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)有助于你很方便地設(shè)定這些值。
(4)固態(tài)電路:這有利于確保最高的可靠性，并將維護(hù)工作降至最低限度，即使對(duì)于啟動(dòng)和停機(jī)非常頻繁的設(shè)備依然如此。
