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技術(shù)文章
施耐德ATS48系列軟啟動(dòng)器
軟起動(dòng)是工控維修中常見(jiàn)設備，探討的人相比其它來(lái)說(shuō)比較少，論壇上也有發(fā)表過(guò)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啟停的過(guò)度產(chǎn)品，其作用是讓電機轉起來(lái)，介于星三角和水阻啟動(dòng)之間，當年變頻器都比較貴，國產(chǎn)貨還沒(méi)崛起。軟起動(dòng)不能調速，啟動(dòng)正常了，立即切換到旁路接觸器，不調頻也不節電，最多起到保護電機的作用。
但軟起動(dòng)價(jià)格并不便宜，洋品牌動(dòng)輒幾萬(wàn)一臺，值這個(gè)價(jià)嗎？這東西在工控當中究竟處于什么地位？有沒(méi)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?xún)r(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(qián)，有廠(chǎng)商就在這上面節約成本。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(guò)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)法能調速節能，市場(chǎng)上還有那么多用戶(hù)在用，就沒(méi)有優(yōu)點(diǎn)！倒也不是，這東西方便大規模集中控制，順序啟動(dòng)，且穩定性比變頻器還高，在一些不需要調速的場(chǎng)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(guò)軟起動(dòng)器。功能分：電壓線(xiàn)性啟動(dòng)，恒轉矩啟動(dòng)。那么，作為干工控維修的我們應該怎樣的認識軟起動(dòng)呢？
1.從原理說(shuō)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，50HZ我們把它叫做工頻，軟啟動(dòng)調制輸出的，也是同頻同相的工頻電源。在這里重點(diǎn)說(shuō)明的是：軟起動(dòng)的電壓幅度調制，靠晶閘管正/負半橋，錯位180度時(shí)間周期導通完成的！
這個(gè)導通時(shí)間周期，有什么依據？答案是：采樣進(jìn)線(xiàn)電壓的同步信號！
不管是模擬的也好，數字的也好，都必須從進(jìn)線(xiàn)，則通過(guò)電阻降壓采樣，得到一個(gè)弦波信號，我們稱(chēng)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動(dòng)信號同頻同相，正半周可控硅上橋觸發(fā)，負半周下橋導通。就這樣，經(jīng)過(guò)轉化的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)行調幅的過(guò)程。比如，用戶(hù)手冊上講的，30%電壓線(xiàn)性啟動(dòng)，就是大約以100多伏的電壓開(kāi)始起動(dòng)電機，而不是從0V開(kāi)始（實(shí)際上很難）。
實(shí)際應用中，軟起動(dòng)是采取怎樣的技術(shù)，在頻率不變，逐漸調整電壓幅值的呢。兩個(gè)方法：
1.控制驅動(dòng)脈沖的脈寬，由窄逐漸加寬，當輸出電壓和輸入電壓相等的時(shí)候，驅動(dòng)脈沖和弦波寬度一致。例子如施耐德ATS48就是這種類(lèi)型，國產(chǎn)的大多都是這種類(lèi)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膩的控制了驅動(dòng)脈寬的變化，稱(chēng)為數字式軟起動(dòng)器，多見(jiàn)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(xiàn)性精確。
2.電路結構
軟起動(dòng)都是采用可控硅調制輸出。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70-250毫安，只要驅動(dòng)變壓器的頻寬和容量夠，次級加個(gè)二極管，就可以構成電流型觸發(fā)電路，可控硅便可順利的導通和關(guān)斷。
這是硬件結構，肉眼可見(jiàn)的。但這種電流驅動(dòng)電路，維修時(shí)無(wú)法用指針萬(wàn)用表直接觸發(fā)，監視驅動(dòng)脈沖判斷驅動(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，認為技術(shù)相對過(guò)于簡(jiǎn)單，這樣想就錯了，特別時(shí)一些數字型的軟起動(dòng)器。像AB，ABB，WEG這些品牌，控制電路就非常復雜，本身價(jià)值并不便宜。軟起動(dòng)市場(chǎng)上應用單位很廣泛，像船機，水廠(chǎng)，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。電路結構可能不一樣，記住進(jìn)線(xiàn)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(kāi)關(guān)電源部分壞的較多，但會(huì )修工控的從業(yè)人員，應該都可以玩轉開(kāi)關(guān)電源的。我自己的維修經(jīng)驗看，進(jìn)口品牌，開(kāi)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)維修中出現最多的問(wèn)題就是：可控硅壞，電源壞，輸入缺相，輸出缺相這幾類(lèi)故障偏多。
多看說(shuō)明書(shū)，試著(zhù)用原理反推故障出現的可能，可以節省大把的維修時(shí)間。例如：輸出缺相，注意是不是沒(méi)帶電機（或者電機太?。?，軟起動(dòng)的主要檢測是電流，電機太小達不到下限電流閾值，系統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(zhù)輸出檢測電路，輸入同步信號沒(méi)有？沒(méi)有，肯定也報警?？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(wèn)題。軟起動(dòng)需要建立在同步信號的基礎上，有的使用現場(chǎng)，進(jìn)線(xiàn)電源波形失真非常嚴重，導致同步信號失真，就會(huì )造成可控硅驅動(dòng)信號錯相損壞。
AB羅克韋爾軟啟動(dòng)器
4.配件標準
維修軟起動(dòng)的配件標準，比維修別的大功率設備要求低。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(huì )忽視，但耐壓值是可控硅一個(gè)關(guān)鍵的指標，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，標稱(chēng)2500V，實(shí)測2000V不到。我自己購買(mǎi)配件時(shí)，會(huì )先和賣(mài)家溝通好，丑話(huà)說(shuō)在前邊，低于我的要求，一律退貨，大不了出點(diǎn)運費。
觸發(fā)值：其實(shí)只要硅體是好的，大抵都能觸發(fā)。我要說(shuō)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。選購材料也是硬件維修工程師的基本功，不帶個(gè)人成見(jiàn)，進(jìn)口件和國產(chǎn)件的品質(zhì)高低，除了過(guò)流值耐壓值這些硬指標，最頭疼的就是觸發(fā)一致性。經(jīng)銷(xiāo)商嘛，都稱(chēng)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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