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了解軟起動的原理和維修，一位維修老師傅分享他超十年的經(jīng)驗
閱讀：1084 發(fā)布時間：2023-3-10
施耐德ATS48系列軟啟動器
軟起動是工控維修中常見設(shè)備，探討的人相比其它來說比較少，論壇上也有發(fā)表過一些關(guān)于軟起動的文章，個人以為，商業(yè)目的的多，技術(shù)探討的少。軟起動算是早期大功率電機啟停的過度產(chǎn)品，其作用是讓電機轉(zhuǎn)起來，介于星三角和水阻啟動之間，當年變頻器都比較貴，國產(chǎn)貨還沒崛起。軟起動不能調(diào)速，啟動正常了，立即切換到旁路接觸器，不調(diào)頻也不節(jié)電，最多起到保護電機的作用。
但軟起動價格并不便宜，洋品牌動輒幾萬一臺，值這個價嗎？這東西在工控當中究竟處于什么地位？有沒有技術(shù)含量呢？
就我個人回答而言，技術(shù)肯定是有的，性價比是真的不高。技術(shù)含量不高，但這東西的成本卻真的很難降下來。軟起動要調(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，這樣算下來硬件成本其實并不低。其中可控硅最值錢，有廠商就在這上面節(jié)約成本。市場上便宜的軟起動，三個可控硅改用兩個，中間一相用一條鋁排穿過去就行。
軟起動雖然功能有限，啟動電流還大，工作也是工頻狀態(tài)，無法能調(diào)速節(jié)能，市場上還有那么多用戶在用，就沒有優(yōu)點！倒也不是，這東西方便大規(guī)模集中控制，順序啟動，且穩(wěn)定性比變頻器還高，在一些不需要調(diào)速的場合，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軟起動器。功能分：電壓線性啟動，恒轉(zhuǎn)矩啟動。那么，作為干工控維修的我們應(yīng)該怎樣的認識軟起動呢？
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，50HZ我們把它叫做工頻，軟啟動調(diào)制輸出的，也是同頻同相的工頻電源。在這里重點說明的是：軟起動的電壓幅度調(diào)制，靠晶閘管正/負半橋，錯位180度時間周期導通完成的！
這個導通時間周期，有什么依據(jù)？答案是：采樣進線電壓的同步信號！
不管是模擬的也好，數(shù)字的也好，都必須從進線，則通過電阻降壓采樣，得到一個弦波信號，我們稱為同步信號。這個同步信號的作用就是：保證控制板輸出的驅(qū)動信號同頻同相，正半周可控硅上橋觸發(fā)，負半周下橋?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0度的時候有輕微的失真），電壓產(chǎn)生變化，把輸出電壓逐漸提升到額定值。
所以，軟起動最基本的原理，就是將電壓進行調(diào)幅的過程。比如，用戶手冊上講的，30%電壓線性啟動，就是大約以100多伏的電壓開始起動電機，而不是從0V開始（實際上很難）。
實際應(yīng)用中，軟起動是采取怎樣的技術(shù)，在頻率不變，逐漸調(diào)整電壓幅值的呢。兩個方法：
1.控制驅(qū)動脈沖的脈寬，由窄逐漸加寬，當輸出電壓和輸入電壓相等的時候，驅(qū)動脈沖和弦波寬度一致。例子如施耐德ATS48就是這種類型，國產(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，來控制電壓的變化。這種控制方法極其細膩的控制了驅(qū)動脈寬的變化，稱為數(shù)字式軟起動器，多見于高檔品牌軟起動器，啟動平衡度非常好，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)型電路復雜，電流觸發(fā)型電路簡單。電流觸發(fā)型：電壓很低但電流較大，可達70-250毫安，只要驅(qū)動變壓器的頻寬和容量夠，次級加個二極管，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)動電路，維修時無法用指針萬用表直接觸發(fā)，監(jiān)視驅(qū)動脈沖判斷驅(qū)動電路的好壞。
3.維修要點
作為工控硬件維修從業(yè)人員，也不要輕視軟啟動器，認為技術(shù)相對過于簡單，這樣想就錯了，特別時一些數(shù)字型的軟起動器。像AB，ABB，WEG這些品牌，控制電路就非常復雜，本身價值并不便宜。軟起動市場上應(yīng)用單位很廣泛，像船機，水廠，礦業(yè)這些單位，就有大把的軟起動器在使用。
維修軟起動其好處是，風險可控，不容易炸模塊。理論上不管什么品牌，原理都一樣。電路結(jié)構(gòu)可能不一樣，記住進線取樣，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。至于小信號控制電路，壞的幾率很少。開關(guān)電源部分壞的較多，但會修工控的從業(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)驗看，進口品牌，開關(guān)電源也很少壞，但進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)省大把的維修時間。例如：輸出缺相，注意是不是沒帶電機（或者電機太小），軟起動的主要檢測是電流，電機太小達不到下限電流閾值，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電路，輸入同步信號沒有？沒有，肯定也報警。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。軟起動需要建立在同步信號的基礎(chǔ)上，有的使用現(xiàn)場，進線電源波形失真非常嚴重，導致同步信號失真，就會造成可控硅驅(qū)動信號錯相損壞。
AB羅克韋爾軟啟動器
4.配件標準
維修軟起動的配件標準，比維修別的大功率設(shè)備要求低。軟起動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：軟起動的啟動電流一般會達到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，真正進口硅，6倍容量。國產(chǎn)硅，至少8倍冗余。
耐壓值：這個很多工程人員會忽視，但耐壓值是可控硅一個關(guān)鍵的指標，特別是高電壓使用場合，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。很多市場上的硅體，標稱2500V，實測2000V不到。我自己購買配件時，會先和賣家溝通好，丑話說在前邊，低于我的要求，一律退貨，大不了出點運費。
觸發(fā)值：其實只要硅體是好的，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，不帶個人成見，進口件和國產(chǎn)件的品質(zhì)高低，除了過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。進口件的偏差值很小，一致性有保證。