我们都知道,不管电源是220V,380V,还是690V,每秒钟的交变都是以50HZ基准,50HZ我们把它叫做工频,软启动调制输出的,也是同频同相的工频电源。在这里重点说明的是:软起动的电压幅度调制,靠晶闸管正/负半桥,错位180度时间周期导通完成的!
这个导通时间周期,有什么依据?答案是:采样进线电压的同步信号!
不管是模拟的也好,数字的也好,都必须从进线,则通过电阻降压采样,得到一个弦波信号,我们称为同步信号。这个同步信号的作用就是:保证控制板输出的驱动信号同频同相,正半周可控硅上桥触发,负半周下桥导通。就这样,经过转化的U\V\W三相相位不产生变化(其实0度的时候有轻微的失真),电压产生变化,把输出电压逐渐提升到额定值。
所以,软起动***基本的原理,就是将电压进行调幅的过程。比如,用户手册上讲的,30%电压线性启动,就是大约以100多伏的电压开始起动电机,而不是从0V开始(实际上很难)。
实际应用中,软起动是采取怎样的技术,在频率不变,逐渐调整电压幅值的呢。两个方法:
1.控制驱动脉冲的脉宽,由窄逐渐加宽,当输出电压和输入电压相等的时候,驱动脉冲和弦波宽度一致。例子如施耐德ATS48就是这种类型,国产的大多都是这种类型。
2.和变频器一样,在脉宽波中加入载波,控制载波频率的宽窄,来控制电压的变化。这种控制方法**细腻的控制了驱动脉宽的变化,称为数字式软起动器,多见于高档品牌软起动器,启动平衡度非常好,使电压,电流,功率更加线性***。
二、电路结构
软起动都是采用可控硅调制输出。注意的是:可控硅是电流触发型,变频器是电压触发型,两者电路是有差别的!电压触发型电路复杂,电流触发型电路简单。电流触发型:电压很低但电流较大,可达70-250毫安,只要驱动变压器的频宽和容量够,次级加个二极管,就可以构成电流型触发电路,可控硅便可顺利的导通和关断。
这是硬件结构,肉眼可见的。但这种电流驱动电路,维修时无法用指针万用表直接触发,监视驱动脉冲判断驱动电路的好坏。
三、维修要点
作为工控硬件维修从业人员,也不要轻视软启动器,认为技术相对过于简单,这样想就错了,特别时一些数字型的软起动器。像AB,ABB,WEG这些品牌,控制电路就非常复杂,本身价值并不便宜。软起动市场上应用单位很广泛,像船机,水厂,矿业这些单位,就有大把的软起动器在使用。
维修软起动其好处是,风险可控,不容易炸模块。理论上不管什么品牌,原理都一样。电路结构可能不一样,记住进线取样,输出取样,温度取样,可控硅控制,这些都是必须具备电路。而且损坏***多的也就是这些电路和配件。至于小信号控制电路,坏的几率很少。开关电源部分坏的较多,但会修工控的从业人员,应该都可以玩转开关电源的。我自己的维修经验看,进口品牌,开关电源也很少坏,但进口品牌喜欢采用陶瓷贴片电容,那东西倒是容易短路。软启动维修中出现***多的问题就是:可控硅坏,电源坏,输入缺相,输出缺相这几类故障偏多。
多看说明书,试着用原理反推故障出现的可能,可以节省大把的维修时间。例如:输出缺相,注意是不是没带电机(或者电机太小),软起动的主要检测是电流,电机太小达不到下限电流阈值,系统有可能判断为输出缺相(比如施耐德ATS48),真的缺相了,那也不要总盯着输出检测电路,输入同步信号没有?没有,肯定也报警。可控硅是易损件,但可控硅的损坏,不一定就是可控硅的质量问题。软起动需要建立在同步信号的基础上,有的使用现场,进线电源波形失真非常严重,导致同步信号失真,就会造成可控硅驱动信号错相损坏。
四、配件标准
维修软起动的配件标准,比维修别的大功率设备要求低。软起动***贵重的元件是可控硅,可控硅的三大指标就是:容量,耐压,触发值
容量:软起动的启动电流一般会达到5-8倍额定电流,所以对可控硅的容量冗余要求比较大。我的经验是,真正进口硅,6倍容量。国产硅,至少8倍冗余。
耐压值:这个很多工程人员会忽视,但耐压值是可控硅一个关键的指标,特别是高电压使用场合,耐压值***低不能低于2.5倍耐压值,比如额定380V,低于800V的耐压很容易击穿。很多市场上的硅体,标称2500V,实测2000V不到。我自己购买配件时,会先和卖家沟通好,丑话说在前边,低于我的要求,一律退货,大不了出点运费。
触发值:其实只要硅体是好的,大抵都能触发。我要说的是,触发值的一致性,工控器件又不是什么管控器件,市场上大把,主要是性能。选购材料也是硬件维修工程师的基本功,不带个人成见,进口件和国产件的品质高低,除了过流值耐压值这些硬指标,***头疼的就是触发一致性。经销商嘛,都称自己的货是原装进口,但只要在触发值上一比较,就原型毕露了。进口件的偏差值很小,一致性有保证。
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