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软启动器如何保护起动的电机
来源:  发布日期:2021/9/1  点击次数:1006
软启动器如何保护起动的电机
软启动器如何保护起动的电机

通常软起动系统由软起动装置、外围电路、电动机负载构成,因此,软起动系统保护的对象也即软起动装置、外围电路、电动机负载。对软起动系统进行保护的目的是保证晶闸管元件、软起动器设备、电路安全可靠运行,在各种非正常工作状态下不致损坏或引起安全事故。

一、针对软起动器自身的保护

对于软启动器保护的前提是软起动器本身的设计应当正确。晶闸管元件正确、使用正确,驱动电路、控制电路设计合理、相互匹配、使器件工作于好的状态,这些措施是软起动器安全可靠运行的基础。只有在此前提下,才能从内部使器件、电路、设备少出故障、不出故障、优化的系统设计应以保护电路形同虚设为目标。

由于软起动器是以晶闸管元件为核心组成,因此晶闸管元件的保护是软起动器保护的核心和首要问题。

晶闸管承受过电压、过电流的能力比之常规低压电器差,同时还存在过热和电压电流变化率过大造成损坏的可能,如果没有恰当的保护措施,极易造成损坏而影响装置的可靠运行。但同时,晶闸管是一种半控型电力电子器件,与全控型器件相比抗浪涌电流能力强,允许浪涌电流可达通态平均电流的10倍以上;由于关断不受门极信号控制而受主电路换相控制,在阳极正向电流能力强,允许浪涌电流可达通态平均电流的10倍以上;由于关断不受门极信号控制而受主电路换相控制,在阳极正向电流减小到维持电流以下时关断,因此只存在恢复方向阻断能力时产生的换相过电压,该电压远小于全控型器件快速关断大电流产生的关断过电压。所以,晶闸管故障保护比全控型器件的要求低。

对晶闸管的保护一般有以下几项内容:

1、过流保护

因晶闸管抗浪涌电流能力较常规低压电气差,所以,当发生短路或过载故障,器件中流过大于额定值的电流时,易使器件管芯温度迅速升高,导致器件烧坏,应用实践证明,过电流是电力电子电路中经常发生的故障和器件损坏的主要的原因之一,因此,过电流保护应当首先考虑。

2、过电压保护

电力电子器件对过电压非常敏感,一旦外加电压超过器件所允许的×大值,器件将立即损坏,因此应予以抑制。

3、电压电流变化率的抑制

因电力电子器件工作于高速开关状态,开关过程中电压、电流变化率大,容易造成过电流、过电压,并增大开关损耗,故应予抑制,使器件工作于安全工作区内。

4、过热保护

电力电子器件的特性和安全工作区与温度密切相关。当器件温度升高时,其安全工作区将缩小。如果器件开关轨迹不变,将有可能超出安全工作区而损坏。由于器件在工作过程中具有导通损耗和开关损耗,本省就是发热源,因此,热保护在电力电子器件使用过程中必须加以考虑。


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二、针对电动机的保护

GB50055-1993《通用用电设备配电设计规范》之第四节“低压电动机保护”,对低压电动机的保护做出了具体规定。归纳起来有如下几项:

1、短路保护

电路的短路故障分为外部故障和内部故障。外部故障即输出侧短路,以软起动器输出端子的直接短路很严重,短路电流的稳态值取决于电路的阻抗压降和短路回路的电阻值。内部短路是指晶闸管某一臂对的直接短路(直通短路)、晶闸管臂对之间的短路(相间短路)和晶闸管臂对与外壳之间的短路(相对地短路)。直通短路是由于晶闸管器件失去阻断能力所造成的,对软起动器而言,实质是失去限流控制,电动机可能直接起动,这种故障造成的电流较小,故障也较轻。

2、短路(缺相)保护

电路的短路故障一般为输入、输出电缆断线,晶闸管断路,主电路电器(如断路器、接触器、熔断器)的某一相或几相短路。电路断相将使相控变流设备无法正常工作。三相异步电动机断相运行极易烧损,必须采取相应的保护措施。根据不完全统计,断相事故占电动机事故总数的70%-85%,因此必须十分重视电动机的断相保护。

3、过负荷(过载)保护

当负载电流超过电动机额定电流时,应有过负荷保护。过载保护用以实现当电动机堵转或过载超过规定的条件时,切断电源或发出报警信号,以保护电动机不受损坏。

4、低电压(欠压)保护

欠电压保护用以保护当电压过低或瞬间消失使电气设备误动作或使电动机停转以后又自动启动而造成的危害。

5、接地故障保护

线路出现接地短路时,若接地阻抗足够大,则断路保护不一定起效,此时则需要接地保护起作用。

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