SCR软启动技术的原理

软启动器结合了电力电子技术、自动控制技术和单片机技术,是专为三相异步电动机设计的一种全数字智能化启动设备。其基本原理是通过对功率器件即可控硅的控制而实现对电动机的启动和停止控制,采用电压斜率的工作原理,控制输出给电动机的电压从可整定的初始值经过可整定的斜率时间上升到供电全压。因此降低了对电动机电源的容量要求,并减少对供电电网的影响和机械传动的冲击。软启动器采用三相反向并联的晶闸管作为调压器,将其接入电源和电动机定子之间。这种电路类似三相全控桥式整流电路,通过内部的单片机调整改变触发脉冲的触发时间来改变触发角的大小,进而调节加到定子绕组上的端电压。
异步电机启动性能主要有两个指标:启动电流倍数和启动转矩倍数,软启动器在启动时通过改变加在电机上的电源电压,以减小启动电流、启动转矩。电动机传统启动方式有自耦减压、Y/△减压等方式,其共同特点是控制线路简单,启动转矩不可调并有二次冲击电流,对负载有冲击转矩。软启动可标准电机硬启动电流的50%,是高效电动机硬启动电流的20%。软启动的限流特性可有效限制浪涌电流,避免不必要的冲击力矩以及对配电网络的电流冲击,有效地减少线路刀闸和接触器的误触发动作;对频繁启停的电动机,可有效控制电动机的温升,延长电动机的寿命。目前应用较为广泛、工程中常见软启动器是晶闸管(SCR)软启动。SCR软启动原理:在三相电源与电机间串入三相联晶闸管,利用SCR移相控制原理，改变其触发角,启动时电机端电压随SCR的导通角从零逐渐上升,就可调节输出电压,电机转速逐渐增大,直至达到满足启动转矩的要求而结束启动过程;软起动器的输出是一个平稳的升压过程(且可具有限流功能),直到SCR全导通,电机在额定电压下工作;此时旁路接触器接通(避免电机在运行中对电网形成谐波污染,延长SCR寿命),电机进入稳定运行状态;停车时先切断旁路接触器,然后由软启动器内SCR导通角由大逐渐减小,使三相供电电压逐渐减小,电机转速由大逐渐减小到零,停车过程完成。
SCR软启动器在设计上采用了电流电压矢量传感动态监控技术,不改变电机原有的运行特性;采用锁相环技术和单片机,根据压控振荡器锁定三相同步信号的逻辑关系设计出的一种可控硅触发系统,控制输出脉冲的移相,通过对电流的检测,控制输出电压按一定线性加至全压,限制起动电流,实现电机的软起动。