原理簡介
● XPR1-CN 系列中文智能化電機(jī)軟起動器的技術(shù)水平·國內(nèi)中低壓固態(tài) ( 晶閘管 ) 電機(jī)軟起動器市場的開拓起步于二十世紀(jì)九十年代初 , 經(jīng)過十幾年的努力，電機(jī)軟起動技術(shù)及其產(chǎn)品已被市場接受并得到了一定程度的普及應(yīng)用，但此前國產(chǎn)軟起動器產(chǎn)品在技術(shù)上的起點(diǎn)比較低，這一點(diǎn)在不斷公開發(fā)表的關(guān)于電機(jī)軟起動器的專業(yè)論文中也反映了出來，例如凡是采用了單片機(jī)控制系統(tǒng)的就稱其為智能化軟起動器 ( 其實(shí)電機(jī)軟起動器的智能化有其額定的含義 )，把電機(jī)軟起動器控制系統(tǒng)定義為“現(xiàn)代模糊控制系統(tǒng)”等。造成這種局面的原因有以下幾個方面，一是西方發(fā)達(dá)國家企業(yè)對外的技術(shù)封閉；二是國內(nèi)沒有投入巨額研制費(fèi)用的企業(yè)和機(jī)構(gòu)；三是運(yùn)用簡單原始的移相觸發(fā)方式就能實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動器的原理性運(yùn)用，使得很多企業(yè)及其技術(shù)人員不愿再投入更多的精力和財力，事倍功半地進(jìn)一步提升產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)。
·公司采用了科學(xué)先進(jìn)地也是高新技術(shù)產(chǎn)品常用的研制方法，那就是在國際先進(jìn)產(chǎn)品先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)、借鑒、完善、提高。公司的產(chǎn)品研發(fā)人員通過對多款進(jìn)口品牌先進(jìn)產(chǎn)品長期地測試、分析和反復(fù)地實(shí)驗(yàn)、論證，得出了一套寶貴的較為科學(xué)完整的數(shù)學(xué)模型，為實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動器的智能化奠定了必要的理論基礎(chǔ)。軟起動器智能化技術(shù)是目前國際上的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，即使在進(jìn)口品牌中也僅有少數(shù)產(chǎn)品運(yùn)用了此項(xiàng)技術(shù)，公司為此進(jìn)行了長期的資金和技術(shù)的準(zhǔn)備?！PR1-CN 系列中文智能化電機(jī)軟起動器的推出是國內(nèi)電機(jī)軟起動技術(shù)的一次飛躍，是國內(nèi)實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動器產(chǎn)品的真正智能化，也是目前國產(chǎn)品牌中唯一具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的智能化電機(jī)軟起動器產(chǎn)品。該產(chǎn)品申請和軟件產(chǎn)品著作權(quán)，并且擁有多項(xiàng)專有技術(shù)。
● XPR1-CN 系列軟起動器智能起動技術(shù)的原理
·智能化軟起動器采用了自適應(yīng)的軟起動控制技術(shù)。所謂的自適應(yīng)是指根據(jù)實(shí)際情況運(yùn)用專家系統(tǒng)的自動調(diào)整并直接應(yīng)對，而不是先由微電腦學(xué)習(xí)記憶再判斷處理的初級智能化方式。具體地說，就是先根據(jù)用戶設(shè)定的參數(shù)實(shí)施起動，在起動過程中不斷地檢測電機(jī)狀態(tài)及參數(shù)實(shí)時地調(diào)整控制參數(shù)以確保起動性能達(dá)到，其中最關(guān)鍵的就是要保證電機(jī)加速的平穩(wěn)，在任何狀態(tài)下都要保證電機(jī)速度曲線的平滑連續(xù)并且是單調(diào)上升的，不會出現(xiàn)速度拐點(diǎn)。而非智能化的軟起動器在起動過程中不可避免的出現(xiàn)不同程度的電機(jī)及電流的抖動現(xiàn)象，即出現(xiàn)速度曲線的拐點(diǎn)，甚至發(fā)生共振等嚴(yán)重抖動現(xiàn)象，給電網(wǎng)、電機(jī)乃至負(fù)載機(jī)械帶來極大的安全隱患。軟起動智能化控制技術(shù)之所以能夠保證電機(jī)速度曲線的平穩(wěn)上升是運(yùn)用了電流、電壓、速度等多參量反饋控制系統(tǒng)，采用類似于 ( 但不同于 ) 變頻調(diào)速器的無速度傳感器矢量控制技術(shù)的原理，把被控電機(jī)的相對轉(zhuǎn)速作為主要反饋參量，不僅電機(jī)的速度是可測的，電機(jī)是否達(dá)到額定轉(zhuǎn)速也是可知的，就是說智能化軟起動技術(shù)不同于普通控制方式的另一特點(diǎn)是可準(zhǔn)確探測并指示電機(jī)起動是否成功，何時完成。
·以軟起動常用的電壓斜坡起動方式為例，用傳統(tǒng)的控制方法來推理，可簡單的認(rèn)為電機(jī)的轉(zhuǎn)速近似地正比于電機(jī)上得到的電壓。所以如果能保持施加于電機(jī)的電壓線性地增加就能使電機(jī)線性加速，普通非智能化的軟起動器就是這樣控制電機(jī)的，即以用戶設(shè)定的起動時間參數(shù)來計(jì)算晶閘管觸發(fā)角的變化率，時間到時即告起動完畢。然而情況并非如此簡單，因?yàn)樯鲜鐾评硎窃谪?fù)載穩(wěn)定的理想狀態(tài)下得出的，但在控制電機(jī)尤其是帶載電機(jī)的情況下，實(shí)際效果并不理想。上述推理忽視了兩個重要現(xiàn)象：一是施加于晶閘管觸發(fā)角并不恒等于晶閘管的導(dǎo)通角，二是按計(jì)算施加于電機(jī)的電壓并不恒等于電機(jī)實(shí)際得到的電壓。其實(shí)，軟起動器的電壓斜坡起動方式實(shí)質(zhì)上是想要得到電機(jī)速度斜坡的目的，只要達(dá)到了電機(jī)速度斜坡的目的，我們并不關(guān)心軟起動器輸出的電壓是否是斜坡 ( 線性的 )，這就是智能化軟起動器區(qū)別于普通非智能化的軟起動器的基本設(shè)計(jì)思想。
·以 ( 間接 ) 速度為主要反饋參量的電機(jī)軟起動控制方法，避開了復(fù)雜的參量采集與數(shù)學(xué)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了接近理想的電機(jī)軟起動控制效果。
● XPR1-CN 系列中文智能化軟起動器的主要特點(diǎn)
·在性能和質(zhì)量上達(dá)到了可與進(jìn)口先進(jìn)品牌媲美的水平，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地拉開了與其他國產(chǎn)品牌的距離。
·是普通國產(chǎn)軟起動器的更新?lián)Q代和替代進(jìn)口產(chǎn)品的理想選擇。
·所列功能及性能指標(biāo)均經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和嚴(yán)格測試。
·參數(shù)設(shè)置簡單，調(diào)試容易，軟起動器的使用近似“傻瓜”化。
·在任何條件下均可保證的起動性能，在負(fù)載情況發(fā)生變化時一般不需重新調(diào)試。
·高可靠的質(zhì)量和優(yōu)異的電磁兼容性能可保證軟起動器長期穩(wěn)定可靠地工作。
產(chǎn)品包裝與型號說明
·XPR1-CN 系列軟起動器在出廠前均進(jìn)行了嚴(yán)格的檢驗(yàn)的性能的測試。
·XPR1-CN 系列軟起動器產(chǎn)品的包裝箱內(nèi)含產(chǎn)品一臺，產(chǎn)品檢驗(yàn)合格證及操作說明各一份。
·XPR1-CN 系列軟起動器產(chǎn)品的正面貼有 3C 認(rèn)證標(biāo)志。
·XPR1-CN 系列軟起動器產(chǎn)品的側(cè)面點(diǎn)有規(guī)格型號標(biāo)簽，其樣式及說明如下：
主要功能與性能指標(biāo)
● 主要功能
○ 智能化電機(jī)軟起動器功能。
○ 智能電機(jī)保護(hù)器功能。
○ 可編程繼電輸出功能：
· 可編程時序輸出功能。
· 可編程狀態(tài)指示功能。
● 其他附屬功能：
·數(shù)字電流表、電壓表、功率計(jì)功能。
·故障信息存儲 ( 掉電不丟失 ) 功能。
·起動時間記憶、起動次數(shù)統(tǒng)計(jì)功能。
·運(yùn)行狀態(tài)記憶，失電且再來電后自動恢復(fù)功能。
·4 ～ 20mA 實(shí)時電流 ( 不受 CPU 干預(yù) ) 輸出功能。
·內(nèi)置 RS202 及 RS485 通訊接口。
·起動延時 (0 ～ 999 秒 )、起動間隔延時 (0 ～ 999 秒 )、可編程輸出延時 (0 ～ 999 秒 )。
·電壓電流整定系數(shù)。
● 智能電機(jī)保護(hù)器主要技術(shù)指標(biāo)
·軟起動器過熱保護(hù)：溫度升至 80℃ ±5℃時保護(hù)動作，當(dāng)溫度將至 55℃時 ( ) 過熱保護(hù)解除。
·輸入缺相保護(hù)滯后時間：﹤ 3 秒。
·輸出缺相保護(hù)滯后時間：﹤ 3 秒。
· 三 相 不 平 衡 保 護(hù) 滯 后 時 間：﹤ 3 秒。 以 各 項(xiàng) 電 流 偏 差 大 于50%±10% 為基準(zhǔn)，當(dāng)負(fù)載電流低于軟起動器標(biāo)稱額定值的30% 時，判定基準(zhǔn)偏差將增大。
·起動過流保護(hù)時間：持續(xù)大于設(shè)定電流 5 倍時的保護(hù)時間見表1.3.1。
·運(yùn)行過載保護(hù)時間：以設(shè)定電流為基準(zhǔn)作反時限熱保護(hù)，脫扣保護(hù)時間曲線如圖 1.3.1。
·電源電壓過低保護(hù)滯后時間：當(dāng)電源電壓低于極限值時 40% 時，保護(hù)動作時間﹤ 0.5 秒，否則低于設(shè)定值時保護(hù)動作時間﹤ 3 秒。
·電源電壓過高保護(hù)滯后時間：當(dāng)電源電壓高于極限值時 130% 時，保護(hù)動作時間﹤ 0.5 秒：否則高于設(shè)定值時保護(hù)動作時間﹤ 3 秒。
·負(fù)載短路保護(hù)滯后時間：﹤ 0.1 秒 ，電流為軟起動器標(biāo)稱額定電流的 10 倍以上。
·電機(jī)欠載保護(hù)：電流范圍為電機(jī)額定電流的 10 ～ 90 %，保護(hù)脫扣延時范圍為 5 ～ 90 秒。
·以上時間參數(shù)是從檢測到有效信號開始到發(fā)出脫扣保護(hù)指令為止。
·XPR1-CN 系列軟起動器所列的所有保護(hù)功能均可通過實(shí)際的或模擬的方法進(jìn)行驗(yàn)證。若用戶另有特殊要求，則應(yīng)另加專用保護(hù)裝置，以確保安全。
·按 IEC60947-4-2 標(biāo)準(zhǔn)的電機(jī)熱保護(hù)脫扣時間曲線如下：
·為了適應(yīng)不用的應(yīng)用場合，XPR1-CN 系列軟起動器設(shè)有五個保護(hù)級別，分別保護(hù)為 0：初級、1：輕載、2：標(biāo)準(zhǔn)、3；重載、4；高級，由設(shè)置項(xiàng) FC 設(shè)定，其中：初級保護(hù)禁止了外接瞬停端子功能，同時僅保留了過熱、短路和主回路故障保護(hù)，適用于需無條件緊急起動的場合，如消防泵等。輕載、標(biāo)準(zhǔn)、重載三個保護(hù)級別具備完全的保護(hù)功能，區(qū)別在于電機(jī)過載熱保護(hù)時間曲線不同。其電機(jī)熱保護(hù)時間參數(shù)見表 1.3.1 和圖 1.3.1。高級保護(hù)在起動時的保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，其他保護(hù)功能參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)設(shè)置相同。
·應(yīng)按電機(jī)標(biāo)牌上的額定電流數(shù)值輸入設(shè)置項(xiàng) FP，否則當(dāng)設(shè)置項(xiàng)F6、F7 的輸入方式為百分比方式 ( 由設(shè)置項(xiàng) F8 設(shè)定 ) 時，起動電流和保護(hù)電流會有較大偏差。設(shè)置項(xiàng) FP 設(shè)定的電機(jī)電流不能低于軟起動器標(biāo)稱電流的 20%。當(dāng) FP 設(shè)定的電機(jī)電流較小時，保護(hù)脫扣動作的靈敏度誤差將增大。
● 按設(shè)置項(xiàng) FC 設(shè)定的不同保護(hù)級別及熱保護(hù)時間如下表：
適用范圍與使用條件：
·供電電源：市電、自備電站、柴油發(fā)電機(jī)組三相交流 380V、660V 或 1140V±15%、50HZ 或 60HZ；電源容量必須滿足軟起動器對電動機(jī)的起動要求。
·適用電機(jī)：鼠籠式三相異步電動機(jī)， 電機(jī)額定功率應(yīng)與軟起動器額定功率匹配。
·起動頻度：沒有要求，具體次數(shù)視負(fù)載情況而定。
·冷卻方式：自然風(fēng)冷。
·保護(hù)等級：IP20。
·環(huán)境條件：海拔 3000 米以下，相對濕度 90%RH 以下，無凝露，無易燃，易爆，易腐蝕性氣體，無導(dǎo)電性塵埃，室內(nèi)通風(fēng)良好，震動小于 0.5G 的地方，海拔 3000 米以上，每 500 米降一級使用。
·工作環(huán)境溫度：-25℃～ +40℃，當(dāng)環(huán)境溫度低于 -10℃時，應(yīng)預(yù)熱 30 分鐘以上。
·貯存環(huán)境溫度：-40℃～ +85℃。
外型與安裝尺寸
·XPR1-CN 系列 5.5KW ～ 75KW 軟起動器外型及安裝尺寸見下表，其出廠標(biāo)準(zhǔn)配置為六進(jìn)三出。
·額定功率和額定電流是指軟起動器的最大額定值。一般情況下，適配電機(jī)的相應(yīng)參數(shù)應(yīng)不大于此值?？砂从脩粢笈渲贸扇M(jìn)三出。
備注：輕載型：75KW 小功率；重載型選 75KW 大功率
·XPR1-CN 系列 75KW ～ 600KW 軟起動器外型及安裝尺寸見下表，其出廠標(biāo)準(zhǔn)配置為六進(jìn)三出。
·軟起動器的安裝方向與距離要求
·為了確保軟起動器在使用中具有良好的通風(fēng)及散熱條件，軟起動器應(yīng)垂直安裝，并在設(shè)備四周留有足夠的散熱空間，如圖 1.5.1、圖 1.5.2，圖中為允許的最小距離。軟起動器在柜內(nèi)安裝時，除上述要求外，還須選用上、下通風(fēng)良好的柜體， 如圖 1.5.3。
起動模式說明
● 限電流起動模式
·設(shè)置項(xiàng) FB 為 0 時設(shè)定起動模式為此模式。圖 1.6.1 給出了限電流起動模式的電機(jī)電流變化波形。其中 I1 為設(shè)定的起動限流值，當(dāng)電機(jī)起動時輸出電壓迅速增加，直到電機(jī)電流達(dá)到設(shè)定的限流值I1，并保持電機(jī)電流不大于該值，然后隨著輸出電壓的逐漸升高，電機(jī)逐漸加速，當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時，旁路接觸器吸合，輸出電流迅速下降至電機(jī)額定電流 Ie 或以下，起動過程完成。
·限電流起動模式一般用于對起動電流有嚴(yán)格限制要求的場合。
● 電壓斜坡起動模式
·設(shè)置項(xiàng) FB 為 I 時設(shè)定起動模式為此模式。圖 1.6.2 給出了電壓斜坡起動的輸出電壓波形。其中 U1 為起動時的初始電壓值，當(dāng)電機(jī)起動時，在電機(jī)電流不超過額定值 400% 的范圍內(nèi)。軟起動的輸出電壓迅速上升至 U1，然后輸出電壓按所設(shè)定的起動參數(shù)逐漸上升，電機(jī)隨著電壓的上升，電機(jī)隨著電壓的上升不斷平穩(wěn)加速，當(dāng)電壓達(dá)到額定電壓 Ue 時，電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，旁路接觸器吸合，起動過程完全。
· 一般而言，電壓斜坡起動模式適用于對起動電流要求不嚴(yán)而對起動平穩(wěn)性要求較高的場合。
● 突跳起動模式
·設(shè)置項(xiàng) FB 為 2 或 3 時設(shè)定起動模式為此模式。圖 1.6.3 和圖 1.6.4給出了突跳起動模式的輸出變化波形。在某些重載場合下，由于機(jī)械靜摩擦力的影響而不能起動電機(jī)時， 可選用此種起動模式。在起動時，先對電機(jī)施加一個較高的固定電壓并持續(xù)有限的一段時間， 以克服電機(jī)負(fù)載的靜摩擦力使電機(jī)轉(zhuǎn)動，然后按限電流 ( 圖1.6.3) 或電壓斜坡 ( 圖 1.6.4) 的方式起動。
● 電流斜坡起動模式
·設(shè)置項(xiàng) FB 為 4 時設(shè)定起動模式為此模式。圖 1.6.5 為電流斜坡起動模式的輸出電流波形， 其中 F1 為 F6 設(shè)置限流值，T1 為 F1 設(shè)置的時間值。電流斜坡起動模式具有較強(qiáng)的加速能力，適用于兩極電機(jī)，也可在一定范圍內(nèi)縮短起動時間。
● 電壓限流雙閉環(huán)起動模式
· 設(shè)置項(xiàng) FB 為 5 時設(shè)定起動模式為此模式。電壓限流雙閉環(huán)起模式采用電壓斜坡和限電流雙閉環(huán)回路控制，是一種既要求起動較平穩(wěn)又要求嚴(yán)格限流的綜合起動模式，它采用估算電機(jī)工作狀態(tài)的預(yù)測算法。該起動模式的輸出電壓波形將根據(jù)電機(jī)和負(fù)載情況的不同而有所變化。
● 并聯(lián)電機(jī)的起動
· 如果不超過軟起動器的額定功率限制， 電機(jī)可以并聯(lián)連接 ( 電機(jī)電流的總和不能超過根據(jù)應(yīng)用類型選定的軟起動器的額定電流)，但此時應(yīng)另外提供對每個電機(jī)的熱保護(hù)裝置。
● 雙速電機(jī)的起動
· XPR1-CN 系列軟起動器可以配合雙速電機(jī)起動，在由低速變高速之前必須經(jīng)過延時去磁期，以避免在線路和電機(jī)之間產(chǎn)生非常大的反相電流。
● 很長的電纜
· 由于電纜的電阻原因，很大的電機(jī)電纜會導(dǎo)致電壓的降落，如果電壓降落十分明顯，它將會影響電流損耗和起動轉(zhuǎn)矩，在選擇電機(jī)和軟起動器時必須考慮這一點(diǎn)。
● 并聯(lián)在同一條電源線路上的軟起動
· 如果在同一條電源線路上安裝了若干個軟起動器，則在變壓器至軟起動器的線路中間應(yīng)安裝進(jìn)線電抗器。電抗器應(yīng)安裝在每個進(jìn)線斷路器和軟起動器之間。
●電涌保護(hù)器 (SPD) 的使用
· 在可能導(dǎo)致雷擊或其它原因在應(yīng)用系統(tǒng)中引起過壓、過流、浪涌干擾的場所應(yīng)考慮安裝電涌保護(hù)器，詳細(xì)應(yīng)用方法請參閱電涌保護(hù)器 (SPD) 產(chǎn)品的有關(guān)資料。
中文顯示人機(jī)界面
● 特點(diǎn)
·公司在國內(nèi)同行中首家推出液晶漢顯人機(jī)界面的軟起動器，并正式推向市場，同時申報了軟件著作權(quán) ( 證書編號：軟著登字第 024414 號 )。此后，也有幾家軟起動器生產(chǎn)廠家宣稱推出了液晶漢顯人機(jī)界面，但都因抗干擾問題及其他技術(shù)問題未能解決，所以至今未見有正式產(chǎn)品投放市場。XPR1-CN 中文顯示系列智能化電機(jī)軟起動器是公司新一代的漢顯產(chǎn)品，也是目前國內(nèi)唯一正式投放市場的液晶漢顯軟起動器產(chǎn)品，在繼承 XPR1-SH系列所有功能、技術(shù)參數(shù)和優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上。具有完美、直觀、易懂的中文菜單和的抗干擾性能。
● 中文界面說明
·為了方便用戶，中文顯示系列的產(chǎn)品與原有鍵盤操作方法保持完全一致，詳細(xì)操作方法請參閱《XPR1-CN 系列中文智能化電機(jī)軟起動器操作說明》。
·在幫助菜單中增加了 LCD 對比度調(diào)節(jié)功能：先按設(shè)置鍵，再按加、減鍵即可調(diào)節(jié)。
·若需中文界面的產(chǎn)品，請?jiān)谟嗀洉r注明。
·本系統(tǒng)控制軟件及中文顯示界面均已申請。
·各種狀態(tài)顯示如下圖所示：
應(yīng)用裝置電氣原理圖
● 更多設(shè)計(jì)請參閱《XPR1-CN 系列中文智能化軟起動器應(yīng)用裝置電氣原理與圖集》。
應(yīng)用裝置電氣原理圖
應(yīng)用裝置電氣原理圖
