软启动的故障诊断

原理：
电机软起动器：是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置。

它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。

运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。

软启动器工作原理：采用三相反并联晶闸管作为调压器，将其接入电源和电动机定子之间。

这种电路如三相全控桥式整流电路。

使用软启动器启动电动机时，晶闸管的输出电压逐渐增加，电动机逐渐加速，直到晶闸管全导通，电动机工作在额定电压的机械特性上，实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。

待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率，又使电网避免了谐波污染。

软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。

保护功能：(1)过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。

通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。

(2)缺相保护功能：工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。

(3)过热保护功能：通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。

(4)其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。

笼型异步电机由于结构简单、控制方便、效率高等优点而广泛地应用于机械设备的拖动中。

在实际使用中，电动机在起动或停止过程中还存在着一系列问题。

全压起动时要产生较大的冲击电流（一般为额定电流Ie的5～8倍）。

电动机容量越大，起动时冲击电流对电网及其负载冲击就越大，特别是大容量电机直接起动会对电网及其他负载造成干扰，甚至危害电网的安全运行；同时由于起动应力较大，使负载设备的使用寿命降低。

在停机时，如果拖动系统突然失去转矩，靠系统的摩擦转矩克服系统的惯性滑行停车，也给拖动系统带来诸多问题。

解决办法有：一是增大配电容量；二是采用限制电机起动电流的起动设备。

如果仅仅为起动电机而增大配电容量，从经济角度来说，显然不可取。

为此，对低压
大电机需要配备限制电机起动电流的起动设备，常用的有Y/Δ起动，自藕降压起动等方式来实现。

这些方法虽然靠接触器切换电压实施启动降压，可以达到降低电流的目的，但没有从根本上解决起动瞬时电流尖峰冲击问题。

起动转距基本固定不可调，起动过程中都存在二次冲击电流，对负载机械有冲击转距，且受电网波动的影响，一旦出现电网电压向下浮动，会造成电机堵转、起动过程接触器带载切换，易造成触点的拉弧、损坏等方面问题。

严重时烧毁开关、电动机，影响电网其它设备运行。

随着电力电子技术的发展，软起动器作为一个新型电动机起动装置可以克服以上缺点，它是一种集电机软起动、软停车、多功能保护于一体的新颖电机控制装置。

笼型异步电机的降压起动设备正逐步被软起动器取代。

施耐德软启动器常见故障诊断：
故障-F 01（瞬停）：出现此故障是接线端子7和10开路了，只要导线把接线端子7和10短接起来就可解决。

引起此故障的原因一般是由于外部控制接线有误而导致的，如果用户不是特别需要外控的话，我们可以告诉用户只需把软起内部功能代号“9”（控制方式）参数设置成“1”（键盘控制），就可以避免此故障。

故障-F 02（起动时间过长）：出现此故障是软起动器的限流值设置得太低而使得软起动器的起动时间过长，在这种情况下，我们可以把软起内部的功能代码“4”（限制起动电流）的参数设置高些，可设置到1.5~2.0倍，必须要注意的是电机功率大小与软起动器的功率大小是否匹配，如果不匹配，在相差很大的情况下，野蛮的把参数设置到4~5倍，起动运行一段时间后会因电流过大而烧坏软起内部的硅模块或是可控硅。

故障-F 03（过热）：出现此故障是由于软起动器在短时间内的起动次数过于频繁所致，我们应告诉用户在操作软起时，起动次数每小时不要超过12次。

故障-F 04（输入缺相）：引起此故障的因素有很多种，下面列出一些：
一、检查进线电源与电机接线是否有松脱；
二、输出是否接上负载，负载与电机是否匹配；
三、用万用表检测软起动器的模块或可控硅是否有击穿，及它们的触发门极电阻是否符合正常情况下的要求（一般在20~30欧左右）；
四、内部的接线插座是否松脱。

以上这些因素都可能导致此故障的发生，只要细心检测并作出正确的判断，就可予以排除。

故障-F 05（频率出错）：此故障是由于软起动器在处理内部电源信号时出现了问题，而引起了电源频率出错。

出现这种情况需要请教公司的产品开发软件设计工程师来处理。

主要着手电源电路设计改善。

故障-F 06（参数出错）：出现此故障就需重新开机输入一次出厂值就好了。

具体操作：先断掉软起动器控制电（交流220V）用一手指按住软起控制面板上的“PRG”键不放,再送上软起动器的控制电，在约30S后松开“PRG”键，就重新输入好了现厂值。

故障-F 07（起动过流）：起动过流是由于负载太重起动电流超出了500%倍而导致的，解决此办法有：把软起内部功能码“0”（起始电压）设置高些，或是再把功能码“1”（上升时间）设置长些，可设为：30~60S。

还有功能代码“4”的限流值设置是否适当，一般可成2~3倍。

故障-F 08（运行过流）：导致此故障的原因主要可能是软起在运行过程中，由于负载太重而导致模块或可控硅发热进量。

可检查负载与软起动器功率大小是否匹配，要尽量做到用多大软起拖多大的电机负载。

故障-F 09（输出缺相）：主要是检查进线和出线电缆是否有松脱，软起输出相是否有断相或是电机有损坏。

高压固态软起动器的工作原理及其应用
发布日期：2011-11-17
一、产品概述
我公司生产的SGMV系列中高压电动机固态软起动装置(以下简称软起动器)，主要适用于鼠笼式异步、同步电动机的起动和停止的控制与保护。

它采用高质量串并联用晶闸管，无级控制输出电压、使电动机平稳地起动和停止。

它具有过载、缺相、运行过流等故障保护功能，使用它能有效地避免因电动机起动电流过大给电网带来的有害冲击、能在有限的电网容量下正常使用大功率电机并延长其使用寿命。

SGMV系列软起动装置适用于额定电压3—15KV的大中型交流电动机的软起动。

产品广泛用于大型钢铁、石油、化工、铝业、消防、矿山、污水处理、电力等工业领域，能很好地与电动机拖动设备配套使用。

如：水泵、风机、压缩机、粉碎机、搅拌机、皮带机等各种机电设备。

二、型号说明
每台软起动器在出厂前均进行了全部功能及运行测试，用户在收到设备并拆封后，请按下列步骤检查。

如发现问题，请立即与供货商联系。

1．检查铭牌以确认收到的产品与订购的产品一致
2．请检查产品在运输中是否有损伤，如：外壳凹陷、变形，内部连线、连接件松动等。

3．检查是否随机配备产品合格证、保修卡、《用户手册》各一份。

4．产品出厂后依据保修卡对产品实行保修。

请您在收到货物后，认真填
写保修卡并将保修卡寄回西安西驰电气有限责任公司或供货单位。

(2) 订货须知
订货时请提供下列资料
u 电动机型号、额定功率、额定电流、额定电压、额定转速
u 电动机拖动负载类型
u 主回路方案图
u 设备主回路进出线方式
u 设备使用在特殊环境条件时应在定货时提出
u 若用户有其他要求，请与我公司联系
三、工作原理
晶闸管高压软起动器，实际是串接在三相交流相电压与三相交流异步（及同步）电动机输入端之间。

通过同时调节三个独立的反并联晶闸管阀组件的延时导通电角度、来改变三相异步电动机（及同步）的交流输入电压幅值，因此改变了三相输入交流电流的有效值从而达到恒流起动或者按一定斜率变化曲线起动或停车的目的。

当起动完成后，三相旁路接触器自动吸合，电动机投入电网运行输入/输出电压波形和电流变化的波形。

四、安全注意事项
1、操作本设备之前，请仔细阅读操作手册并严格遵循手册规范。

2、安装及维护操作，应严格按照本手册及相关国家标准及行业惯例，否则因
没有按照相应指导规范操作所引起的一切不良后果制造商概不负责。

3、维护软起动器或电机之前，必须断开一切输入电源。

4、本产品与主电源连接后其内部局部器件及PCB板上局部位置所带的电压等同于主电源电压，若违规接触它将非常危险，可引起触电伤亡事故。

5、禁止将功率因数补偿电容器接在软起动器的输出端。

软启动器原理作用应用知识
起动器（又称软起动器，电机软起动器）软启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。

它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。

运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。

软启动器与变频器有什么区别
软起动器和变频器是两种完全不同用途的产品。

变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软起动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。

变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软起动器贵得多，结构也复杂得多。

软启动器节能原理：
电动机属感性负载，电流滞后电压，大多数用电器都属此类。

为了提高功率因数须用容性负载来补偿，并电容或用同步电动机补偿。

降低电动机的激磁电流也可提高功率因数（HPS2节能功能，在轻载时降低电压，使激磁电流降低，使
COS∮提高）。

节能运行模式：轻载时降低电压减少了激磁电流，电机电流分为有功分量和无功分量（激磁分量）提高COS∮。

节能运行模式：当电动机负载轻时，软启动器在选择节能功能的状态下，PF 开关热拨至Y位，在电流反馈的作用下，软启动器自动降低电动机电压。

减少了电动机电流的励磁分量。

从而提高了电动机的功率因数（COS∮）。

（国产软启动器多无此功能）在接触器旁路状态下无法实现此功能。

TPF开关提供了节能功能的两种反应时间；正常、慢速。

节能运行模式：自动节能运行。

（正常、慢速两种反应速度）空载节能40%，负载节能5%。

软启动器型号的详细介绍：
常规型软启动器：电机软起动器，是一种全数字控制的软起动器。

控制功能十分完善并有多种保护功能,在省级新产品鉴定会上，被评定为国际水平国内领先产品。

它采用16位单片机，数据处理实现全部数字化，起动和停止时的电压斜坡由单片机控制。

具有脉冲突跳、大电流断开、泵停止、内置电子过载保护(可选)、断相保护、过流保护、过温保护，并具有自诊断和节能功能。

可消除电动机起动、停止过程中的电流冲击，减小电网容量，避免电机起动时机械冲击，保护电机和负载。

是传统星--三角、自耦降压起动器的最佳换代产品，可广泛应用于纺织、冶金、石油化工、水处理、食品和保健品加工、采矿和机械等行业。

中、高压软启动器是用多只可控硅串并联而成，可以满足不同的电流及电压等级要求，控制可控硅的触发角就可以控制输出电压的大小。

在电机起动过程中，按照预先设定的起动曲线增加电机的端电压使电机平滑加速，从而减少了电机起动时对电网、电机本身和相连设备的电气及机械冲击。

当电机达到正常转速后，旁路接触器接通。

电机起动完毕后，软启动器继续监控电机并提供各种故障保护。

在软停机时首先按照预先设定好的停机曲线平滑地降低电机的端电压直到电机停机。

软停可以解决突然停机引起的水泵水锤现象及机械冲击等相关问题。

经济型软起动器是一款灵活多用的电机软启动器。

可以取代Y/△起动,适用于大多数应用场合。

它安装调节方便，所有控制连接及参数调节均在正面上完成。

前面板上给出清晰的工作状态及故障指示。

该软启动器在安装后用户仍可方便就地改造，如：附加限流功能和内接外接转换选择。

该软启动器可不带旁路持续在
线运行。

软启动器为旁路和故障单独设置了控制继电器。

该软启动器所有参数均通过前面板上的三只旋钮电位计和一只拔码开关设定,直观准确。

它甚至可以工作在有振动和环境温度较高的应用场合。

当该软启动器用于内接时因可控硅模块上承受的是三角形接法时的相电流，所以相同电流的软启动器在内接时可以负载比外接时大1.73倍的电机。

如一台58A的S型软启动器内接应用时可以负载100A的电机。

汉显智能经济型软启动器在秉承和平电气其他型号软启动器优良的起动、停止特性的基础上，采用双MCU形式，主芯片采用新型微处理完成通讯、故障处理、信号采集、参数给定等功能；而从芯片完成可控硅的触发控制，预置出厂参数，适合于大多数负载需要，可通过键盘轻松将当前参数恢复到出厂值。

内置非易用失性存储器，确保参数不会丢失。

全面的保护功能。

支持通讯功能-可通过现场总线与软启动器通讯，可以支持Modbus，Profibus,DeviceNet等通讯协议。

可选带模拟输出功能，可在线升级软启动器控制程序。

型号说明
(1)起动器额定流18,30,37,44,50,60,72,85,105,142,175,210,250,300 370,470A
(2)主电压等级适用范围
50/60Hz 230V AC 220~240V AC
400V AC 380~420V AC
500V AC 480~520V AC
690V AC 660~690V AC
(3)控制电压等级适用范围
50/60Hz 115V AC 110~120V AC
230V AC 220~240V AC
(4)任选件代号说明
A Modbus
B Profibus
C DeviceNet
D RS232C选件
E 模拟输出选件
选型指导
电机功率的最大额定值(KW) 电机额定电流Ie 软起动器规格型号重量
230V 400V 500V 690V A 主电压控制电压类型Kg
性能参数
主电压范围230V~690V AC 50/60Hz
主电流范围18~470A
控制电源110V~127V AC 50/60HZ或220~240V AC 50/60HZ
起动时间0~30s
停止时间1~30s
初始电压30~50%Ue
限流倍数 1.5~4Ie
起动频繁在最大起动电流时4次/小时
保护功能缺相、过压、欠压、过流、欠流、过温
模拟输出1~5V DC或4~20mA DC
通讯功能1~5V DC或4~20mA DC
模拟输出：Modbus、Profibus、DeviceNet等
显示语种中、英文可选可扩展其他语言
主要特色：
● LCD菜单显示，中英文语言可选，可扩展其它语言；
● 体积小巧、结构紧凑、安装方便；
● 起╱停控制平稳，保护功能全面完善；
● 支持通讯功能，通讯协议多种可选；
● 具有旁路工作状态监控保护功能
数字式智能型软起动器是在原有基础上新开发的一种基于最先进的数字处理器的调压、限流式智能电机软启动器，其独特的智能电子电路提供完美的控制及保护功能：线性加速起动、泵起、泵停控制，预置低速运行(可在低速下短时电子
控制式正反转调试)，可预置双重起停参数自由切换，能监测负载状况并自动实现轻载节能模式运行。

电机绝缘检测保护功能及缺相、短路、相序及电子过载等保护。

可带RS 485通讯接口，使用Modbus /Profibus协议，实现全面微机远控和监测。

可广泛用于纺织，冶金、石油化工、水处理、船舶、运输、医药、食品加工，采矿和机械设备等行业。

新一代HPS2DN是现代工业信息化，自动化技术应用中极为方便采用的“积木”式IT元件。

经济型软启动动器：按其功率大小主要分为四种於DIN35毫米导轨上。

这种小型软起动器具有内置的旁路接点。

用於一般启动，可用“外接”和“内接”两种连接方法（可与标准的Y/D起动器相比较）。

采用“内接”可减少42%流经软启动器的电流。

也就是说使用户有可能用58A的软启动器来启动和运行100A的电机。

限流功能可作为选件提供, 标准的配置是有两个内装的信号继电器。

这种软启动器的功率为1.15, 意即其最大电流等於额定电流lex1.15。

什么是电动机的软起动？有哪几种起动方式？
运用串接于电源与被控电机之间的软起动器，控制其内部晶闸管的导通角，使电机输入电压从零以预设函数关系逐渐上升，直至起动结束，赋予电机全电压，即为软起动，在软起动过程中，电机起动转矩逐渐增加，转速也逐渐增加。

软起动一般有下面几种起动方式。

（1）斜坡升压软起动。

这种起动方式最简单，不具备电流闭环控制，仅调整晶闸管导通角，使之与时间成一定函数关系增加。

其缺点是，由于不限流，在电机起动过程中，有时要产生较大的冲击电流使晶闸管损坏，对电网影响较大，实际很少应用。

（2）斜坡恒流软起动。

这种起动方式是在电动机起动的初始阶段起动电流逐渐增加，当电流达到预先所设定的值后保持恒定（t1至t2阶段），直至起动完毕。

起动过程中，电流上升变化的速率是可以根据电动机负载调整设定。

电流上升速率大，则起动转矩大，起动时间短。

该起动方式是应用最多的起动方式，尤其适用于风机、泵类负载的起动。

（3）阶跃起动。

开机，即以最短时间，使起动电流迅速达到设定值，即为阶跃起动。

通过调节起动电流设定值，可以达到快速起动效果。

（4）脉冲冲击起动。

在起动开始阶段，让晶闸管在极短时间内，以较大电流导通一段时间后回落，再按原设定值线性上升，连入恒流起动。

该起动方法，在一般负载中较少应用，适用于重载并需克服较大静摩擦的起动场合。

软起动与传统减压起动方式的不同之处在哪里？笼型电机传统的减压起动方式有Y-q 起动、自耦减压起动、电抗器起动等。

这些起动方式都属于有级减压起动，存在明显缺点，即起动过程中出现二次冲击电流。

软起动与传统减压起动方式的不同之处是：（1）无冲击电流。

软起动器在起动电机时，通过逐渐增大晶闸管导通角，使电机起动电流从零线性上升至设定值。

（2）恒流起动。

软起动器可以引入电流闭环控制，使电机在起动过程中保持恒流，确保电机平稳起动。

（3）根据负载情况及电网继电保护特性选择，可自由地无级调整至最佳的起动电流。

什么是电动机的软停车？
电机停机时，传统的控制方式都是通过瞬间停电完成的。

但有许多应用场合，不允许电机瞬间关机。

例如：高层建筑、大楼的水泵系统，如果瞬间停机，会产生巨大的“水锤”效应，使管道，甚至水泵遭到损坏。

为减少和防止“水锤”效应，需要电机逐渐停机，即软停车，采用软起动器能满足这一要求。

在泵站中，应用软停车技术可避免泵站的“拍门”损坏，减少维修费用和维修工作量。

软起动器中的软停车功能是，晶闸管在得到停机指令后，从全导通逐渐地减小导通角，经过一定时间过渡到全关闭的过程。

停车的时间根据实际需要可在0 ~ 120s调整。

5.软起动器是如何实现轻载节能的？笼型异步电机是感性负载，在运行中，定子线圈绕组中的电流滞后于电压。

如电机工作电压不变，处于轻载时，功率因数低，处于重载时，功率因数高。

软起动器能实现在轻载时，通过降低电机端电压，提高功率因数，减少电机的铜耗、铁耗，达到轻载节能的目的；负载重时，则提高电机端电压，确保电机正常运行。

软起动器具有哪些保护功能？
（1）过载保护功能：软起动器引进了电流控制环，因而随时跟踪检测电机电流的变化状况。

通过增加过载电流的设定和反时限控制模式，实现了过载保护功能，使电机过载时，关断晶闸管并发出报警信号。

（2）缺相保护功能：工作时，软起动器随时检测三相线电流的变化，一旦发生断流，即可作出缺相保护反应。

（3）过热保护功能：通过软起动器内部热继电器检测晶闸管散热器的温度，一旦散热器温度超过允许值后自动关断晶闸管，并发出报警信号。

（ 4 ）其它功能：通过电子电路的组合，还可在系统中实现其它种种联锁保护。

7.什么是软起动MCC控制柜？
MCC（Motor Control Center）控制柜，即电动机控制中心。

软起动MCC控制柜由以下几部分组成：（1）输入端的断路器，（2）软起动器（包括电子控制电路与三相晶闸管），（3）软起动器的旁路接触器，（4）二次侧控制电路（完成手动起动、遥控起动、软起动及直接起动等功能的选择与运行），有电压、电流显示和故障、运行、工作状态等指示灯显示。

有的软起动器为什么装有旁路接触器？
大多数软起动器在晶闸管两侧有旁路接触器触头，其优点是：
（1）控制柜具有了两种起动方式（直接起动、软起动）。

（2）软起动结束，旁路接触器闭合，使软起动器退出运行，直至停车时，再次投入，这样即延长了软起动器的寿命，又使电网避免了谐波污染，还可减少软起动器中的晶闸管发热损耗。

9.软起动MCC控制柜有哪些扩展功能？
将软起动MCC控制柜进一步加以组合，可以实现多种复合功能。

例如：将两台控制柜加上控制逻辑，可以组成“一用一备方案”，用于大楼的消防系统与喷淋泵、生活泵等系统。

如果配上PC（可编程序控制器），则可以实现消防泵定时（如半个月）自动检测，定时自动关闭；加上相应的控制逻辑，则可以对消防泵
及各个系统运转是否正常实施平时检测时，定时低速低水压（不出水）运行；在灭火时，则实施全速满载运行。

将若干台电机加上控制逻辑组合，可以组成生活泵系统或其它专用系统，按需要量逐次打开各台电机，也可逐次减少电机，实现最佳效率运行。

还可以根据客户要求，实现多台电机每次自动转换运行，使各台电机都处于同等的运行寿命期。

软起动器适用于哪些场合？
原则上，笼型异步电动机凡不需要调速的各种应用场合都可适用。

目前的应用范围是交流380V（也可660V），电机功率从几千瓦到800kW。

软起动器特别适用于各种泵类负载或风机类负载，需要软起动与软停车的场合。

同样对于变负载工况、电动机长期处于轻载运行
软启动器与变频器有什么区别？
软启动器是一种集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新颖电机控制装置，国外称为Soft Starter。

它的主要构成是串接于电源与被控电机之间的三相反并联闸管及其电子控制电路。

运用不同的方法，控制三相反并联闸管的导通角，使被控电机的输入电压按不同的要求而变化，就可实现不同的功能。

软启动器和变频器是两种完全不同用途的产品。

变频器是用于需要调速的地方，其输出不但改变电压而且同时改变频率；软启动器实际上是个调压器，用于电机起动时，输出只改变电压并没有改变频率。

变频器具备所有软起动器功能，但它的价格比软启动器贵得多，结构也复杂得多。

软启动器只是改变电源电压，相当于降压起动器。

变频器要比软启动器复杂得多，价格也贵得多。

变频器也有软启动功能，是通过改变电源频率实现。