西门子咸阳PLC模块总代理

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 软启动器以体积小，转矩可以调节、启动平稳冲击小并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用，大有取代传统的自耦减压、星－角等启动器的趋势。由于软启动器是近年来新发展起来的启动设备，在设计、安装、调试和使用方面还缺少指导性的规范与规程。我们在软启动器的安装、调试工作中也遇到了一些实际技术问题。例如：不同启动负载软启动器的选型、软启动冲击电流与过流保护定值的配合、软启动设备容量与变压器容量的关系等问题。
1、软启动器简介
目前，市场上常见的软启动器主要有电子式、磁控式和自动液体电阻式等类型。电子式以晶闸管调压式为多数。变频器在某种意义上也是一种软启动器，而且是能够真正地实现软启动的启动器，只是造价要高些。
晶闸管式软启动器是串接在电源与电动机之间的三组正反向并联的晶闸管，通过微电脑控制触发导通角实现交流调压。晶闸管式软启动器的启动方式有斜坡电压型、突跳加斜坡电压型和限流型等可供选择。
磁控式软启动器是利用磁放大器原理制造的串联在电源和电动机之间的三相饱和电抗器构成的软启动装置。启动时通过数字控制板调节磁放大器控制绕组的激磁电流，改变饱和电抗器的电抗值调节启动电压降，实现电动机软启动不论晶闸管式软启动器还是磁控式软启动器在启动时只能调节输出电压，达到控制启动时的电压降、限制启动电流的目的。一般的软启动器不能调节电源频率，也就不能象变频器那样从零频零压开始启动电动机，实现无冲击启动。实际上软启动器在启动设备时还是要产生一定的冲击电流的；斜坡电压型控制软启动器的启动时的电压、电流变化曲线见图1所示。晶闸管式软启动器采用斜坡电压启动时，开始时要使软启动器输出一个初始电压（初始电压在80~280V之间可以调节），使电动机产生足以克服机械设备的静摩擦的初始转矩，拖动设备开始转动，启动电流为Is。在微电脑的控制下，继续增加输出电压使电动机加速。当软启动器的输出电压接近额定电压时，电动机就已达到额定转速，Is降为负荷电流In。启动时间t1结束时，软启动器输出额定电压并发出旁路信号，使旁路接触器闭合，软启动器停止输出电压，电动机转入正常运行。软启动的初始转矩可以通过给定初始电压和启动时间进行调节，控制启动电流在2~4.5倍电动机额定电流以内。
低压软启动器的停车方式主要有自由停车，软停车，制动停车三种。传统的电动机停车方式常用自由停车，但有许多应用场合，自由停车会产生很大问题，如高层建筑的水泵系统，如果采用自由停车，会产生巨大的“水锤”效应，使管道、水泵损坏。因此利用软停车可以自由停车带来的这种反惯性冲击。在停车时刻t2发出停车指令，电动机的端子电压从Un缓慢下降，在电压下降瞬间电动机电流会有一个小的电流冲击，然后电动机电流会随电压的下降而下降，直至电动机停下来。
2、低压软启动器选用时应注意的问题
2．1低压软启动柜电气接线与元件排列
一般低压软启动柜的电气接线如图2所示。柜内电气元件按图示顺序排列，作到主接线简短不交叉，便于铜排连接。软启动器安装在接触器的右侧不受其他元件发热的影响。软启动器与控制柜边壁及其他元件间距要求≥100mm，方便软启动器散热

2．2软启动器选型
除了技术、性能、价格比较外，还要考虑设备现场的电网容量、设备启动负荷轻重、启动频繁程度等具体条件。
对于水泵类启动负载较轻的设备，可选择功能简单、价格较低、操作方便的软启动器。这类设备根据电动机额定功率，选用样本规定的相同容量的软启动器就能满足需要。对于大型风机、破碎机等启动负荷比较重的设备，应该选用启动功能比较多、有限流启动功能、自身保护比较齐全的软启动器。尤其功率比较大的设备（200KW以上），较好选用启动功能比较全的高性能软启动器。
2．3隔离器和熔断器选择
软启动柜中的隔离电器，可以选用隔离开关也可以选用具有隔离功能的塑壳断路器。小功率软启动柜宜选用隔离开关熔断器组合的熔开关。不但起到隔离保护作用，还可以降低工程造价。隔离开关的额定电流大于电动机额定电流就可以满足运行要求。
由于软启动器中晶闸管的浪涌焦耳积分（I2t）值有限，选用断路器做短路保护装置不能有效保护晶闸管元件。建议选用快速熔断器做短路保护装置。快速熔断器可选用aR或NGT型半导体保护熔断器。选用快速熔断器一般不用做分断能力校验，因为aR型熔断器的额定分断能力为50KA，NGT快速熔断器的分断能力为120KA，能够满足一般配电工程需要。另外熔断器还有限流功能，对晶闸管的保护要比断路器可靠。
快速熔断器的额定电流的选用原则是设备启动时不会熔断，设备安装处发生较小短路电流时必须可靠熔断。具体选用时可根据设备的负荷性质和电动机的启动电流，查阅熔断器制造厂提供的熔断器时间—电流特性曲线、I2t值及晶闸管的I2t值进行计算选择。在缺少上述资料时也可按下述经验公式计算选用：
Ifn≥(1.8~2.0)*Ie(A)
Ifn—快速熔断器额定电流(A)
Ie—电动机额定电流(A)
2．4旁路接触器的选择
软启动结束时电动机已在额定电压上运行，所以按电动机的额定电流选用交流接触器就能满足要求。要注意的是在配柜接线时，作到软启动器与接触器同相连接，不要接错相序。
2．5过负荷保护装置的选择
软启动装置的过负荷保护装置应该选用具有过载保护、断相保护和温度补偿功能的热过载继电器。具体选用时，要使电动机的工作电流在热元件整定电流范围以内。工作时过载的设备，要使电动机的额定电流值靠近热元件整定电流范围的下限。
2．6变压器负载能力及保护整定值校验
在软启动装置选用时除注意上述要求外，还要注意为设备供电的变压器的负载能力。如果事前变压器已接近满载，要慎重选用软启动设备。尤其是要增设功率比较大的设备时，更要核对校验变压器的荷载能力和保护的整定值；
增加软启动设备后，变压器二次侧断路器的短路短延时脱扣器的整定值Ir2为：
Ir2≥1.1(IL+1.35*K*Ie) A
式中：IL—变压器正常运行时的负荷电流 A
K—新增加软启动设备的启动电流与电动机额定电流的比值（见表1）；
Ie—新增加电动机的额定电流 A。
计算出的Ir2应小于变压器二次侧断路器现在的实际短路短延时脱扣器的整定值；否则，在新增加设备启动时，变压器二次侧断路器要分断跳闸。造成软启动器选用失败。
表1典型设备软启动效果及启动电流参考值

总之，软启动器启动转矩大而且可以调节、设备启动时间短、有软停机功能、元件少维修量小，能够完成比较困难的设备的启动，是性能比较好的电动机启动控制设备，应该得到推广应用。

来自人体、环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会造成各种损伤，例如穿透元器件内部薄的绝缘层；损毁MOSFET和CMOS元器件的栅较；CMOS器件中的触发器锁死；短路反偏的PN结；短路正向偏置的PN结；熔化有源器件内部的焊接线或铝线。为了静电释放(ESD)对电子设备的干扰和破坏，需要采取多种技术手段进行防范。

在PCB板的设计当中，可以通过分层、恰当的布局布线和安装实现PCB的抗ESD设计。在设计过程中，通过预测可以将绝大多数设计修改**于增减元器件。通过调整PCB布局布线，能够很好地防范ESD。以下是一些常见的防范措施。

*尽可能使用多层PCB，相对于双面PCB而言，地平面和电源平面，以及排列紧密的信号线-地线间距能够减小共模阻抗和感性耦合，使之达到双面PCB的1/10到1/100。尽量地将每一个信号层都紧靠一个电源层或地线层。对于**层和底层表面都有元器件、具有很短连接线以及许多填充地的高密度PCB，可以考虑使用内层线。

*对于双面PCB来说，要采用紧密交织的电源和地栅格。电源线紧靠地线，在垂直和水平线或填充区之间，要尽可能多地连接。一面的栅格尺寸小于等于60mm，如果可能，栅格尺寸应小于13mm。

*确保每一个电路尽可能紧凑。

*尽可能将所有连接器都放在一边。

*如果可能，将电源线从卡的*引入，并远离容易直接遭受ESD影响的区域。

*在引向机箱外的连接器(容易直接被ESD击中)下方的所有PCB层上，要放置宽的机箱地或者多边形填充地，并每隔大约13mm的距离用过孔将它们连接在一起。

*在卡的边缘上放置安装孔，安装孔周围用无阻焊剂的**层和底层焊盘连接到机箱地上。

*PCB装配时，不要在**层或者底层的焊盘上涂覆任何焊料。使用具有内嵌垫圈的螺钉来实现PCB与金属机箱/屏蔽层或接地面上支架的紧密接触。

*在每一层的机箱地和电路地之间，要设置相同的“隔离区”；如果可能，保持间隔距离为0.64mm。

*在卡的**层和底层靠近安装孔的位置，每隔100mm沿机箱地线将机箱地和电路地用1.27mm宽的线连接在一起。与这些连接点的相邻处，在机箱地和电路地之间放置用于安装的焊盘或安装孔。这些地线连接可以用片划开，以保持开路，或用磁珠/高频电容的跳接。

*如果电路板不会放入金属机箱或者屏蔽装置中，在电路板的**层和底层机箱地线上不能涂阻焊剂，这样它们可以作为ESD电弧的放电极。

*要以下列方式在电路周围设置一个环形地：

(1)除边缘连接器以及机箱地以外，在整个外围四周放上环形地通路。

(2)确保所有层的环形地宽度大于2.5mm。

(3)每隔13mm用过孔将环形地连接起来。

(4)将环形地与多层电路的公共地连接到一起。

(5)对安装在金属机箱或者屏蔽装置里的双面板来说，应该将环形地与电路公共地连接起来。不屏蔽的双面电路则应该将环形地连接到机箱地，环形地上不能涂阻焊剂，以便该环形地可以充当ESD的放，在环形地(所有层)上的某个位置处至少放置一个0.5mm宽的间隙，这样可以避免形成一个大的环路。信号布线离环形地的距离不能小于0.5mm。

*在能被ESD直接击中的区域，每一个信号线附近都要布一条地线。

*I/O电路要尽可能靠近对应的连接器。

*对易受ESD影响的电路，应该放在靠近电路中心的区域，这样其他电路可以为它们提供一定的屏蔽作用。

*通常在接收端放置串联的电阻和磁珠，而对那些易被ESD击中的电缆驱动器，也可以考虑在驱动端放置串联的电阻或磁珠。

*通常在接收端放置瞬态保护器。用短而粗的线(长度小于5倍宽度，较好小于3倍宽度)连接到机箱地。从连接器出来的信号线和地线要直接接到瞬态保护器，然后才能接电路的其他部分。

*在连接器处或者离接收电路25mm的范围内，要放置滤波电容。

(1)用短而粗的线连接到机箱地或者接收电路地(长度小于5倍宽度，较好小于3倍宽度)。

(2)信号线和地线先连接到电容再连接到接收电路。

*要确保信号线尽可能短。

*信号线的长度大于300mm时，一定要平行布一条地线。

*确保信号线和相应回路之间的环路面积尽可能小。对于长信号线每隔几厘米便要调换信号线和地线的位置来减小环路面积。

*从网络的中心位置驱动信号进入多个接收电路。

*确保电源和地之间的环路面积尽可能小，在靠近集成电路芯片每一个电源管脚的地方放置一个高频电容。

*在距离每一个连接器80mm范围以内放置一个高频旁路电容。

*在可能的情况下，要用地填充未使用的区域，每隔60mm距离将所有层的填充地连接起来。

*确保在任意大的地填充区(大约大于25mm×6mm)的两个相反端点位置处要与地连接。

*电源或地平面上开口长度**过8mm时，要用窄的线将开口的两侧连接起来。

*复位线、中断信号线或者边沿触发信号线不能布置在靠近PCB边沿的地方。

*将安装孔同电路公地连接在一起，或者将它们隔离开来。

(1)金属支架必须和金属屏蔽装置或者机箱一起使用时，要采用一个零欧姆电阻实现连接。

(2)确定安装孔大小来实现金属或者塑料支架的可靠安装，在安装孔**层和底层上要采用大焊盘，底层焊盘上不能采用阻焊剂，并确保底层焊盘不采用波峰焊工艺进行焊接。

*不能将受保护的信号线和不受保护的信号线并行排列。

*要特别注意复位、中断和控制信号线的布线。

(1)要采用高频滤波。

(2)远离输入和输出电路。

(3)远离电路板边缘。

*PCB要插入机箱内，不要安装在开口位置或者内部接缝处。

*要注意磁珠下、焊盘之间和可能接触到磁珠的信号线的布线。有些磁珠导电性能相当好，可能会产生意想不到的导电路径。

*如果一个机箱或者主板要内装几个电路板，应该将对静电较敏感的电路板放在较中间