软起动器接入电路需要有外围设备配合使用,主要的外围设备有短路保护器件和过载保护器件。有些软起动器不内置旁路接触器,这时用户还需要自行配置旁路接触器。一般来说有两种配合方式,即1型配合(Type 1 Coordination)和2型配合(Type 2 Coordination),具体指的是发生短路后允许的元器件的损坏程度,见表16-29。
1型配合允许接触器、热继电器损坏,并允许起动装置失去原有功能,但其他元件不应损坏,不对操作人员造成伤害。2型配合只允许接触器、热继电器在短路时有轻度熔焊,但必须容易分开;开关装置和控制装置仍能正常运行。2型配合适用于要求连续供电性强的场合。1型配合元器件性能低,但造价低廉,投资少,比较经济实用。如果因为发生短路故障,接触器、过载保护器、起动器要么维修、要么更换,影响了连续运行。2型配合元器件档次高、投资大,只要排除故障,可以继续工作,适用于要求连续供电的场合。两种配合均不对人身造成伤害,短路保护器均能切断短路故障。
表16-29 1型配合与2型配合特性
1.软起动器与断路器、熔断器的配合使用
(1)软起动器与断路器的配合使用 断路器、熔断器作为软起动器的上级保护电器,与软起动器串联在主电路,具有隔离、过载和短路保护作用。
(2)软起动器与熔断器的配合使用 熔断器串联在主电路中,对软起动器晶闸管保护用的熔断器有相接(串在电源进线侧)和臂接(串在每只晶闸管前)两种。相接可以将晶闸管与电路的保护综合兼顾,但效果较差,为通常采用的方式。臂接效果较好,但结构复杂,成本略高。
熔断器的保护方式有全保护和短路区段保护。全保护对过载和短路都进行保护,适用于小功率场合。短路区段保护只在短路电流较大的区域内作用,过载保护由其他保护措施完成。
由于软起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,所以应该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。另外熔断器有限流功能,对晶闸管的短路保护比断路器更为可靠。(www.xing528.com)
以施耐德公司ATS48软起动器为例,在主电路380V,过载脱扣等级10级应用的场合,软起动器与熔断器、断路器的匹配见表16-30。
表16-30 施耐德公司ATS48软起动器与熔断器、断路器的匹配
2.软起动器与交流接触器的配合使用
软起动设备中交流接触器并联在晶闸管两端,用于进线电源的通断控制和旁路晶闸管,因此交流接触器的选择至关重要。旁路接触器的通断一般由软起动器主控制器输出信号进行控制,由于接触器通断时触头承受的电流冲击小,所以电气寿命较长。接触器的容量可以按电动机的额定电流进行选择。而在内置旁路接触器的软起动器中,接触器的容量已经与晶闸管相符合,用户不必另加选择。
使用类别决定了接触器的工作条件,不同类别的接触器工作条件差异很大。所以选用接触器时,应首先考虑使用类别。接触器用于AC-4负载时,要能够在额定电压下接通和断开6倍额定电流,属于重载条件。用于AC-3负载时,仅需断开电动机额定电流,属于轻载。用于AC-2负载时,在额定电压下需断开2.5倍额定电流。
根据GB 14048.4规定,用于半导体控制电动机负载的AC-1接触器常与半导体控制器、起动器或驱动器一起使用。此时的接触器不用于接通或分断系统规定电压下的电动机负载电流。此时接触器用于承载控制器电路侧或负载侧的电动机电流,在关断条件下使控制器可以从电路和/或负载侧移开。还可以用于旁路控制器,一般是为了在加速条件下减少热损耗。在这种情况下,要控制接触器并将其联锁,以防止有负载电流存在时接触器被分断或接通。当满足上述条件时,可根据AC-1使用类别选择接触器。
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