工業(yè)工程師們深知，電機(特別是泵、壓縮機和風(fēng)扇所用的電機)耗費的電能對運營預(yù)算造成了沉重負擔。為了應(yīng)對這一問題，他們轉(zhuǎn)而選擇高效的電機控制技術(shù)，這種技術(shù)在啟動電機時僅消耗恰好夠用的電能，并能提供診斷數(shù)據(jù)、縮短停機時間。
隨著近年來電機啟動的應(yīng)用越來越廣泛，電機啟動技術(shù)也越來越復(fù)雜。為了最大限度地提升效率，工程師們需要重新審視可選的電機控制。
常見的電機啟動技術(shù)包括全壓接觸器、軟啟動器和變頻器(VFD)。每種技術(shù)都具有不同的成本和性能屬性，這些屬性會根據(jù)應(yīng)用的不同而發(fā)生變化。
接觸器提供最基本的電機啟動功能。傳統(tǒng)的直接啟 (DOL)通過一個接觸器和簡單或先進的過載繼電器來完成。
在過去20年間，VFD技術(shù)得到了飛速發(fā)展，已經(jīng)成為轉(zhuǎn)矩控制或線性速度應(yīng)用的默認啟動解決方案。它使用先進的技術(shù)來控制電壓和頻率，從而實現(xiàn)電機啟動、運行和停止過程的精確控制。
對于僅需要在啟動和停止時進行電機控制的應(yīng)用，軟啟動器是一種更經(jīng)濟的控制方式，它可以替代VFD，并且能夠?qū)崿F(xiàn)比接觸器更高級的控制。
軟啟動器的評價
許多軟啟動器都擁有多種啟動功能，包括軟啟動、限流啟動、泵控制、低速和全電壓啟動。在停止功能方面，許多軟啟動器都可以實現(xiàn)泵停止、電機制動和軟停車。
由于需要實際轉(zhuǎn)矩和速度控制來啟動離心泵和大慣性負載，新一代軟啟動器應(yīng)運而生，它采用最先進的基于固態(tài)的功率單元。新一代產(chǎn)品擁有一系列控制功能和應(yīng)用選項，使工程師們不得不重新評估當前軟啟動器設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)哪些功能。可選的功能包括：
? 軟啟動：軟啟動會線性增加電壓以啟動電機。啟動轉(zhuǎn)矩與所施加電壓的平方成正比。
? 線性速度：無論哪種類型的負載，線性速度啟動方式都可以在給定時間內(nèi)啟動電機而無需使用外部轉(zhuǎn)速計。無論規(guī)格如何，控制器只會耗費恰好夠用的電能來啟動和停止負載。
? 轉(zhuǎn)矩斜坡：該功能能夠調(diào)整給定斜坡時間的初始轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，從而在啟動電機時實現(xiàn)精確控制。與使用電壓斜坡的軟啟動模式相比，轉(zhuǎn)矩斜坡控制線性度更高，同時還可能在提供啟動電機所需轉(zhuǎn)矩的同時，減小系統(tǒng)機械部件上的應(yīng)力。
? 全電壓：與傳統(tǒng)的機電啟動器相比，這種啟動方式允許工程師將電機控制器用作固態(tài)接觸器，對于高占空比應(yīng)用，還可以作為故障排除的輔助手段，或者利用控制器的診斷功能。
? 限流：限制電流有助于滿足設(shè)施的嚴苛要求，限制線路干擾并滿足內(nèi)部工廠配電限制。
? 泵控制：與轉(zhuǎn)矩斜坡功能的實際轉(zhuǎn)矩控制不同，泵控制對泵電機的加速/減速扭矩進行管理。停止控制與啟動控制同樣重要，特別是在泵應(yīng)用中，適當?shù)耐Ｖ箍刂瓶梢詼p少液體管道系統(tǒng)中的浪涌，最大限度地減少水錘效應(yīng)和泵氣穴現(xiàn)象。
? 測量：測量功能是必不可少的，它可以準確監(jiān)測性能并及時對過程做出調(diào)整，從而提高性能和能源效率。
? 節(jié)能：節(jié)能功能使用軟啟動器的內(nèi)部反饋電路對負載進行監(jiān)控，可以識別電機耗能較低的情況(這種情況在輕載時尤為常見)，并通過降低電機終端電壓進行調(diào)節(jié)。
能源效率
評估并了解軟啟動器的功能之后，提高節(jié)能效果的下一步是了解最能與特定負載的啟動/停止控制配置文件相匹配的啟動方式。
例如，在啟動一臺典型的NEMA設(shè)計B電機時，可以使用泵系統(tǒng)的這些通用轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速曲線來查看所耗費的能量。通過使用DOL啟動及具備軟啟動、泵控制和轉(zhuǎn)矩控制方式的Allen-Bradley? SMC?-50軟啟動器可以實現(xiàn)上述功能。其目標是盡可能縮小施加的轉(zhuǎn)矩和負載或加速轉(zhuǎn)矩之間的差距，從而最大限度地節(jié)省電機啟動耗費的電能。
如果以嶄新的視角重新審視，就會發(fā)現(xiàn)包括SMC-50在內(nèi)的新型軟啟動器現(xiàn)已在一臺設(shè)備中整合了多種啟動方式。這意味著，現(xiàn)在一臺SMC能夠執(zhí)行給定電機的大多數(shù)啟動功能，不管是需要線性加速還是只需軟啟動。這使用戶能夠使用一臺控制器啟動和控制多種負載類型。工程師們僅需更改控制參數(shù)就可以為負載匹配啟動/停止配置文件，而無需替換整個控制模塊。性能的改善和節(jié)能作用可以大大減輕電機對運營預(yù)算造成的負擔。
