軟啟動器缺相故障的分析與處理

（杭州鋼鐵集團，浙江 杭州 310022）

軟啟動器缺相故障的分析與處理

俞海龍 范韶梅

（杭州鋼鐵集團，浙江 杭州 310022）

通過對連鑄主液壓站軟啟動器缺相故障的分析，提出了解決方法，提高了對軟啟動器的掌控能力。

電機；軟啟動器；工作原理；故障分析；處理

杭鋼電爐公司連鑄主液壓站5臺主泵電機所采用的是ABB公司所生產的PST軟啟動器，它是傳統Y/Δ、自耦變壓器等降壓啟動設備的理想換代產品。

一、PST軟啟動器的基本原理

PST電動機軟啟動器采用三對反并聯的晶閘管串接于交流電動機的定子回路中。利用晶閘管的電子開關作用，通過微處理器控制其觸發角的變化來改變晶閘管的導通程度，以此來改變電動機的輸入電壓，達到電動機的軟啟動。啟動時先合上主開關QF和控制電源開關FU，主接觸器吸合，按下啟動后，控制系統按設定好的參數和檢測回路的數據運行，既電機的輸入電壓以預設函數關系逐漸上升，直至軟啟動的輸出電壓達到額定電壓。這時軟啟動器發出旁路控制信號，控制三相旁路接觸器KM1吸合。停機時先切斷旁路接觸器KM1，然后啟動器內微處理器控制其觸發角的變化直至關閉，電動機轉速逐漸減小到零，完成停機過程。如圖1、2所示。

圖1 PST軟啟動器工作原理圖

圖2 PST軟啟動器應用接線圖

PST軟啟動器有兩個系列產品，一為自然風冷且內部裝有旁路接觸器；二為強迫風冷，內部不含旁路接觸器，要求用戶在使用時要配接旁路接觸器。目前電爐公司主液壓站電動機使用的是后者，其型號為：PST250-600-70，電動機功率為：132kW，該軟啟動的工作特點為如下。

（1）啟動時電動機端電壓隨晶閘管導通角從小→大，直至達到啟動轉矩的要求，當啟動完成后，軟啟動器輸出額定電壓，旁路接觸器接通，電動機進入穩定狀態運行。

（2）停機時先切斷旁路接觸器，然后啟動器內的晶閘管導通角從大→小，直至關閉，電動機轉速逐漸減小到零，完成停機過程。

（3）旁路接觸器是保證了晶閘管僅在啟動、停車時工作，避免長期運行使SCR發熱，同時還可以避免在電動機運行時軟啟動器產生諧波。

（4）啟動性能：限流啟動0.4～8Ie可據負載大小調整，啟動電壓0～380V任意調整，啟動轉矩：較小的沖擊轉矩，力矩均勻速度平滑上升。

二、故障現象與分析

電動機在啟動過程中聲音異常、振動及噪聲大，根據啟動聲音判斷為缺相。啟動數秒后軟啟動器LED狀態指示燈Fault紅燈亮，說明有故障，到LCD顯示屏查閱故障記錄，故障記錄顯示“電機缺相”。

先檢查外圍線路和電動機，在確認外圍線路和控制板無誤的情況下，測量三相輸入380V電壓是否平衡，有無缺相。此時直接測量軟啟動器的輸入端子或者無負載的情況下，測量RST端子處的電壓值，盡管測量值是正確的，但有可能是虛電壓。

另外根據圖1和圖2可以得知液壓站電機在啟動時候軟啟動器故障燈Fault亮，在LCD顯示屏的故障記錄上出現“電機缺相”，也有可能是串接在交流電機定子回路上三相反并聯晶閘管的某一個晶閘管不觸發，而導致的電機在啟動時缺相。另外有可能在啟動時的某個瞬間某個晶閘管不觸發或者與其他觸發不同步，同樣也會出現“電機缺相”故障報警。此時應斷開電源開關QF，重點檢查晶閘管的好壞。判斷晶閘管的好壞首先要測量一下晶閘管控制極G和陰極K之間的阻值是否在允許的范圍內或者是否在有短路、開路，在正常情況下G和K之間的阻值大約在15～20Ω左右，三對反并聯的晶閘管的阻值應該基本相等；其次還應判斷晶閘管陽極A和陰極K之間是否存在開路，正常情況下陽極A與陰極K之間的正向和反向電阻在幾百kΩ以上，以此來判斷晶閘管是否存在問題。

三、故障的排除與維修

根據上面的故障分析，進行兩方面的檢查。

先檢查主電路，首先檢查軟啟動器輸出部分到電動機的連接是否有問題，同時檢查電機繞組有否開路。

如果沒有問題再用萬用表在線測量一下開關QF的下樁頭經主接觸器到軟啟動器RST輸入端的電壓，如測得的電壓無異常，拉下主電源開關，打開QF開關的端蓋和接觸器的滅弧罩，仔細檢查開關和主接觸器的動靜觸頭有沒有燒損和虛接現象。

無異常的按接線圖繼續往下查找主電路，檢查軟啟動器的輸入和輸出端是否有虛接現象，如無虛接現象但經過試車，在軟啟動器運行的瞬間，電機還是發出嗡嗡的聲音，同時出現故障報警。查看故障記錄還是“電機缺相”故障。此時按復位鍵，再次啟動，在啟動瞬間測量了一下輸出電壓，如發現的確缺一相電壓，應查找控制回路和觸發脈沖板的問題。此時更換控制板，安裝好后再次啟動，正常的是控制板問題，需更換控制板；如發現問題依舊，問題就縮小到了晶閘管上，拔下觸發脈沖控制插頭，逐個測量模塊的控制極G和陰極K之間的阻值，并且進行比對，其他晶閘管的控制極G和陰極K之間的阻值基本都在17Ω左右，在正常范圍，但在其中模塊一個晶閘管的控制極G和陰極K之間沒有阻值，測量其陽極A和陰極K之間正反向阻值無窮大既開路，由此判斷出現“電機缺相”的原因就在這里，既一個模塊的晶閘管壞了，導致電機啟動缺相。更換同型號模塊后把線路恢復，合閘試車。結果液壓泵電機啟動時聲音正常，運行平穩，維修工作結束。

四、結語

軟啟動器是采用電力電子技術、微處理技術及現代控制理論設計生產的，克服了傳統控制結構的不足，使控制功能更加完善，特別適用于各種泵類負載或風機類負載等需要軟啟動與軟停車的場合。軟啟動器作為電動機驅動器，盡管其可靠性很高，但如果使用、維護保養不當或偶然事件，也會造成軟啟動器的損壞，要想保持穩定、高效的運行，必須熟知軟啟動器的結構原理、了解排除常見故障、定期進行維護保養。

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