软启动器的故障分析及改进措施

周好洋

中国有色（沈阳）冶金机械有限公司辽宁沈阳110000

摘要：软启动器是石油炼化行业中常见的电气设施之一，常用于大型同异步压缩机组的供配电系统中。它是一种能使电机端电压（或电压和频率）连续缓慢增加，转速平滑地上升，直至额定转速运行，称为电机软启动。本文讲述了软启动器的故障分析及改进措施。

关键词：电机软启动器；故障；排除；改进

引言

三相交流鼠笼型异步电动机是一种在工业生产中应用广泛的电气设备。但是大功率电动机在启动时存在启动电流过大、对设备和电网冲击大的问题。三相交流鼠笼异步电动机的软启动技术在我国已应用多年。电机软启动器是采用电力电子技术、微处理技术及现代控制理论而设计生产的具有当今国际先进水平的新型起动设备，能有效地限制交流异步电动机起动时的起动电流，可广泛应用于风机、水泵、输送类及压缩机等负载，是传统的星／三角转换、自耦降压、磁控降压等降压设备的理想换代产品。某集团电仪分厂是生产线上有多台100KW以上的搅拌桨、泵类设备都选用软启动器启动。最近有两台设备出现了故障，现将设备故障现象和分析排除过程叙述如下，仅供同行参考。

1.132KW搅拌桨电机软启动器故障

1.1故障现象

该公司有一台用132KW鼠笼式电机拖动的搅拌桨。电动机采用ABB公司的PSS300／515型低压软启动器起动。某月的一天，在正常停机后，再次按下启动按钮，设备不能正常启动，检查后没有发现导致故障的外部原因。用电笔测量中间继电器的线圈发现两个接线端都不亮；用电笔检查发现软启动器９号端子有电；10号端子无电。据此判断软启动器旁路继电器9-10号节点不闭合，导致设备不能正常工作。通过分析该电机的控制原理图（如图１所示），发现该软启动器内部旁路继电器的输出节点控制的是JZ7-44型中间继电器的线圈，继电器的输出节点不通引起JZ7-44型中间继电器不吸合，最终导致旁路接触器不能吸合。

图1搅拌桨电机软启动器控制原理图

1.2故障原因分析及排除方法

该设备已正常使用10多年，由于电机软启动器内部继电器节点9-10在每次电机启动和停车时都要接通和或断开KA2（JZ7-44型继电器）的线圈，有可能是电弧烧伤了软启动器内部继电器的触头，引起触头接触不良导致出现开路故障。将备用的同型号电机软启动器换上以后，再启动设备时，搅拌桨运行正常【1】。

2.110KW磷酸料浆泵电机软启动器故障

2.1故障现象

该单位有一台110KW磷酸料浆泵电机，用ABB公司的PSS250／515型软启动器控制。当操作人员在总控室发现监测电机运行的电流表没有电流指示时，就立即到设备现场去查看，发现电机已经停止运行。接着再次启动该设备，电机仍然不能启动。电气检修人员到配电室检查，也没有发现软启动器和电机综合保护器有报警或故障显示，当检查控制回路元件时，闻到较浓的焦糊的气味。发现KA1中间继电器（JZ7－44型）有燃烧过的痕迹；旁路接触器不吸合。更换一个新的同型号中间继电器再次试启动，故障依然存在。检查该电机的其他电气控制元件，调阅软启动器的故障信息没发现其他问题。

2.2故障原因分析

根据电动机的控制原理图，从软启动器的旁路接触器不动作的现象开始分析，决定先确定一下软启动器的内部旁路继电器输出端子在启动结束时的闭合状况。将启动方式设置为电压斜坡启动，启动时间设定为10s。所有设置完成后，先将万用表档位旋钮旋至RX1电阻档上，接着把万用表的表笔搭在9/10端子上测量端子的接通情况。检查无误后再次启动软启动器，10～20s后，万用表始终指示在电阻无穷大位置无变化。据此判断该内部继电器输出接点不能正常闭合，导致旁路接触器不能正常工作。该设备已正常使用10多年，由于电机软启动器内部继电器节点９-10经常接通和断开JZ7-44型继电器的线圈，有可能是电弧烧伤软启动器内部继电器的触头导致出现开路故障。其触头被电弧烧伤、引起发热或因疲劳导致接触电阻增大，导致JZ7-44型继电器线圈电压过低而烧毁，造成旁路接触器不能吸合，软启动器无法正常工作。接下来需要判断软启动器的可控硅和触发电路是否完好。为了保证设备安全，决定拆除负载电缆，在软启动器的输出端接上三个星形联接的500Ｗ灯泡，用灯泡作为一个替代负载来模拟电机的启动、运转过程。当按下软启动器启动按钮，运行指示灯亮，软启动器得电后，试验灯泡开始由暗逐渐变亮，直至最亮。这说明软启动器的可控硅和触发电路是完好的。

2.3采取措施

由于没有备用软启动器，为了不影响企业的正常生产，决定用一个JS114P型时间继电器的延时闭合接点来代替电机软启动器的内部继电器接点，使旁路接触器在启动结束后正常吸合，将电机软启动器从供电系统中切除。此外，为了防止外部电气元件如中间继电器线圈短路导致软启动器7-8接点损坏，在2KA的线圈回路增加一个熔断器FU2，其内部选择安装额定电流为1A的熔体，使软启动器的内部继电器受到FU1和FU2两个熔断器的双重保护。按上述思路改变接线，再次启动电机，旁路接触器能正常吸合。按下停止按钮，电动机能正常停机。这说明用时间继电器来代替内部继电器是可行的方案，其控制原理如图2所示。

由于ABB型软起动器的内部继电器接点标注最大参数为250V／1.5Ａ。对比上表中的数据，不难发现ABB电机软启动器的内部继电器的接点容量相对来说比较小。JZ7-44型中间继电器的线圈容量为180VA，维持电流为0.47Ａ。而HH54P型小型中间继电器线圈的容量仅有1.1VA，维持电流仅有0.0068Ａ。但是HH54P型小型中间继电器和JZ7-44型中间继电器的输出接点容量是相同的，都是5A。所以如果将JZ7-44型中间继电器更换为HH54P型小型中间继电器，在电机软启动器启动或停车时，其内部继电器接点接通和断开的电流将会降低近70倍，这样电机软启动器内部继电器的寿命必然会大幅延长【2】。

结语

电机软启动器成功地解决了交流电动机启动时造成的较大启动电流对电网供电电压质量的影响和供电线路损耗增大以及对机械设备冲击等问题，因此在企业中的应用越来越广泛。然而长期连续不断地工作难免会出现各种故障。而且大功率的电机软启动器价格较高，是企业的宝贵资产。作为电气维修者来说，只有对所发生的故障案例进行深入分析、认真总结，才能利用技术手段对软启动器的应用方案进行不断调整和优化，从而提高软启动器使用的稳定性和长期性，延长电机软启动器的使用寿命，为企业在降低成本、提高效益方面做出更大的贡献。

参考文献：

[1]陈光远，罗敏，郑明，李雪生.软启动器无负载类故障机理分析[J].电子世界，2018（16）：59-60.

[2]王海洋.工业现场软启动器的使用及故障处理[A].河南省科学技术协会.第十四届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C].河南省科学技术协会：河南省汽车工程学会，2017：2.