西门子3RW40 软起动器原理及特点

张凯利 辽宁省鞍钢附企变频调速器厂 111000

【文章摘要】

本文通过简单的描述了软起动器的构成和工作原理，着重介绍西门子3RW40 系列软起动器产品的工作原理，并结合产品性能归纳总结此款产品的特点，从而达到让更多人了解软起动器运用的普遍性。

【关键词】

软起动器；3RW40 ；电机

伴随着现代科技时代越来越快的发展步伐，自动化铸造业对重型电机和大功率交流电机的需求也越来越高。大功率电机的使用也在日常生活中更加普遍，为了让人们在生活、学习、工作中更安全的使用，并能享受大功率电机所带来的光彩绚丽的生活，软起动器的原理和使用需要更多人的认知和理解。

1 软起动器

1.1 什么是软起动器

软起动器通过控制启动电流，使电动机电压在启动过程中逐渐升高，达到电动机的平稳启动。一般适用于大功率电机，使电机启动时不会因过流而跳闸。软起动器是连接在三相电源和电机的三相并联晶闸管之间，利用晶闸管驱动波形的相位向前或向后移动它的角度，使电机启动时电流随晶闸管的导通角也呈波形从零开始逐步平滑上升。当达到额定电压时，启动过程结束，软起动器自动启用旁路接触器来替代并联晶闸管的电路，实现正常的电网运行。

1.2 西门子3RW40 软启动器

西门子3RW40 系列软起动器采用创新的控制技术，使其仅通过连接两相并联晶闸管（仅需控制4 个晶闸管）就可以实现电机的安全平稳启动，是目前最小且能够在250kw/400v 功率范围内控制电压电流的软起动器。此系列软起动器设计结构紧凑实用，在更小的占用空间内集成旁路触点，解决了外部旁路电路的繁杂结构。其次，此系列软起动器功能强大，可任意调整各种起动参数，例如调整启动电流（电压）、调整时间、选择设备自保护功能功能等。此外，3RW40 系列软起动器利用良好的集成功能可进行启动状态监控和故障监控。在启动工作状态中通过四个LED 和继电器输出来达到完善的监控，如果电源、负载或设备出现故障，可及时通过监控诊断出来。

2 3RW40 软起动器工作原理

西门子3RW40 软起动器连接在电源和电机之间，可控制最大功率240kw/400v 的电压。电流从电源端输入后，通过两个并联的晶闸管电路来调整控制整个启动过程。三相异步电动机一般都有强大的启动电流，要通过一个缓冲装置来避免直接连接电源造成的电路过热和熔断跳闸现象，而软起动器就能很好的起到降低起动电流的作用。3RW40 软起动器在启动调节的过程中，通过两个并联晶闸管采用“相位平衡”的原理来控制输入电流，使输入电流随波形从零开始逐步上升至额定值。

3RW40 软起动器电路如下：

图一：西门子3RW40 软起动器主电路图

电机启动时电压与电流方向一致称为“相位平衡”，连接电源后电流呈波状导入，如下图所示：

图二：输入电流波形图

要想控制输入电流平稳上升，需要软起动器在其中连续动态调整和均衡不同相位的半波电流。由于西门子3RW40 软起动器具备自适应能力，不管电源端输出电压相位如何，都可通过软起动器装置使脉冲按一定顺序通过晶闸管。这是因为3RW40 软起动器具备同步信号的功能，能够将不稳定的交流电源电压通过超前、滞后120 度幅度的触发信号采集来同步另外两相的触发，使输出电压按额定值平稳受控的正常输出。因此，受控相的触发同步信号是不能随意调整的。

3 3RW40 软起动器的特点

3.1 紧凑型

3RW40 软起动器具备紧凑型的特点。降低起动电流方法一般有三角起动器、变频调速器和软起动器。而3RW40 软起动器所要求的空间仅占三角起动器的三分之一，规格更小的设计节省了安装和布线的空间。

3.2 完善的集成系统

1）集成旁路触点系统

3RW40 系列软起动器结合了3RW30 软起动器的所有优点，在装置内部设计旁路触点，启动完成后可自动转换晶闸管旁路，无需外部旁路电路，从而降低了功率和热损耗，也降低了故障时出现的老化和短路风险。

2）集成状态和故障监控

3RW40 系列软起动器通过使用4 个LED 和继电器输出来监控和指示整个工作过程可能会出现的电源或相位故障、负载缺相、热过载或设备故障等。

3.3 相序自适应性

3RW40 软起动器由于其微机芯片控制的特点，可以根据负载特性任意调整各种参数，通过调整启动电压、电流、时间等，当电源电压接入后不管输入端电压相序如何，均可通过同步信号的功能自动适应并控制触发脉冲按一定的顺序通过晶闸管到达可控的两相输出端。

3.4 规格多样、适用性强

3RW40 软起动器的启动电压调节范围为交流电压的40% 至100%。电压斜坡的时间范围为0s 至20s。多种控制电压规格S0 至S3（24V AC/DC 和110 至230V AC/DC）以及规格S6 至S12（115V AC/DC） 等，可通过内部24V DC 电源控制及通过PLC 直接控制。其温度范围也可在-2 摄氏度至60 摄氏度之间。

3.5 自保护功能

3RW40 软起动器有电机过载保护功能，无需附加过载继电器即可通过电机的额定电流和脱口时间设置快速简便的进行调整来完成电机的过载保护功能。软起动器的过载脱扣时间可通过一个4 挡电位器进行设置。

电机启动过程中最有可能出现的热过载以及传感电路的开路、短路问题，可由带热敏电阻电机保护功能的软起动器型号解决。此型号软起动器额定功率可达55kw(400v)。

3.6 性价比高

3RW40 系列软起动器空间占据较小， 所需电缆数量从六根减少到三根，布线简单，调试快速。无论是在安装还是在实际使用调试过程中都有着完善强大的功能，该产品具备了绝对的成本优势。相较其他同类产品，3RW40 软起动器集合了所有的优点。

4 结束语

3RW40 软起动器是西门子电子公司根据电子科技市场的需求而设计的一款适用性强，功能强大的产品。现在的社会无处不会用到电，高功率电机的使用频率越来越高，因此软起动器的需求也越来越强。本文通过对软起动器的工作原理和特点进行简单的论述，希望达到软起动器的认知普遍性。

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