1.接觸器—熔斷器電路
由軟起動(dòng)器組成的控制電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的裝置，除去主要電器設(shè)備—軟起動(dòng)器外，為了實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)、電機(jī)之間的電聯(lián)接可靠工作，仍需施加起保護(hù)協(xié)調(diào)與控制作用的低壓電器如刀開關(guān)、熔斷器、刀熔開關(guān)、斷路器、熱繼電器、快速熔斷器等，實(shí)現(xiàn)功能不同，線路配置不同，下面分別敘述。
在軟起動(dòng)電路中值得推薦的是接觸器—熔斷器組；即所謂F-C電路。即使不使用軟起動(dòng)的平滑起動(dòng)，而用硬起動(dòng)，F(xiàn)-C電路也是一很好方案。
需要說明的是天傳電子公司軟起動(dòng)無須加裝快速熔斷器，本產(chǎn)品的電子保護(hù)已經(jīng)保證可靠運(yùn)行。但主接觸仍要接入，否則電機(jī)側(cè)仍帶電。這是由于旁路接觸器旁路軟起動(dòng)，使電機(jī)帶電。只有在軟起動(dòng)器的上側(cè)接一只接觸器，當(dāng)其斷開后，電動(dòng)機(jī)不再帶電。
2.斷路器—接觸器電路
這一種接線方式是目前多數(shù)軟起動(dòng)用戶采用的首選方案，下面是一拖一斷路器一接觸器電器原理圖。其中斷路器即可采用帶熱磁扣器的塑殼開關(guān)，也可采用單有電磁脫扣的塑殼斷路器。
3.通過軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的控制
通過軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)從零到預(yù)定轉(zhuǎn)速的起動(dòng)過程，還可通過軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)從額定轉(zhuǎn)速到零速的制動(dòng)。這種制動(dòng)主電路圖見圖4-3
在圖4-3中的a)圖是用一只制動(dòng)接觸器完成電動(dòng)機(jī)制動(dòng)工作，圖b)是用二只制動(dòng)接觸器完成電動(dòng)機(jī)制動(dòng)工作。下面分別敘述它們的工作原理。
(1)．通過軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)基本原理
通過軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)制動(dòng)實(shí)質(zhì)是對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)DC制動(dòng)，DC制動(dòng)屬于動(dòng)能制動(dòng)，它是將電機(jī)首先脫離交流電源的供電，然后將定子繞組切換到一直流電源，就可實(shí)現(xiàn)動(dòng)能制動(dòng)（見圖4-4）。
由圖4-4看出，將直流電能接入電動(dòng)機(jī)定子繞組后，它也會(huì)在電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生—磁場，它的基波值也會(huì)產(chǎn)生按正弦分布的磁通密度，這時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子仍然在旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子中就感應(yīng)到這種交流電流，但是這一交流電流產(chǎn)生的磁場相對(duì)定子而言是靜止的，它不會(huì)對(duì)電動(dòng)起加速作用，反而由于這一交流電流的不旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子電流的相互作用對(duì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生—減速作用力，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，達(dá)到電機(jī)制動(dòng)目的。上述作用還可通過異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)能制動(dòng)特性曲線直觀地觀察到（見圖4-5）。
圖4-5是異步電動(dòng)機(jī)在動(dòng)能制動(dòng)過渡特性曲線。圖4-5的第Ⅰ象限畫的是電動(dòng)機(jī)固有特性，也即電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的特性，而第Ⅱ象限畫的是該電機(jī)受到反方向制動(dòng)力矩—M，電機(jī)工作轉(zhuǎn)換到停止位置的直流制動(dòng)特性。例如當(dāng)負(fù)載處于MC轉(zhuǎn)矩下運(yùn)行于轉(zhuǎn)速NC點(diǎn)；若此時(shí)發(fā)出制動(dòng)指令并轉(zhuǎn)入直流制動(dòng)，電機(jī)則沿通過NC點(diǎn)的水平虛線過渡到制動(dòng)時(shí)（第二象限）曲線1、2或3的①、②或③的任一個(gè)交點(diǎn)并沿此曲線，按箭頭方向滑向座標(biāo)原點(diǎn)，即制動(dòng)力矩為轉(zhuǎn)速為另的點(diǎn)。曲線1、2或3分別代表3種不同的制動(dòng)電流或不同的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩—M情況，其中曲1制動(dòng)電流最大，曲線3制動(dòng)電流最小。
(2)．通過軟起動(dòng)器實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的主電路方案
從直流制動(dòng)原理圖4-4看，直流制動(dòng)需外加一直流電源或通過外加一整流器將交流轉(zhuǎn)換成制動(dòng)需要的直流。這里所講的是通過圖4-6線路可看出，可利用交流軟起動(dòng)器的電力電子功率元件，改變其向電動(dòng)機(jī)輸送交流電能的通道，只允許脈沖直流通過T1及T3注入流向電動(dòng)機(jī)定子繞組，并產(chǎn)生制動(dòng)效果。在脈沖直流通過T1及T3相向定子輸送直流電流時(shí)，T2相被K7接觸器斷開，這樣實(shí)際線路與圖4-4的原理線路就一致了。由于轉(zhuǎn)子電阻是固定的，通過調(diào)整注入直流的大小，可以調(diào)整制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小。
對(duì)于圖4-6（b）所示的另一個(gè)線路是設(shè)置兩只接觸器K14及K15，其中K14稱之為“關(guān)閉”制動(dòng)接觸器
K15稱之為“打開”制動(dòng)接觸器。它們的作用與圖的K7接觸器相一致，只是此時(shí)用K15代替了K7的常閉節(jié)點(diǎn)，K14代替了圖4-5的常開節(jié)點(diǎn)。在控制方面無論是圖4-6（a）的K7接觸器和圖4-6（b）中的K14，K15接觸器均受到中間繼電器K2和軟起動(dòng)器中予置的制動(dòng)繼電器控制。在容量選擇上K14的容量大些，要大到15%。控制繼電器K13是帶延時(shí)斷開特性的開關(guān)。
4.帶旁路接觸器電路
帶旁路接觸器的軟起動(dòng)電路是目前軟起動(dòng)工業(yè)應(yīng)用的主體，也即多數(shù)工業(yè)用戶從經(jīng)濟(jì)技術(shù)，運(yùn)行角度經(jīng)過思考后的首選方案，請(qǐng)看圖4-7
圖4-7 帶旁路接觸器方案
圖4-7中有兩種接線，圖4-7（a）為一拖一方案只設(shè)一臺(tái)接觸器KM。但軟起動(dòng)上側(cè)（網(wǎng)側(cè)仍帶電）。圖4-7（b）是一拖一遠(yuǎn)程控制方案，設(shè)了兩只接觸器（KM1、KM2），KM1與KM2之間互相聯(lián)鎖運(yùn)行。這時(shí)當(dāng)軟起動(dòng)轉(zhuǎn)入旁路運(yùn)行時(shí)，先將KM1打開—將KM2合閘，軟起動(dòng)器的網(wǎng)側(cè)就不會(huì)帶電。
5.帶旁接觸器兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)行電路
圖4-8是一個(gè)帶旁路接觸器的兩方面運(yùn)行電綱，共中K1為主接觸器，K2為旁路接觸器，K3反方向運(yùn)行運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器。利用S3，S4操縱正向與反向運(yùn)行，利用在軟起動(dòng)內(nèi)部的邏輯信號(hào)，控制軟起動(dòng)完程后的旁路運(yùn)行。其他的S2為停止，S5為急停操作開關(guān)。
6.軟起動(dòng)線路中保護(hù)協(xié)調(diào)與配合。
(1).軟起動(dòng)線路中過電流特性
軟起動(dòng)器由于起動(dòng)，運(yùn)行或操作引起的最大工作電流，稱作過載電流（簡稱過電流）。通常根據(jù)IEC947-4-2要求將這—過流特性用下述表格表示，即用TX與X表示的過電流特性
表中的TX為過流時(shí)間，X為過流倍數(shù)。“10”、10X表示脫扣等級(jí)。例如過電流倍數(shù)為7倍，選用脫扣等級(jí)10級(jí)配合；那過電流脫扣最小時(shí)間為2秒。這里的TX表示的是起動(dòng)、運(yùn)行、操作時(shí)，控制過電流的持續(xù)時(shí)間累加值。當(dāng)用其整定熱過載電器時(shí)，其對(duì)應(yīng)過載電器冷態(tài)下承載x.Ie（額定電流X倍）的最小時(shí)間。
如果過載時(shí)間萬一超過10個(gè)循環(huán)電流（如提升，突跳起動(dòng)）可能會(huì)超過x.Ie，但這不是過載指定的范圍，不在過載特性范圍內(nèi)考慮。
(2)．過載能力試驗(yàn)
在標(biāo)準(zhǔn)中（IEC947-4.2）操作性能要求中，要求做到軟起動(dòng)裝置應(yīng)能實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，變換電流承載預(yù)定水平的過電流，以及實(shí)現(xiàn)并保持在截止?fàn)顟B(tài)下的特性而無故障，并無任何形式的損壞。
對(duì)控制籠型電機(jī)而無旁路運(yùn)行時(shí)，其相應(yīng)的X值的TX值不應(yīng)小于本節(jié)表4—1規(guī)定的值。
對(duì)控制籠型電機(jī)而要旁路運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足在這些作用類別所要求的長時(shí)間加速時(shí)間要求。考慮到起動(dòng)狀態(tài)時(shí)軟起動(dòng)的最大熱容量會(huì)完全耗盡，為此在起動(dòng)狀態(tài)結(jié)束后應(yīng)立即為軟起動(dòng)器提供適當(dāng)?shù)臒o載時(shí)間（例如采用并聯(lián)方式）其相當(dāng)于X值的TX值不應(yīng)小于表4—1規(guī)定值。
當(dāng)無限流起動(dòng)功能或在額定電壓狀態(tài)下無限流起動(dòng)，X.Ie=ILRP(ILRP=電機(jī)預(yù)期運(yùn)轉(zhuǎn)電流)或
X=ILRP/Ie
當(dāng)電動(dòng)機(jī)已在正常轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，而其轉(zhuǎn)子出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)時(shí)，則允許起動(dòng)器比上述規(guī)定更短時(shí)間實(shí)現(xiàn)截止?fàn)顟B(tài)。對(duì)額定值的驗(yàn)證按下表（表4-2）的規(guī)定。
其中ILRP—預(yù)期轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)電流
Ie—額定電流
Ue—額定電流
Ur—工頻恢復(fù)電壓
溫度條件：
初出分柜溫CI，對(duì)每個(gè)試驗(yàn)不應(yīng)低于40℃加水溫升試驗(yàn)時(shí)的最高柜體溫升值，試驗(yàn)過程的周圍空氣溫度應(yīng)在+10℃~+40℃范圍內(nèi)。
A、除了導(dǎo)通時(shí)間的最后三個(gè)工頻周期加上第一個(gè)導(dǎo)通的場外，Ur/Uc可以為任意值。
B、對(duì)應(yīng)減壓周期時(shí)的CCD中可以為任意值。
C、頻定儀用于與規(guī)定的過載電器一起使用的起動(dòng)器Tx應(yīng)取為共過載電器在熱態(tài)下，所允許承受的最大動(dòng)作時(shí)間，熱態(tài)是指進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)的熱平衡狀態(tài)。
D、轉(zhuǎn)換時(shí)間不應(yīng)大于工頻三個(gè)周期。
(3).用于保護(hù)電機(jī)的起動(dòng)等級(jí)
了解了根據(jù)IEC947-4-2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)過電流及其實(shí)驗(yàn)的若干規(guī)定,并將其技術(shù)要求,在軟起動(dòng)器設(shè)計(jì)、生產(chǎn)付諸實(shí)踐后，下面將進(jìn)一步討論。根據(jù)過電流的類別，將給出易于實(shí)用選型的標(biāo)準(zhǔn)起動(dòng)等級(jí)。這些起動(dòng)等級(jí)的劃分目的是保護(hù)電動(dòng)機(jī)，也有人稱之為跳閘等級(jí)。
A、確定起動(dòng)（跳閘）等級(jí)的依據(jù)
確定起動(dòng)（跳閘）等級(jí)的依據(jù)是IEC947-4-1，它適用于所有標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)。這是IEC對(duì)不同籠型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)設(shè)備的一般要求，也是最低要求。
B、起動(dòng)（跳閘）等級(jí)
根據(jù)IEC947-4-1起動(dòng)（跳閘）等級(jí)及時(shí)間見下表。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載為10級(jí)，對(duì)重型負(fù)載為20級(jí)。
例如:在1小時(shí)內(nèi)可完成
—6秒鐘起動(dòng)38次或23秒的起動(dòng)10次；
—6秒鐘起動(dòng)19次或6秒減速或制動(dòng)19次；
—23秒鐘起動(dòng)5次或23秒減速或制動(dòng)5次；
超過以上值則認(rèn)為負(fù)載為重型負(fù)載。
(4).斷路器的配合
由于軟起動(dòng)柜的進(jìn)線，目前多數(shù)是選斷路器。在用戶使用時(shí)裝于軟起動(dòng)柜的斷路器已經(jīng)選定。那么與之配合的用戶配電網(wǎng)斷路器如何選定，也即這兩個(gè)斷路器的保護(hù)配合協(xié)調(diào)性如何設(shè)計(jì)方能在負(fù)載短路時(shí)確保可靠保護(hù)。此外從配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)者選用天傳電子公司軟起動(dòng)器，然后設(shè)計(jì)者從配電系統(tǒng)保護(hù)協(xié)調(diào)角度即給出配電斷路器，也要同時(shí)給出軟起動(dòng)柜的斷路選型，然后由制造廠生產(chǎn)軟起動(dòng)柜。
無論上述兩種設(shè)計(jì)方式的任一種都需要了解和實(shí)施軟起動(dòng)柜與配電斷路兩級(jí)斷路器的上、下級(jí)保護(hù)協(xié)調(diào)與配合。
因?yàn)槠蚪駷橹顾袛嗦菲髋浜暇且試?yán)格實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，故只有較大公司，其產(chǎn)品生產(chǎn)類型規(guī)格、型號(hào)范圍很多才能談到這種配合的有效性。
A、選擇性的定義
保護(hù)的選擇在于協(xié)調(diào)斷路器上下級(jí)之間的配合，使得最接近故障點(diǎn)的斷路器斷開故障電流，從而不會(huì)影響旁路及上級(jí)斷路器的正常運(yùn)行。選擇性可以把故障所產(chǎn)生的分?jǐn)啵拗圃谘b置的一個(gè)有限的部分并有利于工作的連續(xù)性。兩臺(tái)斷路器之間的選擇性可以是全部的或局部的。
選擇性的優(yōu)點(diǎn)
低壓裝置設(shè)計(jì)一開始就應(yīng)把選擇性作為一個(gè)主要因素來考慮。一個(gè)非選擇性斷路器之間的配合會(huì)帶來不同嚴(yán)重程度的危害
■生產(chǎn)的連續(xù)性沒有得到保證，
■生產(chǎn)中斷，帶來生產(chǎn)損失和生產(chǎn)工具損壞的危害，
■需要逐臺(tái)把機(jī)器重新起動(dòng)，結(jié)果是總電源損耗；
■使安全電動(dòng)機(jī)停車（潤滑泵，抽排煙機(jī)）
選擇性的目的是為了避免多重跳閘，給電力運(yùn)行帶來便利，從而保證工作的連續(xù)性。更有利的是，選擇性可以與級(jí)聯(lián)相結(jié)合，這就綜合了工作連續(xù)性的優(yōu)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的優(yōu)點(diǎn)。
B選擇性類型
①電流選擇性
它是基于在電網(wǎng)中從電源到故障點(diǎn)之間流動(dòng)的電流隨著故障點(diǎn)的離開電源而逐漸減小。兩臺(tái)連續(xù)的斷路器D1（上級(jí)）和D2（下級(jí)）在它們的安裝處分別斷開斷路電流ISCD1和ISCD2，且ISCD1＞ISCD2。隨著配電的逐級(jí)下降，各級(jí)斷路器的短路電流呈分級(jí)下降。
電流選擇性利用這個(gè)情況并基于串聯(lián)斷路器的保護(hù)曲線的電流偏移。它應(yīng)用的快速斷路器（有時(shí)是限流斷路器）具有電流閾值的分級(jí)，一般是磁脫扣器的閾值1RM。
兩臺(tái)斷路器D1（上級(jí)）和D2（下級(jí)）的選擇性是全選擇性，條件是在D2下的最大短路電流ISCD2（≤ICUD2）小于磁脫扣閾值1RMD1。否則，選擇性是局部的，選擇性的極限是1RMD1（此值以上，D1和D2脫扣）。
因此，上級(jí)和下級(jí)斷路器的規(guī)格越是不同，選擇性就越是大。
帶一個(gè)下級(jí)限流斷路器時(shí)，只有制造廠的試驗(yàn)可以確定選擇性水平。
原理：
下一級(jí)斷路器為非限流型時(shí)D2下端端子有三相短路時(shí)，上一級(jí)斷路器D1中通過ISCD2。如果D1磁脫扣器被整定為不能檢測ISCD2，但可以在該級(jí)可能有的最小短路時(shí)脫扣，也就是說在三相短路時(shí)脫扣。因而1RMD1應(yīng)驗(yàn)證為：
1RMD1＞ISCD2，同時(shí)IRMD1≤ISCBID1=0.86ISCD1下一級(jí)斷路器是限流型時(shí)D2下端有短路時(shí)，D1限制電流，而D2不再是流過小于ISCD2的I＇SCD2。如果此電流不會(huì)引起D1分?jǐn)嗟脑挘x擇性是全部的，也就是說限流為ISCD2≤IRMD1。
在下圖的限流曲線上，回過來也可以說ISCD2點(diǎn)已偏離一個(gè)橫座標(biāo)點(diǎn)ISCD2≤IRMD1。
鑒于ISCD2的偏離到達(dá)更小的值，在任何選擇性情況下，限流被加強(qiáng)。如果限制選擇得適當(dāng)，選擇性可能轉(zhuǎn)變?yōu)槿x擇性。
② 時(shí)間選擇性
它是要沿著電網(wǎng)給電流繼電器以不定的定時(shí)時(shí)間。繼電器離電源越近，定時(shí)時(shí)間就越長，于是從上級(jí)到下一級(jí)的D1，D2，D3斷路器被D3下方的故障所激勵(lì)。
D3定時(shí)保證裝置比在D2處的保護(hù)裝置動(dòng)作得更快，后者比裝在D1處的保護(hù)裝置動(dòng)作得更快。斷路器D3分?jǐn)嗪凸收想娏飨б院螅珼1和D2的繼電器不再被激勵(lì)，就恢復(fù)到它們的原來位置。此技術(shù)因而建立在保護(hù)曲線的時(shí)間偏移內(nèi)。它導(dǎo)致上級(jí)帶有延遲器的斷路器可以在短時(shí)間內(nèi)承受很高的短路電流。
這可以使得在下級(jí)斷路器的磁脫扣時(shí)間和上級(jí)斷路器的不脫扣時(shí)間之間有個(gè)故意的延遲。
時(shí)間選擇性是全部的，它用圖示來確定。
原理：
■斷路器的脫扣系統(tǒng)帶有延遲器；
■在延時(shí)期間斷路器承載短路電流的熱效應(yīng)和電動(dòng)效應(yīng)；
D2的分?jǐn)鄷r(shí)間小于D1的非脫扣時(shí)間。如果：兩臺(tái)斷路器D1（上級(jí)和D2（下級(jí)）被稱為選擇性的。
兩個(gè)連續(xù)的保護(hù)裝置之間的動(dòng)作時(shí)間差△T是選擇性的間隔，應(yīng)考慮到：
■斷路器的分?jǐn)鄷r(shí)間TC，
■定時(shí)公差△T，
■斷路器恢復(fù)到靜止?fàn)顟B(tài)的時(shí)間TR，
△T應(yīng)滿足下列關(guān)系：
△T≥TC+TR+2△T。
實(shí)際上，上級(jí)斷路器D1是選擇性的并擁有一個(gè)故意的延遲（例如電子脫扣器式的MASTERPACT或COMPACT）。
幾個(gè)斷路器可以通過一根控制線一個(gè)一個(gè)地聯(lián)接在一起。當(dāng)發(fā)生短時(shí)或接地故障時(shí)，只有接收到下級(jí)斷路器信號(hào)的控制單元按整定時(shí)間延時(shí)跳閘，其它斷路器只瞬時(shí)跳閘。（跳閘時(shí)間0.1倍的短時(shí)整定值）這樣，可以通過最近的斷路器快速排除故障。安裝的熱應(yīng)力降為最低。
原理：
■每臺(tái)斷路器裝一臺(tái)可定時(shí)的繼電器，一般整定為瞬時(shí)動(dòng)作，
■當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，故障上級(jí)的每臺(tái)斷路器（因而由它檢測故障）通過導(dǎo)線輸送一個(gè)鎖定指令給直接的上級(jí)斷路器，使此斷路器的繼電器過渡到已定時(shí)位置。
■因此，只是直接故障的上級(jí)斷路器不接受鎖定指令并脫扣。對(duì)于下級(jí)斷路器不能消除故障的情況來說，定時(shí)是一種安全性。
③ 能量選擇性
此種選擇性應(yīng)用于COMPACTNS斷路器的動(dòng)分?jǐn)嗉夹g(shù)中。對(duì)高的短路電流，此技術(shù)通過下面的組合動(dòng)作起作用：
■滅弧室內(nèi)電弧能量造成的壓力；
■轉(zhuǎn)動(dòng)觸頭的自動(dòng)分開；
它可以限制大的故障電流并“加強(qiáng)”選擇性。
原理：
■當(dāng)斷路器D1和D2檢測到大短路電流時(shí)，斷路器同時(shí)打開觸頭，限制電流。
■在D2處相當(dāng)大的電弧能量引起其脫扣。
■在D1處受到限制的電弧能量不足以使其脫扣，因而對(duì)大的短路電流值同時(shí)有選擇性。用電流選擇性，通常會(huì)碰到的選擇性極限就不再存在！
