断路器，接触器，继电器，软启动器，逆变器

断路器

 断路器是一种很基本的低压电器，断路器具有过载、短路和欠电压保护功能，有保护线路和电源的能力。

空气开关和断路器的用法与功能都是差不多的！只是一般空开用在负荷较小的场合，断路器一般用在负荷相对较大一点的场合！

根据所采用灭弧介质的不同，断路器包括空气断路器（俗称空气开关）、真空断路器、SF6断路器、油断路器等。民用建筑电气设计由于电压多为220~380V，断路器灭弧介质为空气，故称空气开关或断路器都对。但对于电力系统来说，就要具体对待识别了。

接触器

接触器(Contactor)是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。接触器由电磁系统（铁心，静铁心，电磁线圈）触头系统（常开触头和常闭触头）和灭弧装置组成。其原理是当接触器的电磁线圈通电后，会产生很强的磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁，并带动触头动作：常闭触头断开；常开触头闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触头复原：常闭触头闭合；常开触头断开。在电工学上，因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制(某些型别可达800安培)电路的装置，所以经常运用于电动机做为控制对象﹐也可用作控制工厂设备﹑电热器﹑工作母机和各样电力机组等电力负载，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统中的重要元件之一。

继电器

继电器是一种电控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

1、继电器的触头容量一般不会超过5A，小型继电器的触头容量一般只有1A或2A而接触器的触头容量最小也有10A到20A；2、继电器的线圈有直流和交流之分，而接触器的线圈只有交流；3、接触器的触头通常有三个主触头另外还有若干个辅助触头，而继电器的触头一般不分主辅；4、继电器的触头有时是成对设置的，即常开触头和常闭触头组合在一起，而继电器一般主触头都是常开触头，不会成对设置；5、继电器针对特定的要求，会与其它装置组合设计成时间继电器、压力继电器等等，有附加功能，而接触器一般不会具有附加的功能

 

软启动器

异步电动机以其优良的性能及无需维护的特点，在各行各业中得到广泛的应用。然而由于其起动时要产生较大冲击电流(一般为额定电流ie的4～7倍)，同时由于起动电应力较大，使负载设备的使用寿命降低。国家标准规定:当电机频繁起动时，所造成的压降不宜低于10%;不频繁起动时，压降不低与20%;不频繁起动，且与照明或其他对电压波动敏感的负荷合用变压器时，电机起动时的电网电压降不能超过15%。解决办法有两个:一是增大配电容量;二是采用限制电机启动电流的起动设备。
如果仅仅为起动电机而增大配电容量，从经济角度上来说，显然不可取。为此，人们往往需要配备限制电机起动电流的起动设备，过去多采用y/△降压、自耦变压器降压、磁控降压等方式来实现。这些方法虽然可以起到一定的限流作用，但没有从根本上解决问题。
随着电力电子技术的快速发展，智能型软起动器得到广泛应用。智能型软起动器(soft starter)是一种集软起动、软停车、轻载节能和多功能保护于一体的新颖电机控制装备。它不仅实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动电机，而且可根据电动机负载的特性来调节起动过程中的参数，如限流值、起动时间等。此外，它还具有多种对电机保护功能，这就从根本上解决了传统的降压起动设备的诸多弊端。

1、工作原理与运行特点
现以allen-bradley公司smc dialog plustm系列交流电机软起动器为例来说明工作原理和运行特点:
三相交流异步电动机的起动转矩ms直接与所加电压的平方成正比，也就是说，只要降低电机接线端子上的电压就会影响这些值。(见图1)

图1 降低电机端子上的电压时启动转矩ms和启电流is的特性


软起动器的工作原理是通过控制串接于电源与被控电机之间的三相反并联晶闸管的导通角使电机的端子电压从预先设定的值上升到额定电压。图2示出了smc dialog plustm系列交流电机软起动器系列软起动器控制系统框图。

1.1 软启动的主要起动方式
(1) 电压双斜坡起动:如图3所示，在起动过程中，电机的输出转矩随电压增加，在起动时提供一个初始的起动电压us, us根据负载可调，将us调到大于负载静摩擦转矩，使负载能立即开始转动。这时输出电压从us开始按一定的斜率上升(斜率可调)，电机不断加速。当输出电压达到达速电压ur时，电机也基本达到额定转速。软起动器在起动过程中自动检测达速电压，当电机达到额定转速时，使输出电压达到额定电压。

图2 软启动的控制框图
(2) 限流起动:就是电机的起动过程中限制其起动电流不超过某一设定值(im)的软起动方式。其输出电压从零开始迅速增长，直到输出电流达到预先设定的电流限值im，然后保持输出电流i<im的条件下逐渐升高电压，直到额定电压，使电机转速逐渐升高，直到额定转速。

图3 软启动输出特性
这种起动方式的优点是起动电流小，且可按需要调整，对电网影响小。其缺点是在起动时难以知道起动压降，不能充分利用压降空间。
(3) 突跳起动:在起动开始阶段，让晶闸管在极短的时间内全导通后回落，再按原设定的值线性上升，进入恒流起动，该起动方法适用于重载并需克服静摩擦转矩的起动场合。如我公司450hp的空压机电机的启动采用此方式，这样可以减少启动时的振动。如图4所示。

图4 带突跳的软启动输出特性
1.2 软起动运行特点
(1) 能使电机起动电压以恒定的斜率平稳上升，起动电流小, 对电网无冲击电流，减小负载的机械冲击。
(2) 起动电压上升斜率可调，保证了起动电压的平滑性，起动电压可依据不同的负载在30%～70%ue(ue为额定电压)范围内连续可调。
(3) 可以根据不同的负载设定起动时间。
(4) 起动器还具有可控硅短路保护、缺相保护、过热保护、欠压保护。
2、 软起动器的应用场合
现在市场有多种型号的软起动器可供用户选择，不同产品所具功能也不仅相同，选择时建议遵循下述原则。
原则上，异步电动机凡不需要调速的各种应用场合都可使用，适用于各种泵类负载或风机类负载，需要软起动与软停车(解决水锤效应)对于变负载工况、电动机长期处于轻载运行，只有短时或瞬间处于满负荷运行场合，应用软起动器(不带旁路接触器)则具有轻载节能的效果。
3、软起动mcc控制柜
mcc(motor control center)控制柜，既电动机控制中心。软起动控制柜由以下几部分组成:
(1) 输入端断路器;
(2) 软起动器;
(3) 软起动器旁路接触器;
(4) 上侧控制电路(完成手动起动、遥控起动、软起动及直接起动等功能的选择与运行)，有电压、电流显示和故障、运行、工作状态等信号显示。
软起动器mcc控制柜进一步加以组合或用plc逻辑控制，可以实现多种复合功能。用于大楼的消防系统与喷淋泵、生活泵等系统可以实现消防泵定时自动检测，定时自动关闭;加上相应的控制逻辑，则可以对消防泵及各个系统运转是否正常，实施平时检测，定时低速低水压运行;在灭火时，则实施全速满载运行。将若干台电动机控制逻辑组合，可以组成生活泵系统或其他专用系统，按需要量逐次起动各台电机，也可逐次减少电机，实现最佳效率运行。还可以实现多台电机自动转换运行，使各电机都处于同等的运行时间。

逆变器

逆变器是把直流电能（电池、畜电瓶）转变成交流电（一般为220v50HZ正弦或方波） 如UPS不间断电源。 应急照明灯。 应急电源。都是把直流电瓶逆变成220v交流的。逆变器是一种由半导体器件组成的电力调整装置，主要用于把直流电力转换成交流电力。一般由升压回路和逆变桥式回路构成。升压回路把太阳电池的直流电压升压到逆变器输出控制所需的直流电压；逆变桥式回路则把升压后的直流电压等价地转换成常用频率的交流电压。逆变器主要由晶体管等开关元件构成，通过有规则地让开关元件重复开-关（ON-OFF），使直流输入变成交流输出。当然，这样单纯地由开和关回路产生的逆变器输出波形并不实用。一般需要采用高频脉宽调制（SPWM），使靠近正弦波两端的电压宽度变狭，正弦波中央的电压宽度变宽，并在半周期内始终让开关元件按一定频率朝一方向动作，这样形成一个脉冲波列（拟正弦波）。然后让脉冲波通过简单的滤波器形成正弦波。