DZQⅢ电动机再起动控制器.doc

惠州市远科电气有限公司
DZQⅢ 电动机再起动控制器

一、概述
DZQⅢ型是本公司在原DZQⅡ型基础上研制的新一代电动机再起动控制器，其不仅保留了原DZQⅡ型电动机所有功能特性，而且对允许电源失压时间Te和来电重合延时Ty设计了可调节功能，便利了现场调试，并且兼容了电动机分批自起动装置的控制功能。

二、接触器再起动控制的响应时间
1. 电压凹陷对交流接触器动作的影响
典型的低压电动机的启停用电磁式交流接触器来控制，电源电压凹陷水平和持续时间对接触器稳定保持的影响极大，以ABB公司相关接触器产品为例：
ABB接触器型号
A9-A16
A26-A40
A45-A75
A95-A110
EK110-EH300
EH370-EH800
极数
3，4
3，4
最低工作电压范围
40-65% Un
45-65% Un
动作时间（闭合）：

常开接点闭合
10-26ms
8-21ms
8-21ms
10-25ms
20-40ms
30-60ms
常闭接点断开
7-21ms
6-18ms
6-18ms
7-22ms
15-35ms
25-55ms
动作时间（释放）：

常开接点断开
4-11ms
4-11ms
4-11ms
7-15ms
7-15ms
10-20ms
常闭接点闭合
9-16ms
7-14ms
7-14ms
10-18ms
10-18ms
13-23ms
如表所示，当电压凹陷至40-65%以下，时间大于20ms时，交流接触器可能释放，快速释放有利于熄弧（接触器与断路器灭弧方式有所不同），这也是IEC947的原则。

2. 电源故障类别对电压凹陷时间的影响
a） 电压凹陷通常指时间在1秒钟以下，由外部相邻电路故障引起的瞬时电压低落或消失，持续时间为相邻电路保护故障切除时间，俗称“晃电”。
熔丝熔断时间：20毫秒以下
中压断路器速断保护动作时间：
CT未饱和：120毫秒
CT饱和：退出饱和+保护器出口时间+断路器分闸时间
＝大约270毫秒（0.3秒延时速断为大约 570毫秒）
中压断路器差动保护动作时间：保护器出口时间+断路器分闸时间＝大约120毫秒
低压塑壳开关速断动作时间：50毫秒

低压框架式开关速断动作时间：大约100毫秒
中高压线路过电压避雷器放电残压恢复时间：大约 20毫秒
电源谐振造成变压器铁芯饱和而低电压恢复时间：大约 60毫秒
b） 电源电压消失启动备用电压自投或线路重合闸
备用电压自投：
300毫秒快切装置：300毫秒
ATS转换装置：大于1.8秒
高压线路重合闸：小于3.5秒
柴油发电机保安电源：小于10秒（老式小于20秒）

3．电压凹陷采集响应时间的要求
交流接触器自动再起动技术的关键在于对瞬时电压凹陷的采集与算式，响应时间要求几乎从0秒起始。而50Hz正弦交流电势在一个周波20毫秒内是变量函数，即便以半波10毫秒为周期采样计算，求得电压有效值的积分时间也得大于10毫秒。考虑到电势采样的滞后、剔除噪波影响的时间滞后、数据刷新间隔所需的时间等，目前能见到的国外先进工业化产品的实时响应时间最短也需100毫秒，而品质承诺为200毫秒。因此，用数字技术实时检测瞬间电压凹陷水平以求得100毫秒以下“晃电”的判据，目前技术上是不可行的。

三、DZQⅢ 性能
DZQⅢ电动机再起动控制器是在传统的继电器组控制原理上发展起来的，采用了现代电子集成技术，属继电器与电子一体化产品。内置超级电容储能，以维持外部电源故障时内部工作电源短时稳定。模拟与逻辑判据互为闭锁的逻辑控制，从而降低了误判几率。电压检测采用半波直流变频取样比较技术，有效地抑制了共模干扰的影响，控制精度达到1V/220V。
由于采取了DC/DC直流采样技术，克服了交流均方根算法中谐波干扰对采样电压的影响，由于直流采样中的容性感性负载对响应时间的滞后影响，使用了半波采样半波制动的方法，使电压采集响应时间小于50毫秒。
基于电动机控制电路中正常停止和事故停止的脉冲宽度均大于100毫秒，因此在逻辑程序上，我公司独创了牺牲判据的处理程序，对80毫秒以下的接触器释放均判作误动而发出重合脉冲80ms指令，所以对从0秒开始所有时段电压凹陷引起的交流接触器释放均能响应动作，没有时间死区。同时可防止因谐波影响或操作电路接触不良引起的接触器误跳事故。
DZQⅢ电动机再起动控制器为重合输出方式。DZQⅢ-A出口继电器为常开接点动态输出，当被控接触器遇“晃电”而释放时，在0.5秒的辅助保持时段内瞬时闭合延时断开，不检测85%电压，与接触器状态相互闭锁，功能是防“晃电”。失压超过0.5秒，检测85%重合
电压阀值后瞬时闭合或者延时闭合，功能是分批自起动。两段时控方式可区分电压凹陷的故

障类别，既可以防“晃电”，又能配合备用电源自投分批控制电动机自起动，利于迅速恢复生产过程。
DZQⅢ电动机再起动控制器为故障安全型设计，措施如下：
1．接触器闭合约3分钟后（电动机进入正常运行），控制器被激活；
2．只在被控接触器因“晃电”跳停后才会发出辅助保持或重合指令；
3．接触器正常工作或故障时，储能电容自动放电“清零”、复位；
4．控制器与外部电路的所有连接都采取了电磁隔离，从而保证了EMC（电磁兼容性）；
5．控制器程序采用正逻辑设计，输出指令并联于外部起动电路，内部故障时无输出；
6．内置高阻抗控制电源变压器以专用熔丝保护，确保内部电源故障不影响电动机的原有控制电源。
DZQⅢ电动机再起动控制器还有2对信号输出接点，延时闭合延时断开，可并联在接触器的运行信号输出接点上，用于电压凹陷期间维持接触器运行状态输出信号，使相关DCS、PLC、变频器等数字式控制设备的联锁延时动作。瞬时闭锁不会影响设备及生产的安全运行。
控制器系模块结构，电源单元及逻辑单元采用加强型固体绝缘。

四、产品数据表
控制电压Uk
1：220Vac 2：380Vac
控制电压频率
50/60Hz
失电允许时间Te
1：stop，0.5s，1s，1.5s，2s，2.5s，3s，4s
2：stop，0.5s，1s，1.5s，2s，3s，4s，6s
3：stop，0.5s，1s，2s，3s，6s，8s，10s
stop：退出再起动 8挡可调
辅助保持时限Tc
0.5s；或用户定制（小于Te）
重合电压阀值Kv
85%Uk；或用户定制
重合延时Ty
0s，0.5s，1s，1.5 s（4档可调）
控制继电器输出
常开（常闭需特殊订货）
双断口无源接点 8A / 380Vac（COSΦ＝0.4）
信号继电器输出
常开 5A 220Vac / 24Vdc
按用途分类
DZQⅢ-A：防“晃电”及分批自起动
DZQⅢ-B：防“晃电”和变频器
DZQⅢ-C：软起动器及电机保护器直接模式
适用环境
-20℃—+60℃
使用寿命
8年

五、控制器参数Tc、Te、Ty和Kv 的设置选择
参照DLT 5153-2002规程对不参加自起动电动机低电压保护为延时0.5秒动作，因此将
控制器的辅助保持时限Tc设计为0.5秒，允许失压时间Te开关的起始点也设计为0.5秒。若考虑与相邻回路的延时速断相配合，Tc与Te起始点应设计为0.8秒（参考国外工程设计），防“晃电”就是针对此时段。其特征是电源并未故障断开，而是受外部故障影响引起电压凹陷。此时段内，只要电源恢复至接触器最低吸合电压水平（约70%），原则上允许电动机不检测电压水平起动，等同“低电压延时释放”功能 。
如果失压时间超出“晃电”时段则视为电源故障断开，在重合闸或备用电源自投成功后进行电动机自起动。此时应根据电源的容量和生产工艺的需要对参加自起动的电动机进行分批起动。允许失压时间Te开关的作用是按先后分批甩掉次重要的电动机负载，重合延时Ty开关的作用是按先后分批起动最重要的电动机负载。重合电压阀值Kv(85%)是为了满足电动机输出转矩的要求，也可以根据用户的要求适当提高重合电压阀值Kv 。
重合延时Ty开关另一个作用是延时起动软起动器和以直接模式工作的电动机保护器，因为软起动器和这些保护器的CPU再上电需要约0.5秒的自诊断时间，如果来电即起会 “死机”应将重合延时Ty开关设置为0.5~1秒来躲开。

六、变频器和软起动器的自起动
1．变频器自起动
2000年以后生产的数字式变频器大都具备瞬时掉电重起功能，但外部电路设计要满足控制要求，电压凹陷时输入“运行”指令不能中断，否则变频器判为：“停止”而复位，瞬时掉电重起功能无效。
DZQⅢ电动机再起动控制器可以保持变频器运行指令和重起外部控制。同时还必须对变频器编程作相应修改，正确设置频率跟踪动态起动参数，与被驱动设备的机械特性相配合，否则极易造成变频器过电流或过电压故障使重起失败。变频器具有电压检测和限制起动电流功能，加速平稳，允许来电即起，建议选用DZQⅢ-B（没有重合延时Ty控制功能）。

2．软起动器自起动
软起动器自起动的缺陷是起动升压过程时间过久，往往不能满足生产工艺要求，使自起动失去实用价值。我公司结合近年来软起动器设备的技术进步，开发了软起动器瞬时掉电再硬起动技术，可满足生产工艺的需要。软起动器自起动应选用DZQⅢ-C（没有辅助保持Tc 控制功能）

七、DZQⅢ 再起动控制器接线原理图

八、DZQⅢ 端子接线及外形尺寸图

九、订货选型
1、产品代号：DZQⅢ
2、产品系列：-A；-B；-C
3、控制电压Uk：
4、失电允许时间Te分档：
5、辅助保持时间Tc：
6、重合电压阀值Kv： %
7、重合延时Ty：
8、其他要求：

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