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      軟起動裝置應(yīng)用

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      軟起動裝置應(yīng)用

      摘要]文中簡單介紹了軟起動器的工作原理,闡述軟起動器的起、停常用方式的特性曲線,結(jié)合工程應(yīng)用實踐歸納了軟起動器與自耦降壓起動器的性能比較的特點。

      [關(guān)鍵詞]軟起動器工作原理性能特點工程應(yīng)用

      1.概述

      電動機(jī)傳統(tǒng)起動方式有自耦減壓、Y/△減壓、延邊△減壓及串電抗器減壓,其優(yōu)點是控制線路簡單,但起動轉(zhuǎn)矩不可調(diào),并有二次沖擊電流,對負(fù)載有沖擊轉(zhuǎn)矩。且受電源電壓質(zhì)量影響大,在停機(jī)時均為瞬間動作,易對相關(guān)設(shè)備造成損壞。

      軟起動器是采用電力電子技術(shù)、微處理技術(shù)及現(xiàn)代模糊控制技術(shù)于一體的具有先進(jìn)科技水平、工作運行安全可靠的電機(jī)控制裝置,它具有很多傳統(tǒng)電機(jī)起動裝置無法比擬的優(yōu)點,有著廣泛的應(yīng)用前景。

      2.軟起動器的工作原理

      軟起動器是一種用來控制鼠籠型異步電動機(jī)的新設(shè)備,集電機(jī)軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新穎電機(jī)控制裝置。它采用三對反并聯(lián)的晶閘管,串接于三相電源與電機(jī)的定子回路上。利用晶閘管移相控制原理,通過微處理器的控制來改變晶閘管的開通程度,使電機(jī)輸入電壓按預(yù)設(shè)的函數(shù)關(guān)系逐漸上升。

      起動時,電機(jī)端電壓隨晶閘管的導(dǎo)通角從零逐漸增大,直至達(dá)到滿足起動轉(zhuǎn)矩的要求而結(jié)束起動過程。當(dāng)起動完成后,軟起動器輸出額定電壓,旁路接觸器接通,電機(jī)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)。

      停機(jī)時,先切斷旁路接觸器,然后軟起動器內(nèi)晶閘管導(dǎo)通角由大逐漸減小,使三相供電電壓逐漸減小,電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸減小到零,完成停機(jī)過程。

      軟起動器在晶閘管兩側(cè)裝設(shè)的旁路接觸器,保證了晶閘管僅在起動、停車時工作,避免長期運行使晶閘管發(fā)熱。同時可以避免在電機(jī)運行時軟起動器產(chǎn)生的諧波,另一旦軟起動器發(fā)生故障,可由旁路接觸器作為應(yīng)急備用。

      3軟起動器的起、停方式及特性曲線

      3.1起動:

      3.1.1限流起動過程如圖1所示。該方式起動電機(jī)時,軟起動器的輸出電壓迅速增加,直到輸出電流達(dá)到限定值Im,并保持輸出電流不大于該值,電壓逐步升高,使電動機(jī)加速,當(dāng)達(dá)到額定電壓,額定轉(zhuǎn)速時,輸出電流迅速下降至額定電流,起動過程完成。電流限幅值可根據(jù)實際負(fù)載情況進(jìn)行設(shè)定,范圍為0.4Ie~8Ie。

      圖1限流起動過程曲線

      3.1.2電壓斜坡起動過程如圖2所示。該方式起動電機(jī)時,軟起動器的電壓快速升至軟起動器輸出的初始電壓值U1,然后在設(shè)定的時間t內(nèi)逐漸上升,電機(jī)隨著電壓的上升不斷加速,達(dá)到額定電壓Ue和額定轉(zhuǎn)速時,起動過程完成。U1的設(shè)定范圍0~380V,t的設(shè)定范圍為0~600秒。

      圖2電壓斜坡過程曲線

      除以上兩種常用的起動方式外,軟起動器還具有斜坡限流起動、缺相保護(hù)、過流保護(hù)、過載保護(hù)、故障自診斷等功能。

      3.2停機(jī)

      3.2.1自由停機(jī)。該方式停止電機(jī)時,軟起動器斷開旁路接觸器隨即封鎖主電路晶閘管的輸出,電機(jī)依負(fù)載慣性逐漸停機(jī)。

      3.2.2軟停機(jī)過程如圖3所示。該方式停止電機(jī)時,電機(jī)的供電由旁路接觸器切換到主電路晶閘管,軟起動器的輸出電壓由額定電壓在設(shè)定的軟停時間內(nèi)逐步降低至零,電機(jī)停止運行。其停機(jī)時間可根據(jù)負(fù)載要求進(jìn)行設(shè)定,設(shè)定范圍為1~100秒。

      軟起動器與自耦降壓起動器的性能比較

      我單位共有33臺揚水設(shè)備,原電機(jī)采用的均是自耦減壓起動方式,自耦降壓起動器與軟起動器的工作原理及控制方式不同,兩者起動電流特性曲線存在很大差異,軟起動器較自耦降壓起動器有以下明顯的特點:

      ①電機(jī)起動電流小、起動電壓調(diào)節(jié)范圍大,可以降低配電容量。

      ②起動時無沖擊力矩,降低了機(jī)械應(yīng)力,能夠延長電動機(jī)及相關(guān)設(shè)備的使用壽命。

      ③起動參數(shù)(電壓、電流)可根據(jù)負(fù)載大小,進(jìn)行合理調(diào)整,達(dá)到最佳起動效果。

      ④多種起動模式和微處理器控制系統(tǒng),性能比繼電控制更加可靠。

      ⑤高度集成的微處理器控制系統(tǒng),性能比繼電控制更加可靠。

      ⑥由于控制元件及起動方式的不同,軟起動器可以頻繁起動電機(jī)。

      4.軟起動器的應(yīng)用

      我單位自2002年起,陸續(xù)在7個深井泵房安裝了軟起動裝置,安裝處所及控制揚水設(shè)備的技術(shù)參數(shù)如見表1。

      表1控制揚水設(shè)備的技術(shù)參數(shù)

      通過一年多時間的運行,軟起動裝置在電機(jī)起動至正常工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程、停機(jī)過程等方面的性能相當(dāng)穩(wěn)定,7臺裝置的故障率為零。現(xiàn)就以上7臺電機(jī),2001~2002年度采用自耦減壓起動器時,與2002~2003年度采用軟起動器后的設(shè)備運行狀況進(jìn)行比較見表2。

      可以看出,由于自耦降壓裝置在起動時出現(xiàn)二次沖擊電流,停機(jī)時為瞬間斷電停機(jī),是造成設(shè)備故障的主要原因。而由于軟起動器在起動電機(jī)時,電機(jī)起動電流是從零線性上升至設(shè)定值,無沖擊電流,對電網(wǎng)無沖擊,起動平穩(wěn),減少了對負(fù)載機(jī)械的沖擊轉(zhuǎn)矩;軟停車時,平滑減速,逐漸停機(jī),克服了瞬間斷電停機(jī)的弊病,避免了水錘效應(yīng),解決了自耦減壓起動等傳統(tǒng)控制方式的存在的弊病。

      5.結(jié)語

      軟起動器自20世紀(jì)80年代由國外進(jìn)入我國后,國內(nèi)有關(guān)部門進(jìn)行了大量研究及實踐,技術(shù)水平已相當(dāng)成熟,其取代傳統(tǒng)起動方式,已成為技術(shù)進(jìn)步的必然。軟起動柜具有交互式人機(jī)界面,面板操作,使用更加簡單方便,且提供了標(biāo)準(zhǔn)的RS485串行接口,便于組網(wǎng)遠(yuǎn)方遙控。軟起動器的廣泛應(yīng)用,標(biāo)志著電機(jī)控制技術(shù)由傳統(tǒng)電器控制時代進(jìn)入了電子智能化控制時代。

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