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高壓鼠籠式電機(jī)軟啟動(dòng)柜的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2017-04-21

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發(fā)布人:未知

  鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)是現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用的一種動(dòng)力機(jī)械。作為拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的電動(dòng)機(jī),對(duì)其起動(dòng)眭能的主要要求是:①具有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩;②具有較小的起動(dòng)電流;③起動(dòng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便;④起動(dòng)過(guò)程中能量損耗越小越好。
 
  1 電機(jī)起動(dòng)的傳統(tǒng)方式
 
  鼠籠型電動(dòng)機(jī)直接全壓起動(dòng)時(shí)的大電流在電機(jī)定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的沖擊力,會(huì)破壞繞組絕緣和造成鼠籠條斷裂,引起電機(jī)故障;大電流還會(huì)產(chǎn)生大量的熱,損傷繞組絕緣,減少電機(jī)壽命??刹捎迷龃笈潆娙萘炕蛳拗齐姍C(jī)起動(dòng)電流的方法來(lái)解決上述問(wèn)題。如果僅僅為起動(dòng)電機(jī)而增大配電容量,這樣并不經(jīng)濟(jì)。因此,通常配備限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備。常用的方法有:
 
  1)定子串接電抗器或者電阻起動(dòng)。定子串電抗器起動(dòng),降低了起動(dòng)電流,但也降低了起動(dòng)電壓,使得起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低得更多。因此,定子串電抗器降壓起動(dòng)只適用于電動(dòng)機(jī)的輕載起動(dòng)。
 
  2)丫一△降壓起動(dòng)。丫一△降壓起動(dòng)也是適用于電動(dòng)機(jī)的輕載起動(dòng),而且限于正常運(yùn)行為△接法的電動(dòng)機(jī)。魯布革電廠低壓空氣壓縮機(jī)電機(jī)就是采用此種方式。
 
  3)自耦變壓器降壓起動(dòng)。采用自耦變壓器降壓起動(dòng)時(shí),與直接起動(dòng)相比較,起動(dòng)電壓降低得很多(為額定電壓的1/4—1/7),而起動(dòng)轉(zhuǎn)矩降低得更多;且自耦變壓器不允許頻繁起動(dòng),因而限制了它的廣泛使用。
 
  4)延邊三角形降壓起動(dòng)。延邊三角形起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)制成后,抽頭不能隨意變動(dòng),從而限制了延邊三角形起動(dòng)方法的應(yīng)用。
 
  這些起動(dòng)方式都屬于有級(jí)減壓起動(dòng),存在明顯缺點(diǎn),即起動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)二次沖擊電流。
 
  2 軟啟動(dòng)器起動(dòng)
 
 
  軟起動(dòng)器是一種集軟起動(dòng)、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護(hù)于一體的電機(jī)控制裝置。它不僅實(shí)現(xiàn)在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中無(wú)沖擊而平滑的起動(dòng)電流,而且可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)過(guò)程中的參數(shù),如限流值、起動(dòng)時(shí)間等。此外,它還具有對(duì)電機(jī)的保護(hù)功能,這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)設(shè)備的諸多弊端。
 
  軟啟動(dòng)器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器,將其接入電源和電動(dòng)機(jī)定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路,主電路圖見圖1。
 
  使用軟啟動(dòng)器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動(dòng)機(jī)逐漸加速,直到晶閘管全導(dǎo)通,電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上,實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng),降低啟動(dòng)電流,避免啟動(dòng)過(guò)流跳閘。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí),啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束,軟啟動(dòng)器自動(dòng)用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管,為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓,以降低晶閘管的熱損耗,延長(zhǎng)軟啟動(dòng)器的使用壽命,提高其工作效率,又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動(dòng)器同時(shí)還提供軟停車功能,軟停車與軟啟動(dòng)過(guò)程相反,電壓逐漸降低,轉(zhuǎn)速逐漸下降到零,避免了自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。
 
  2.2 軟啟動(dòng)器的起動(dòng)方式
 
  2.2.1 限流起動(dòng)
 
  在起動(dòng)過(guò)程中,限制其起動(dòng)電流不超過(guò)某一設(shè)定值(Im),然后保持輸出電流;Im的條件下逐漸升高電壓,直到額定電壓;使電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高,直到額定轉(zhuǎn)速。
 
  2.2.2 斜坡電壓起動(dòng)
 
  在起動(dòng)過(guò)程中,電機(jī)的輸出力矩隨電壓增加,在起動(dòng)時(shí)提供一個(gè)初始的起動(dòng)電壓Us,這時(shí)輸出電壓從Us開始按一定的斜率上升(斜率可調(diào)),電機(jī)不斷加速。當(dāng)輸出電壓達(dá)到達(dá)速電壓Ur時(shí),電機(jī)也基本達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。當(dāng)電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí),使輸出電壓達(dá)到額定電壓。
 
  2.2.3 轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)
 
  轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)用在重載起動(dòng),它是將電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小到大線性上升。它的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)平滑,柔性好,對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)有更好的保護(hù),它的目的是保護(hù)拖動(dòng)系統(tǒng),延長(zhǎng)拖動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。
 
  2.2.4 轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)
 
  在起動(dòng)開始階段,讓晶閘管在極短的時(shí)間內(nèi)全導(dǎo)通后回落,再按原設(shè)定的值線性上升,進(jìn)入恒流起動(dòng)。轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)與轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)相仿也是用在重載起動(dòng),不同的是在起動(dòng)的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩克服電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩,然后轉(zhuǎn)矩平滑上升,縮短起動(dòng)時(shí)間。
 
  2.2.5 電壓控制起動(dòng)
 
  電壓控制起動(dòng)是用在輕載起動(dòng)的場(chǎng)合,在保證起動(dòng)壓降下發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,盡可能的縮短起動(dòng)時(shí)間,是優(yōu)的輕載軟起動(dòng)方式。
 
  3 軟啟動(dòng)器在魯廠的應(yīng)用
 
  3.1 軟啟動(dòng)器起動(dòng)、停止特性
 
  對(duì)水泵類負(fù)荷來(lái)說(shuō),電動(dòng)機(jī)全壓起動(dòng)時(shí),水流會(huì)在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到全速,在遇到管路拐彎時(shí),高速的水流沖擊到管壁上,產(chǎn)生很大的沖擊力,形成水錘效應(yīng),會(huì)破壞管道。如果水泵前面的管路比較長(zhǎng),當(dāng)水泵電機(jī)突然停止時(shí),高速的水流會(huì)沖擊到水泵的葉輪上,產(chǎn)生很大的沖擊力,會(huì)使葉輪變形或損壞。
 
  魯廠1號(hào)、2號(hào)水泵房承擔(dān)地下廠房的滲漏水排出任務(wù)。1號(hào)水泵房6臺(tái)電機(jī)額定功率為110KW,額定電流202.2 A;2號(hào)水泵房3臺(tái)電機(jī)額定功率為75 kW,額定電流140 A。水泵在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題有:1號(hào)水泵房的1號(hào)檢修深井泵,由于停泵時(shí)的水錘過(guò)大,致使原鑄鐵的逆止閥爆裂,現(xiàn)在雖然更換成了緩閉逆止閥,緩解了水錘效應(yīng),但是水錘仍會(huì)把電機(jī)的制動(dòng)止逆盤損壞。2號(hào)水泵房的2號(hào)低壓泵,水錘效應(yīng)使水泵的葉輪損壞。
 
  2005年4月魯廠對(duì)1號(hào)、2號(hào)水泵房9臺(tái)水泵的控制系統(tǒng)進(jìn)行了改造,將系統(tǒng)由以前的繼電器控制改成可編程控制器控制。水泵電機(jī)改造前為直接起動(dòng),現(xiàn)用ABB公司的 PSI軟起動(dòng)器起動(dòng)。通過(guò)對(duì)軟啟動(dòng)器各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置使電機(jī)獲得較好的起動(dòng)性能。升壓時(shí)間:3s,起始電壓:60%,限流倍數(shù):4Ie。
 
  電機(jī)起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電壓60%Ue,當(dāng)起動(dòng)電流達(dá)到4倍額定電流時(shí),輸出電壓保持穩(wěn)定,直到電流下降到限制值以下,升壓過(guò)程才會(huì)繼續(xù),保證了起動(dòng)電流始終小于4倍額定電流,見圖2。
 
  水泵停轉(zhuǎn)時(shí),水錘作用造成系統(tǒng)噪聲大,振動(dòng)大,常出現(xiàn)逆止閥斷裂、水泵使用壽命過(guò)短甚至管路破裂等故障,在供水系統(tǒng)中難解決的問(wèn)題就是水泵停機(jī)時(shí)水錘造成的危害,軟起動(dòng)器優(yōu)良的軟停功能正好從根本上解決這一難題。通過(guò)對(duì)軟啟動(dòng)器各項(xiàng)參數(shù)的設(shè)置使水泵獲得較好的制動(dòng)性能。降壓時(shí)間:t2一t1=3 s,結(jié)束電壓:60%Ue。
 
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