摘 要:利用電機(jī)軟啟動器對一空壓機(jī)進(jìn)行改造,通過電機(jī)一般降壓啟動和軟啟動方式的比較和實(shí)際使用,突出了軟啟動的特性和優(yōu)點(diǎn),電機(jī)軟啟動器在生產(chǎn)中應(yīng)該得到推廣和合理應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:軟啟動器 降壓啟動 空壓機(jī) 應(yīng)用
[align=center][b]Motor soft starter in the transformation of air compressor
Li Yong he[/b][/align]
Abstract: The soft-start motor for an air compressor to be transformed by motor launch and the general buck soft-start mode of comparison and the actual use, focusing on the soft-start features and advantages of motor soft starter in production should be promoted and Rational application.
Key words: soft-starter, start relief, air compressor, application
異步電動機(jī)的啟動是人們比較熟悉和關(guān)注的問題,從原理上講只有兩種方式:直接起動和降壓起動。直接起動轉(zhuǎn)矩大,對電網(wǎng)沖擊影響大,只能在中小型電動機(jī)的啟動上得到應(yīng)用。在不允許直接起動的情況下,就需要采用降壓啟動方式,降壓啟動一般有星/三角啟動、自耦變壓器降壓啟動及文中推薦的軟啟動器啟動方法。
一、軟啟動簡述
軟啟動器是一種集電機(jī)軟啟動、軟停車、輕載節(jié)能和多種保護(hù)功能于一體的新型電機(jī)控制裝置,用軟啟動器啟動電機(jī)時(shí),輸出電壓逐漸增加,電動機(jī)逐漸加速,直至電動機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上。
1. 軟啟動和一般降壓啟動的區(qū)別
在電動機(jī)啟動時(shí),降低加到電動機(jī)定子繞組的電壓,可以減小電動機(jī)的啟動電流。一般降壓啟動是指電動機(jī)在啟動過程中加在電動機(jī)定子繞組的電壓變化是瞬間突變的;而軟啟動是使用調(diào)壓裝置在規(guī)定的啟動時(shí)間內(nèi),自動地將啟動電壓連續(xù)、平滑地上升直到達(dá)到額定電壓。
異步電動機(jī)的機(jī)械特性可用n=f(M)來表示,其特性曲線如(圖1)所示。

從圖中可看出,若采用一般降壓啟動,假設(shè)啟動電壓U=0.5Ue,則電動機(jī)啟動時(shí)的轉(zhuǎn)矩為0.25Mn,即啟動時(shí)的轉(zhuǎn)矩只有電動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的1/4。如果在此時(shí)將電壓U加大到電動機(jī)額定電壓Ue, 則電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩一下子就從1/ 4 跳到Mn, 這樣的啟動過程是跳躍的、不平滑的,對生產(chǎn)工藝要求平穩(wěn)啟動的場合不宜采用。而軟啟動從初始電壓開始電壓連續(xù)平穩(wěn)地增大。從圖1中0.5Ue 的那根曲線連續(xù)平滑的不斷向右平行移動,一直平穩(wěn)到與額定電壓Ue那根曲線重合時(shí)為止,那么電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩就會平滑地增大一直到轉(zhuǎn)矩為最大值Mn時(shí)為止,啟動過程也就結(jié)束。這樣,啟動過程中電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩是平滑的而不是跳躍的,啟動過程是平穩(wěn)的。
2、啟動方式對電網(wǎng)的影響
比較異步電機(jī)的各種啟動方式,如(圖2)所示,可以看出當(dāng)電機(jī)全壓啟動時(shí),對電網(wǎng)的沖擊最大,沖擊時(shí)間也最長,而通常使用的降壓啟動對電網(wǎng)的沖擊雖比較小,但是由于涉及到一個(gè)線圈電壓切換過程,所以出現(xiàn)二次沖擊的不利環(huán)節(jié),軟啟動由于在啟動前設(shè)定了一個(gè)不對電網(wǎng)產(chǎn)生影響的啟動電流,電流是緩慢增大至設(shè)定電流,故無沖擊電流,對電網(wǎng)的影響最小,并且能消除啟動力矩的沖擊。
二、電機(jī)軟啟動器在空壓機(jī)改造中的應(yīng)用
通過軟啟動和其他啟動方式的理論分析和比較,說明軟啟動可以在大型三相鼠籠式交流異步電動機(jī)的啟動上得以應(yīng)用,故用電機(jī)軟啟動器對一老式空壓機(jī)進(jìn)行改造,以適合現(xiàn)場需要。
1.空壓機(jī)改造前狀況
空壓機(jī)電機(jī)功率:200 kW,改造前采用自耦變壓器降壓啟動方式,由時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)電機(jī)電壓的切換控制,啟動不穩(wěn)定,故障率較高。主接觸器采用CJ10型交流接觸器,觸點(diǎn)經(jīng)常燒壞,且對電網(wǎng)影響嚴(yán)重,考慮采用軟啟動器實(shí)現(xiàn)電機(jī)的平穩(wěn)啟動和運(yùn)行。
2.軟啟動器和其他元件的選型
根據(jù)空壓機(jī)的實(shí)際情況,選擇了ABB公司生產(chǎn)的PST250-600-70型軟啟動器,此軟啟動器是基于最新的微處理器技術(shù)設(shè)計(jì)出來的,用于實(shí)現(xiàn)鼠籠式的軟啟動和軟停止。它還附帶了幾種先進(jìn)的電機(jī)保護(hù)功能,具有多種集成的保護(hù)和報(bào)警功能,幾乎可以檢測到所有故障,并將其顯示出來。根據(jù)需要,我們還對熔斷器、旁路接觸器和熱保護(hù)進(jìn)行了選型。
3.軟啟動器的接線和控制
軟啟動主電路接線如圖2 所示

當(dāng)電機(jī)啟動時(shí),由電子電路控制晶閘管的導(dǎo)通角使電機(jī)的端電壓以設(shè)定的速度逐漸升高,一直升到全電壓,使電機(jī)實(shí)現(xiàn)無沖擊啟動到控制電動機(jī)軟啟動的過程。當(dāng)電動機(jī)啟動完成并達(dá)到額定電壓時(shí),使三相旁路接觸器閉合,電動機(jī)直接投入電網(wǎng)運(yùn)行??諌簷C(jī)啟動時(shí)是空載,則在正常運(yùn)行時(shí),保持了所需的較低端電壓,使電機(jī)的功率因數(shù)升高,效率增大。在電機(jī)停機(jī)時(shí),也通過控制晶閘管的導(dǎo)通角,使電機(jī)端電壓慢慢降低至0 ,從而實(shí)現(xiàn)軟停機(jī)。
4 調(diào)整與試車
軟啟動控制柜安裝完成后認(rèn)真檢查,按設(shè)計(jì)圖紙核對接線是否正確。晶閘管等電子器件不允許做絕緣電阻測試,只能用數(shù)字萬用表高阻檔檢查軟啟動器中晶閘管的絕緣情況。新的軟啟動器(冷態(tài)時(shí))每組晶閘管輸入輸出端子間測量電阻值應(yīng)指示1.3M左右,相間(相間未接控制回路時(shí))、相對地測量電阻值應(yīng)該指示為無窮大。在電動機(jī)與軟啟動器連接前,必須用500V絕緣電阻測試器檢查電動機(jī)和電纜的絕緣狀態(tài)。只有絕緣電阻符合有關(guān)規(guī)定,才準(zhǔn)許將電動機(jī)連接到軟啟動器輸出端進(jìn)行啟動試驗(yàn)。檢查確認(rèn)無誤后,連接電動機(jī)并設(shè)定啟動方式、初始電壓、啟動時(shí)間和停機(jī)時(shí)間等技術(shù)參數(shù)。然后進(jìn)行空壓機(jī)啟動試驗(yàn)和參數(shù)優(yōu)化。
三、總結(jié)
自改造后的一年多來,空壓機(jī)運(yùn)行很正常,能夠很好滿足公司生產(chǎn)要求。軟啟動器是性能比較好的電動機(jī)啟動控制設(shè)備,由于在電動機(jī)空載或輕載時(shí)采用軟啟動器的節(jié)能模式提高了電動機(jī)的功率因數(shù)并減少輸電線路和供電變壓器的損耗因此起到節(jié)能作用,軟啟動技術(shù)應(yīng)該得到推廣應(yīng)用。
作者簡介:李永河(1972-),男,工程師,從事設(shè)備電氣的調(diào)試、運(yùn)行與管理工作
工作單位:山東濱州渤海活塞股份有限公司輪轂分公司,山東省濱州市渤海24路568號,郵編256602
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