变频软启动（共7篇）
变频软启动 篇1
摘要：由于对爆炸性气体环境中使用的电气设备往往提出具有防止引燃爆炸的特殊性能要求, 无刷励磁电动机获得了越来越广泛的应用。研究了同步机无刷励磁变频软启动系统设计方法。在阐明同步机无刷励磁变频软启动系统工作原理的基础上, 详细介绍无刷励磁电动机控制系统的实际应用, 工程实验结果证明了该设计方法的有效性。
关键词：无刷励磁,同步电动机,软启动
1 引言
在石油、化工、冶金、煤矿等工矿企业, 同步电动机以其可调的功率因数和输出转矩对电网电压波动不敏感等良好的运行性能, 是驱动大型风机、水泵、压缩机的首选机型。无刷励磁同步电机取消了滑环系统, 电机正常工作时, 不会产生电弧、火花, 避免了产生爆炸安全事故。所以无刷励磁电动机获得了越来越广泛的应用。
大型同步电动机的启动是个相当复杂的问题。如果用减压启动, 不但需要很大的变压器、电机结构又相对复杂, 且启动对电网有较大的冲击。采用电流源型交-直-交变频器构成的同步电动机自控变频启动方式, 由于它基于磁场定向控制原理, 并采用速度闭环调节, 可以有效保证电机的启动力矩, 且启动电流一般不超过电机的额定电流, 实现了对电网和传动设备均无冲击启动。这种启动方式是基于自控同步原理实现的, 利用负载换相同步电动机的原理, 对大型同步电动机进行变频启动, 是比较理想的方法。
武钢烧结厂两台抽风机由无刷励磁同步电动机拖动, 抽风机电动机容量为7 800 kW, 电压10 kV, 转速1 000 r/min, 它的软启动采用了SIMOVERT S系列自控变频启动装置, 通过一套变频启动功率柜实现对两台电动机的分时启动。基于设计尽量简单、应用尽量可靠的思想, 对适于这种传动方式的同步电动机和变频装置进行了优化设计, 使用实践表明该软启动装置故障率低、可用性好、硬件配置合理, 基本实现了免维护运行。
2 自控式同步电动机变频调速原理
无刷励磁同步电动机的工作原理图如图1所示。
交流励磁机的定子三相绕组由双向晶闸管组成的交流调压器供电。交流励磁机的转子与同步电动机的转子同轴, 当同步电动机旋转时, 交流励磁机的转子绕组就感应出交流三相电动势, 经过固定在同步电动机转子轴的二极管整流器整流成直流电, 供给同步电动机的励磁绕组, 这样就省掉了电刷和集电环。同步电动机转子励磁电流的调节可以通过控制交流励磁机定子磁场来实现, 即控制定子三相交流调压器双向晶闸管的延迟角。励磁功率是通过磁耦合和励磁机定转子间的相对运动实现的, 值得注意的是, 系统要求励磁机定子侧正确接线, 应该保证由励磁机定子电流所形成的定子旋转磁场方向与同步电动机转子的实际方向相反, 以保证励磁功率的正常传递。
自控式同步电动机变频调速系统的组成框图如图2所示。
变频器的主回路由输入、输出变压器、三相全控整流桥 (REC) 、平波直流电抗器 (DCL) 、晶闸管逆变器 (INV) 组成。整流器控制系统为速度、电流负反馈双闭环系统;逆变器控制系统由电磁式和间接式转子位置检测器、换相超前角γ0设定电路及换相剩余角补偿等部分组成。另外, 系统还包括用于并网控制的整步微调和同步并网电路。
控制单元的主要作用是把来自转子位置检测器的信号进行分析, 判明转子的真实位置和转速后, 按一定的原理产生控制信号, 控制变频器输出三相电流 (电压) 的频率、幅值和相位大小, 达到同步转速跟踪转子转速的目的。
三相正弦波电流在同步电动机定子中产生一个合成的旋转磁动势Fsj, 假设转子励磁电流恒定, 转子磁动势为一常数Frj, θ为两磁动势之间的夹角。根据统一的转矩公式Td=CmFsFrsin θ知道, 只要能保证定、转子磁动势同步旋转, 0°<θ<180°, 电动机就能产生电磁转矩Td, 当电磁转矩Td大于负载TL时, 电机开始旋转。同步电动机转子开始转动后, 那么定子磁动势Fsj与转子磁动势Frj间的夹角θ就有减小的趋势, 引起电磁转矩Td下降, 启动加速度减小直至为零, 因此必须在转子转动的同时, 改变同步电动机定子三相电流的频率, 使得定子磁动势跟随转子同步旋转, 保持θ角基本不变, 进而保证Td恒定。启动过程中定子电流随转子转动应为
定子磁动势矢量为
undefined (2)
式中:λ0+θ为定子相电流的初相角;ω为转子角速度。
只有按式 (1) 进行电流控制, 才能保证Fsj与Frj的夹角为θ, 满足启动过程中电磁转矩基本不变的要求, 使同步电机均匀加速启动。
由于电动机三相定子电流和定子合成磁动势有严格的对应关系, 通过控制三相定子电流的频率、幅值和相位, 完全可以按转矩的要求控制好定子磁动势的大小和方位, 同步电动机的定、转子磁动势始终保持同步, 那么能控制的量就是定子电流的幅值和相位了, 只要控制好电流的这两个量, 就能达到自控式同步电动机调速的目的。
3 同步电动机的启动
同步机启动必须进行转子位置检测和初始定位。启动前投入机组励磁, 在转子磁场逐步建立过程中, 定子绕组感应出三相电动势, 对电动势积分就可得气隙磁链Ψ的大小和转子位置角。计算时间的密切配合, 保证励磁与SFC检测程序之间严密同步, 这也是整个启动过程中最为关键的一步。启动期间, 控制保持电机磁通恒定, 实现恒转矩调速。由于是恒磁通控制, 通过对定子电压测量, 即可计算出转子位置角。
同步电动机刚启动和低速运行时, 反电动势很小, 甚至没有反电动势, 这时逆变器晶闸管的换相必须采用电流断续换相法。所谓电流断续换相法, 就是每当晶闸管需要换相时, 先设法使逆变器的输入电流下降到零, 让逆变器所有晶闸管均暂时关断, 然后再给换相后应该导通的晶闸管加上触发脉冲使其导通, 从而实现电流换相。
无刷励磁同步电动机在0～5 Hz以下采用电流断续换相法实现启动的方法如下。
1) 让供电的晶闸管整流桥也进入逆变状态 (本桥逆变) , 逆变器作为输入端向电网馈送能量, 使电动机绕组的电流迅速衰减。
2) 逆变器输入电流下降至零, 逆变器所有晶闸管均关断。
3) 检测到逆变器电流为零时, 然后按触发顺序要求给逆变器应导通的晶闸管加上触发脉冲, 从而实现电流换相。
当同步电动机采用电流断续换相时, 逆变器晶闸管触发信号对换相已不起作用, 为了增大启动转矩, 减小转矩脉动, 一般取γ0=0°。图3是电流断续换相SCR1, SCR2, …, SCR6的导通顺序。
4 无刷励磁同步机的负载换相
对无刷励磁同步机采用负载换相式变频器 (load-commutated inverter, LCI) 软启动系统。所谓换相, 就是把正在导通相的电流切换到欲导通相的过程。这主要通过触发和关断相应的晶闸管来完成。我们知道, 在负载换相同步电动机旋转时, 必须周期性地完成换相过程, 由于晶闸管为半控开关器件, 一旦触发导通后, 门极就失去了控制作用, 要想关断它必须给晶闸管施加反向电压, 使其电流减小到维持电流以下, 再把反向电压保持一段时间后, 晶闸管才能可靠关断。
在同步电动机中, 只要转子有励磁电流并在空间旋转, 就会在电枢绕组中感应出反电动势。设在换相以前V1, V2导通, 如图4所示。电流由电源正极开始经由晶闸管V1—A相绕组—C相绕组—晶闸管V2—电源负极。现在要使电流由A相切换到B相, 则应触发V3, 关断V1。如果按正常位置换相, 应在γ0=0°的位置触发V3, 当V3导通瞬间, V1两端电压为零, 且随着V3的继续导通, V1将不承受反压而继续导通, 电源电流将在三相绕组中流通, 造成换相失败。因此, 换相时刻应比A, B两相电动势波形的交点K适当提前一个换相超前角γ0。例如, 在图5中的S点换相 (γ0=60°) 。当此时触发V3时, 电动势eA>eB, 加在V1上的反电压为UAB, UAB=eA-eB>0, 则在V1, V3和A, B两相绕组之间出现一个短路电流iSL, 当这个短路电流iSL达到原来通过V1的负载电流Id时, V1就因流过的实际电流下降至零而开始关断, 负载电流Id就全部转移到晶闸管V3, 至此A, B两相之间的换相结束, V2, V3正常导通。注意, 这里的eA, eB等是电机感应的电压, 而不是电源电压, 了解这一点, 有助于理解提前换相超前角γ0的意义。
负载换相运行。当转速大于额定值的7%时, 同步电动机可产生足够大的反电动势, 关断逆变器晶体管进行换相, 进入负载换相阶段。在转速由额定值的7%升至25%期间, 变频器的输出电流由额定值的80%升至额定值, 逆变超前角γ0=60°;之后变频器输出额定值给转子加速, 逆变超前角γ0=50°。
同步并网阶段。达到96%额定转速时, 启动机组同期装置进入自动整步微调阶段。同期装置根据频率差Δf, 产生一个附加转速微调信号, 自动调整变频器输出电流, 对转速做微调。同期装置同时发出命令给励磁系统调节励磁电流, 使机端电压与电网电压平衡。并网后整流器的晶体管即运行于120°全逆变状态, 其输出电流迅速降为零, 关闭晶体管, 然后闭锁整流器和逆变器的全部触发脉冲, 变频器装置退出, 完成整个启动过程。图6是整个电气系统图。其中, SWB1为高压10 kV配电柜;MBI为输入断路器;MBC为启动变频器断路器;MBL1, 2为运行断路器;SWB2为高压10 kV启动配电柜;DSC为输出隔离柜;MBM1, 2为电机启动断路器;虚线为系统现场DP总线。无刷励磁同步电动机的启动装置采用了一拖二的配置, 即通过一套变频启动功率柜实现对两台电动机的分时启动。变频启动器的分配任务由协调部分的S7-300 PLC来实现, 协调柜的S7-300 PLC为主站, 1#, 2#励磁柜的S7-300 PLC为从站, 主要完成励磁电流外环的PID控制, 以及启动、同步并网过程中的MBC, MBM, MBL断路器分合闸顺序控制。
5 结论
利用变频器启动无刷励磁大型同步电动机, 启动平稳, 不存在失步问题, 对电网也完全没有冲击, 控制系统可靠性高, 武钢烧结厂无刷励磁同步电动机变频软启动系统自投运以来的运行实践也证明了这一点, 整个启动和并网过程可靠稳定, 启动电流始终保持在正常值以下, 启动次数基本不受限制, 能够很好地满足生产的需要和节能降耗的要求, 因此无刷励磁同步电动机变频软启动技术具有较高的推广价值。
参考文献
[1]李志民, 张遇杰.同步电动机调速系统[M].北京:机械工业出版社, 1996.
[2]李发海, 王岩.电动机与拖动基础[M].第2版.北京:清华大学出版社, 2002.
[3]章名涛.电动机学[M].北京:科学出版社, 1974.
[4]佟纯厚.近代交流调速[M].北京:冶金工业出版社, 1992.
[5]吴安顺.最新实用交流调速系统[M].北京:机械工业出版社, 1998.
变频软启动 篇2
1 出现的问题
粉磨系统运行半年后, 该软启动装置陆续出现启动即跳闸故障, 经检查均系晶闸管被击穿所致, 更换晶闸管后运行正常, 因怀疑是晶闸管质量问题, 故未对故障进行认真分析。但在运行几个月后, 又出现晶闸管被击穿现象。
2 故障原因分析
根据经验, 引起软启动装置晶闸管被击穿的主要原因是过电压和过电流。我公司电压稳定在400V左右, 过电压成因可以排除;过流时晶闸管芯片内部产生热效应而温度升高, 当达到175℃时芯片就会失效直至被击穿。晶闸管不是一投入运行即烧坏, 而是在投入使用几个月后, 因此, 我们把故障原因的查找重点放在过电流成因上。
引起软启动装置过电流的原因主要有以下几点:
(1) 参数设置不正确; (2) 启动频繁; (3) 电源线短路或负荷短路; (4) 软启动选型较小或过负荷启动。
第 (1) 项在咨询厂家确认无误后排除;第 (2) 、 (3) 项在技术人员认真检查控制柜后排除。最终认定故障原因应为软启动装置选型较小或过负荷启动。仔细分析风机电动机启动时数据情况:启动电流达370A左右, 启动过程超过40s。而该软启动装置额定功率为90kW, 额定电流为240A, 因此长时间的过负荷启动造成软启动装置烧坏;其次, 风机进风处风阀为人工控制, 可能因风阀未全关导致风机电动机启动时电流增大, 缩短软启动装置使用寿命。
3 改进措施
根据以上分析, 若将软启动装置功率增大, 虽可解决软启动装置烧坏的问题, 但同时仍需增加电动执行器进行调节 (如仍由人工调节风阀, 同样会出现未关风阀导致启动电流增加) , 而电动执行器改进难度大, 故我们决定改用具有软启功能且节能的ABB变频器代替软启动装置, 同时拆除风机进口风阀。因软启动装置电路图与变频器电路图基本类似, 故主回路变动不大, 只是将软启动装置改为变频器, 二次回路作部分改动——增加DCS程序点。
当合上主回路电源后, 中控给出“驱动”信号, 变频器上电, 备妥信号送回DCS, 中控给出“启动”信号, 变频器启动并将应答信号返回DCS。中控根据生产需要调节变频器频率大小。
4 改进效果
表1为改进前后参数对比。
注:测量工具为PD194E-2S4多功能电力仪表, CT为LMZJ1-400/5。
从表1数据可以看出:
1) 改进后彻底解决了磨尾风机电动机启动电流过大烧坏软启动装置并跳闸的故障。启动电流从370A降到190A, 大大降低了电动机启动电流对变频器和电动机的冲击, 运行电流降到60A左右, 每小时节能约22.5kWh, 具有非常可观的经济效益。
2) 改善电动机控制性能, 降低设备故障。使用软启动装置时故障率高, 不仅维修费用高而且对生产也造成一定影响。通过改造, 电动机的启动电流、运行电流等技术性能参数大幅度改善, 有效改进电动机性能, 延长电动机使用寿命, 降低维修费用, 减少停产损失。
变频软启动 篇3
1 主给水系统的调节方式
锅炉主给水系统的主要功能是为锅炉汽包输送压力、温度和水质合格的水, 并维持锅炉汽包水位处于规定范围内。主给水系统担负着保障锅炉供水质量和维护锅炉安全运行的任务, 是重要的热工系统之一。通常情况下, 主给水系统的电动给水泵分为定速给水泵和变频调速给水泵两种。
1.1 定速给水泵调节系统
定速给水泵调节系统是在保持给水泵特性曲线固定的情况下, 通过改变主给水调节阀门开度来控制主给水管道阻力特性曲线, 从而改变主给水泵的工作点。处于定速运行的给水泵电机运行过程中的能耗损失大, 应淘汰该技术。
1.2 变速给水泵调节系统
变速给水泵调节系统可在主给水调节阀门全开、管道阻力特性曲线固定的条件下, 通过改变电动机供电频率调节电动机转速, 从而调节供水流量。变速调节系统可按照原动机不同分为气动和电动两种。其中, 气动给水泵的原动机为小汽轮机, 小汽轮机控制系统可接收到供水系统输出的供水流量、压力和水位等信号, 并作用于小汽轮机的进气阀门, 根据系统的供水需求调节小汽轮机阀门开度, 进而控制进气量, 最终实现对给水泵转速的调节。
电动给水泵可根据速度调节单元的不同分为液力耦合器调速和变频调速两种。其中, 液力耦合器的能量传输介质为油, 驱动泵轮与涡轮之间通过油进行转速传递, 液力耦合器主要通过改变机构充油量来调节涡轮转速;相比其他技术, 变频调速更加先进, 其原理是改变电动机供电电源的电压值和频率值, 从而调节异步电动机的转速, 变频调速系统在接收到给水系统的调节信号后, 可通过调整电源电压和频率值来满足系统对电动机转速的要求。
2 300 MW汽轮机组给水泵的变频调速方案
液力偶合器调速与变频调速的最大区别在于系统结构, 使用液力偶合器调速必须采用单台液力偶合器调节单台给水泵;当使用变频器调速时, 使用1台变频器便可实现对2台100%额定容量的给水泵或3台50%额定容量的给水泵的变频调速和软启动功能, 且系统结构更加简化。
2.1 一拖三循环软启动变频调速方案
300 MW汽轮机组通常需要配置3台50%额定容量的电动给水泵, 并采用两用一备的设备运行方式。3台电动给水泵的软启动和变频调速均通过1台变频器实现, 即一拖三循环软启动变频调速系统。采用一拖三的方式, 仅使用1台变频器即可控制3台电动给水泵, 提高了变频器的利用效率, 同时, 实现了给水泵电机的软启动和变频调速。采用一拖三的方式运行时, 当锅炉机组滑启或机组负荷降至额定负荷的50%以下时, 只需要投入1台给水泵并采用变频调速的方式运行;当锅炉机组负荷达到额定负荷的50%以上时, 需要投入2台给水泵, 其中一台为工频运行方式, 且所带的固定流量由锅炉机组的汽包压力、汽包水位到给水泵水柱高度和管道阻力共同决定, 另外一台选择变频运行方式, 主要负责调解给水流量, 从而控制锅炉水位。
2.2 工频、变频的同步切换
实现1台变频器控制3台供水泵软启动和变频调速的关键技术是工频、变频的同步切换。只有在同步切换的前提下, 才能确保锅炉机组运行过程中供水的连续性。处于变频调速工作状态的供水泵在向工频运行状态切换的过程中不能出现瞬间失电, 在实现切换的过程中不能先断开变频开关, 再合上工频开关。运行中的1#给水泵和1#给水泵工频电源可并列运行, 在完成工频电源合闸后再进行变频电源分闸。在此过程中, 给水泵实现了从变频运行状态到工频运行状态的不停电切换。此外, 实现同步切换必须使用PLC控制器和同步切换系统。其中, 同步切换系统的主要功能是实现运行中的变频调速系统与工频电源系统的自动准同期操作, 并使两个系统的电压幅值相等、相序相同、频率差不超过0.5 Hz。同步切换软件检测到两个系统的相位差小于额定值后会发出控制指令, 控制对应节点闭合, 从而进行合闸操作, 并检测采集到的运行状态。当判断工频电源合闸成功后切除变频电源, 最终实现两个电源的平稳切换。
2.3 一定一并并列运行原理
通过1台定频运行给水泵与1台变频调速运行给水泵的并列运行保持给水扬程是可行的。300 MW汽轮机组给水泵的调节主要是在保持汽包压力一定, 同时, 保持在主给水调节门全开的条件下对给水泵进行速度调节, 从而控制给水泵的给水量, 实现对锅炉汽包水位的控制。当锅炉处于启动过程和机组负荷降至额定负荷的50%以下时, 只需投入1台给水泵变频运行即可满足供水要求;当锅炉机组负荷达到额定负荷的50%以上时, 单台给水泵无法满足供水要求, 需要再启动1台给水泵——原先变频运行的给水泵需要切换到工频状态, 维持固定给水流量和扬程;新启动的给水泵通过变频器软启动并投入到变频运行状态, 继续调节流量, 从而调节锅炉水位。
相关工作人员需要按照以下原则考虑运行中的2台供水泵: (1) 工频运行的给水泵应在最佳工作点保持固定的给水量, 工频定速运行的给水泵特性曲线和扬程曲线的交点即工频给水泵运行的最佳工作点, 此点对应着工频给水泵的流量值; (2) 变频给水泵需要根据工作点调节流量, 同理, 通过变频调速给水泵的特性曲线和运行扬程曲线的交点可确定变频调速给水泵的工作点, 此点对应着变频给水泵的流量值。2台给水泵流量值之和即锅炉给水总流量。
2.4 一拖三循环软启动变频调速水泵的特点
使用变频器实现电动给水泵的软启动和变频调试具有诸多优点, 主要包括以下6方面: (1) 给水泵电机实现了变频启动, 大大降低了电机的启动电流, 缩短了电机从启动到稳定运行的时间, 减小了电机启动对配电网设备的冲击; (2) 运行中的给水泵电机可实现无极调速, 调速精度可控制在0.01 Hz以内, 调速过程中不会发生丢转现象; (3) 采用变频器后电机的运行效率可以达到98%, 同时, 提高了电动机运行的功率因数, 降低了损耗, 节约了电能; (4) 变频器具有通讯接口, 可通过工业网络接入DCS系统, 实现供水泵电机的启停、闭锁、联锁、开闭环、手自动选择等自控功能; (5) 变频器自身配置的保护功能完善, 能自动检测过电流、过电压、欠电压、单相接地、过载、电机温度高、冷却风机故障停机等故障信号, 从而起到保护电机的作用; (6) 变频器的使用寿命长, 投入运行后发生故障的概率较低, 后期基本不需要进行额外的检修和维护工作。
3 结束语
变频调速作为技术成熟的先进电机调速技术, 在工业生产中得到了非常广泛的应用, 使用变频器实现大电机的软启动和变频调速能提高电机运行的可靠性、稳定性和经济性。目前, 火力发电厂使用的大电机基本都采用了变频调速系统, 特别是选择变频器实现了锅炉主供水泵电机的一拖三运行后, 大大提高了锅炉给水泵的运行效率, 此方案是锅炉供水的最佳选择。
笔者结合实际工作经验, 介绍了汽轮机锅炉变频调速系统的结构和调速方式, 以期推动热电厂锅炉给水系统节能运行的发展, 降低热电厂的生产能耗, 为企业赢得更大的经济效益和社会效益。
摘要：分析了循环软启动变频调速在300 MW汽轮机组给水泵上的具体应用, 重点介绍了一拖三循环软启动变频调速系统结构下实现给水泵电机软启动和变频调速的运行方式。通过对比, 总结了采用变频器进行给水泵电机控制在经济性和稳定性等方面的优势, 以期促进该技术的应用和推广。
关键词：汽轮机,给水泵,锅炉,热电厂
参考文献
[1]吴春富, 江国栋, 黄金炼.基于变频器在热电厂给水泵的软启动变频调速设计[J].机电工程, 2004 (09) .
[2]覃皓.变频技术在高压给水系统中的应用分析[J].电子制作, 2014 (02) .
电机软启动技术分析与探讨 篇4
关键词：电机,软启动,节能
1 前言
在工业迅速发展的今天, 交流电机的使用范围和规模原来越大。据权威机构调查显示, 电机的电能消耗占工业总用电量的68%~83%, 而在我国, 这个比例达到60%~70%, 可谓是数量惊人。在电机工作时, 需要消耗大量的电能, 尤其是启动时, 一般需要较大的电流才能启动, 此时的电流可以是额定电流的5~8倍之多。这不仅给电机本身带来额外的耗损, 也给电网带来巨大的负担, 并且由于电流过大, 影响电机的使用寿命, 严重时甚至会影响电网中的其他用电设备。但是使用一般的电机启动方式, 会将主要的技术改进集中在降低启动的电流上, 这样一来启动转矩也降低, 不能给电机提供有效的转矩, 是一种非常不可取的方法。同样, 一般的停止制动的方法主要使用自然停止或助力制动, 其中自然停止的方式会给管道类的电机制动器造成非常大的冲击, 而对抱闸制动类的电机产生剧烈的机械故障, 严重危害电机的安全。这就使得对电机进行软启动研究逐步进入人们的视野, 目的是使电机能够比较平滑地启动和停止。
使用电机软启动, 对那些不需要调速的三相交流异步电机有着非常重要的意义, 因为这可以使电机的启动、停止等得到有效的保护。在很多启动设备中, 这种方式正在得到革命性的推广[1]。
在电机启动的方法中, 一般的大中型电机采用的是串电阻启动或Y/△启动、定串子电抗启动和自耦变压器启动、延边三角形启动, 这几种方式其本质是降压启动, 目的是限制启动电流, 在一定程度上可以避免过大的启动电流冲击电网。但是, 这些方法存在一个明显的缺点, 即电机的特性和负载情况决定了电机电流幅值和启动时间, 这些都是不能调节的。
2 电机软启动原理
目前研究的电机软启动, 主要是用来控制三相交流异步电机的启动, 使用它可以对电机的软启动、节能和软停止起到保护作用。用来替代传统的Y/△启动和自耦变压器启动, 应用于工业电机控制的各个方面[2]。
三相反并联晶闸管 (SCR) 是软启动器的调压器, 是其接入电源和电机定子之间的部分, 主电路如图1所示。图1所示的电路很像三相全控桥整流电路, 其工作原理是在电机启动时, 利用逐渐增加晶闸管的电压, 使得电机平稳提速, 当达到一定的速度时, 晶闸管会全导通, 此时的电机电压会达到额定电压, 正好适应其机械特性, 启动的整个阶段比较平滑。在软启动的点集中, 晶闸管在完成启动任务后, 会被旁路接触器所代替, 旁路接触器会为电机提供额定的电压, 供其正常工作。正是由于晶闸管的“休息”, 降低其热损耗, 可以大大提高电机的使用寿命。同样, 在电机软停止的时候, 其工作原理与启动时正好相反。
3 异步电动机的软启动技术
软启动最主要的原理就是使用软启动器, 协调电源与被控电机之间的工作, 控制晶闸管的工作时序, 在一定程度上使得电机的电压从启动电压到额定电压过渡, 逐渐使电机达到全电压模式[3]。
3.1 晶闸管交流调压软启动
晶闸管交流调压软启动的主要方法是将晶闸管的连接方式改为在三项绕组上, 以并联的方式给晶闸管供电。软启动的过程中需要控制晶闸管的导通角, 使得电机逐步获得额定电压的过程。之所以称之为软启动, 是因为通过这种方式给电机供电, 可以随意改变电流的大小, 可以根据电机的状态进行保护性的调节, 并且在整个过程中节省了大量的功耗。
晶闸管软启动器灵活性较强, 用户可以根据不同的工作情况选择具有相应启动特性的电机。下面介绍4种常用的晶闸管软启动方式[4]:
(1) 斜坡升压软启动。在该启动方式中, 不像其他方式中的电流闭环控制功能, 主要是通过调整晶闸管导通角来调节电流大小, 并且晶闸管的导通角是通过事先设定的函数关系逐步递增的。但是, 这种方式也有很大的缺点, 就是没有限流的功能, 使得电机有可能会因为电流过大对晶闸管产生毁灭性的冲击, 同样也会影响到电网的使用。
(2) 斜坡恒流软启动。以这种方式进行电机启动时, 电流是逐步增加的, 当达到额定电流的时候, 会在这个程度上保持一段时间, 当启动结束时再进行调整。同时, 电流在不断增加的过程中, 上升的速率是根据电机的负载情况不断变化的, 也就是根据电机的转矩的不同而进行调节。
(3) 阶跃启动。在电动机刚启动的瞬间即将电动机的启动电流直接增大至所设定的电流值并保持该值直至启动完毕的方法, 称为阶跃起动。通过调节启动电流的设定值, 可以达到快速启动的效果。这种启动方式在启动瞬间的启动转矩较大, 适用于较大负载的启动, 如一些带负载启动的设备。
(4) 脉冲冲击启动。在启动开始阶段, 让晶闸管在极短时间内, 以较大电流导通一段时间后回落, 再按原设定值线性上升, 进入恒流启动。该方式是所介绍的启动方式中启动转矩最大的一种, 该启动方式在启动初始阶段有一个较大的启动冲击电流, 该电流值大于设定的恒流启动值, 从而产生较大的冲击矩去克服较大的静摩擦转矩, 使设备能够启动, 然后即进入恒流启动阶段直至启动完毕。在脉冲恒流软启动方式中的脉冲启动阶段电流的幅值 (可为全压启动的电流幅值) 和维持时间是可以设定的。脉冲恒流软启动方式的启动冲击转矩大, 适用于重载启动, 如皮带输送机、破碎机的带载启动等。
3.2 三相交流调压软启动器的调节原理
利用交流电机的电压特性曲线的特点来控制交流电机的启动, 是电子软启动器的主要控制思路。其采用3对反向并联的晶闸管串联于电动机的三相供电电路上, 利用晶闸管的电子开关特性, 通过控制其触发脉冲、触发角的大小来改变晶闸管的开通时间, 从而改变电动机定子输入端的电压, 以达到控制电动机的启动过程的目的。当电动机的启动完成以后, 即当其端电压升高至额定电压时, 三相旁路接触器吸合, 使电动机直接并网运行。在开始启动时, 晶闸管的导通角从“0”开始逐渐增大, 电动机的端电压也从“0”开始上升, 直至达到满足起动转矩的要求, 确保了启动的成功。
4 两相变频软启动电路的结构和技术原理
传统三相调压软启动电压调节可连续变化, 但是启动转矩低, 而分级变频软启动可以提高交流电机启动转矩。结合两者电压调节和增加启动转矩的优点, 作者本人曾提出了两相变频软启动控制的原理, 在分级变频区间内对晶闸管采取连续调节, 以实现交流电机的简易变频, 达到软启动的目的。
交流电机三相对称定子绕阻通过对称的三相交流电源, 可以产生圆形旋转磁通, 这是以大地为零电势点。如果以三相电源中的C相为参考电势点, 将不影响实际电机的正常运转。
所以, 对交流电机通入互差60°的交流电源可产生同样的旋转磁场。现在, 对A、B两相进行变频控制即可实现对电机电枢电压的两相变频控制, 从而实现两相变频软启动。
5 结语
电机控制方法与技术随着科技水平的提高而越来越先进, 与传统的降压启动方式相比, 很多设备会在电机软启动的保护下延长使用寿命, 这已成为近年来研究的热点和重点。随着电机软启动的国产化和原材料价格的降低, 普及电机软启动是十分可行的, 大力推广电机软启动, 对于节能减排和控制成本有明显的作用。成本相对较低, 只需增加较少的投资, 就可完成电机传统方式启动的改造。大幅度地提高设备性能, 为安全生产、经济运行提供保障。
参考文献
[1]王淑红, 朱玉红.三相异步电动机的控制系统.机床电气, 2009
[2]任礼维, 林瑞光.电机与拖动基础.浙江大学出版社, 2009
[3]方大千.变频器、软启动器及PLC实用技术问答.北京:人民邮电出版社, 2007
机械电子结合软启动装置设计 篇5
关键词：机械电子,软启动,设计探究
近些年来, 带式传输机凭借其连续、高效、运行可靠及地形适应力强等特点, 在冶金、煤炭、采矿、港口、石油等行业中的作用日益凸显, 成为了粉散物料高效运输的主要机械设备。我国学者针对带式传输机的工作原理进行了大量的实验研究, 然而仍然存在一些如传动效率低、系统结构复杂等问题。尤其是伴随现代工业的高速发展, 对带式传输机的要求正逐步向大功率、大运量、大倾角、高带速的方向发展。由于带式传输机经常高负载运行, 其启动、运行及停动过程中存在诸多问题, 因此, 十分有必要研究开发传动效率高、结构及控制系统简单、性能优良、维护方便、安全平稳的机械电子软启动装置控制系统, 它可以使带式传输机在高负载情况下实现整个系统的逐步启动, 达到平稳运行, 安全停动的要求。
1 机械电子软启动控制系统组成
机械电子软启动控制系统总体由上位计算机、变频器、可编程控制器 (PLC) 等组成, 为了实现对控制系统的维护, 可将变频器、可编程控制器等统一安装在控制柜内。将异步电动机作为执行机构, 最终控制带式传输机。
控制系统以计算机为主, 可编程控制器为辅。控制系统软件设计完成后, 计算机将控制程序装载到可编程控制器, 计算机作为控制主机, 主要负责对可编程控制器程序的在线修改、数据采集、处理及控制输出等, 而可编程控制器主要负责处理大量循环动作。
2 机械电子软启动控制系统流程
机械电子软启动控制系统流程是指控制系统在收到运行信号后, 自动对带式传输机进行的一系列调控, 包括带式输送机的启动、运行、验带、软停车等, 完全根据用户的设定及要求来实现。要想完成控制系统流程的一系列操作, 对控制系统的硬件设计也提出了要求, 因此系统选用了高可靠性能的可编程控制器作为控制中心。当控制系统工作时, 可编程控制器根据现场传感器检测到的数据进行分析处理, 通过控制变频器输出来调控调速电机运转, 使其按照设定达到预定转速。之后微型计算机根据可编程控制器的数据分析对现场参数进行跟踪、分析和管理。
机械电子软启动控制系统主要工作流程具体为, 当控制系统受到开始命令后, 系统首先进行自检, 传感器检测数据并传给可编程控制器, 之后调节电机分时空载启动, 输送机主电机开始做启动准备, 当主电机由低速开始运行并按照用户设定曲线开始加速时, 机器设备松闸直到主电机开始正常运行, 此时机器的冷却系统、润滑系统及电机功率自行检测。当机器负载软停车时, 可编程控制器调节变频器的输出频率调节调速电机, 通过速度合成使主电机缓慢减速为零, 直至系统完全停车时, 可编程控制器与主电机断开并切断调速电机的电源, 此时系统工作结束。
3 机械电子软启动控制系统软件设计
机械电子软启动控制系统采用了国际领先、可靠性强的可编程控制器作为核心, 以微型计算机作为上位机来控制整个系统。在硬件配套设施完善的情况下, 就需要根据用户的直接需求, 对可编程控制器和计算机进行软件程序的设定编写, 来作为软启动控制系统运行的媒介。软件程序设计的好坏, 直接影响着带式输送机工作运行的稳定性、可靠性及效率。
3.1 可编程控制器的程序设计
可编程控制器作为软启动控制系统的核心, 其程序设计方案主要是根据控制系统主要功能及控制系统流程图来实现的, 采用结构简单、方便直观的梯形图来表示。
3.2 上位机软件系统的程序设计
上位机软件系统的程序设计涉及用户界面设计及数据处理、硬件接口通讯两大部分内容, 要想保证机械电子软启动控制系统的良好运作, 必须将上位机的用户界面设计和接口通讯两方面完美结合。
当今计算机软件信息技术高速发展, Microsoft Visual Basic软件在大规模通信控制、信息管理系统等方面具有出色的表现, 是一款理想的开发工具。而汇编语言程序具有执行速度高、目标代码高效紧凑等特点, 在硬件的程序设计中也有着不可替代的作用。因此, 机械电子软启动系统的上位机结合以上两款软件的优点, 利用Microsoft Visual Basic软件来设计用户界面和数据处理, 利用汇编语言程序来设计接口模块, 将两者的优点合二为一, 从而实现了其他编程软件都无法达到的优化效果。
上位机软件系统的主界面为简单明了的图形界面, 包含了控制系统中的常用功能, 设置了系统的菜单栏、工具栏、控制栏、数据分析栏、系统状态栏等内容, 为用户提供了一个友好、形象、快捷的人机交互环境。
3.3 上位机软件系统流程
机械电子软启动系统中的上位机软件系统主要包括了权限设置、外接程序、帮助系统、远程控制、参数设定、参数检测、网络通讯七大部分。
用户权限设置系统包含了用户权限和系统锁定两部分内容。机械电子软启动控制系统是对机械设备运行中各个环节的有力控制, 在运行中对机械设备采取合理有效的控制能够保证机械设备稳定、安全运行。而不合格的操作者或非法操作者将会从根本上对设备的运行造成威胁, 甚至会破坏整个生产线从而给企业造成重大损失。因此对上位机软件系统必须加强用户权限设置, 保证除了合格的操作人员能够操作系统外, 其它任何人都无法破坏系统。
外接程序、帮助系统、远程控制和网络通讯能够为用户使用该系统提供最大的便利, 可以及时为用户提供帮助, 遇到疑难杂症还可以使用网络通讯或远程控制解决问题, 更加人性化。外界系统还包括离线编程、动态仿真及程序下载三部分, 使上位机软件系统保持在最新状态。
参数设定系统包括了系统参数设定、技术参数设定和曲线设定三部分内容, 通过对各种参数的设定来满足用户对控制系统使用的要求, 全方面、多方位的设定可有效保证机械设备的良好运行。
参数检测部分主要包含了状态监测、参数显示、故障诊断、错误报警、工作日志、曲线生成和数据采集七部分功能。通过对设备运行的参数显示和状态监测, 可以方便用户根据设备运行情况进行控制。而系统工作日志生成、工作曲线生成和数据采集, 可以方便用户对现场采集到的数据进行进一步的分析整理从而为改进系统功能提供数据支持。错误报警系统设置能够让设备运行在某一环节出错后及时向用户发出警示信息, 从而让用户及时作出挽救措施, 以免造成不必要的损失。故障检测能够对设备运行中的各项指标进行动态跟踪, 以便于在第一时间发现故障的发生, 从而保证控制系统的平稳可靠运行。
4 结论
在我国产业化高速发展的背景下, 大功率传输机械设备的启动控制系统无法满足用户的需求, 无法实现真正的软启动控制要求。虽然造价昂贵的CST控制系统能够有效地解决机械设备软启动问题, 但其高昂的造价和复杂的结构根本无法适应我国的国情, 得不到普及。而机械电子软启动结合装置不仅能够有效解决机械设备的软启动问题, 还具有造价低、结构简单、维护方便等特点, 真正做到了从用户的实际需求出发, 因此它将在我国得到大范围的推广, 在我国日后的机械设备运行中起到举足轻重的作用。
参考文献
[1]郑学坚, 周斌.微型计算机原理及应用[M].北京:清华大学出版社, 2000:35-89.
煤矿机械设备的软启动技术 篇6
1 煤矿机械设备软启动技术的现状和发展趋势
煤矿企业的软起动器属于集电机类软起动, 它集软停车、轻质节能及多项保护措施于一身, 是最新式的电机控制设备, 在国外被称之为Soft Starter。软启动器主要构成为串接在电源及被控制电机间的三相式反并联闸管调节压力交流器。通过改变晶闸管中的触发角, 完全可以调节控制晶闸管调压电路流出电压。在全部起动时限内, 软起动器电压流出可以视作是平滑升压过程, 而且同时具备限流能力, 直至晶闸管实现全面导通, 使电机能在额定电压状态下运行。使用个性差异工作方法, 使被控电机的输入电压按不同的要求而变化, 就可实现不同功能的启动方式。由于电动机启动时电压和电流都可以从零连续调节, 对电网无电压浪涌冲击, 电压波动小, 而电动机的转矩亦连续变化, 对电动机及机械设备的机械冲击也几乎为零。
伴随电子器件及生产技术的进展, 煤矿软启动发展到了一个全新时代, 产品的产化率提高, 产品的质量得到很大提高, 逐步进入全面应用的阶段。在煤矿企业中使用软启动装置, 可以很好的节约电能, 延长电动机和附属电器设备的应用时限寿命, 也可以极大地减少变压器同空气开关设施选型上的需求, 为前期投资节约创造合理化空间。同国外软启动设备加以比较, 可以发现, 我国的软启动装置还有以下几个特点:传动效率高, 发热量小;工件可靠, 使用寿命比较长, 维修成本低, 但是应用性还不是很广。
2 煤矿机械设备软启动技术
2.1 液力耦合软启动工艺
液力耦合器会因为流入及流出转速之间的不同比值, 而让液力耦合器难以实现同步运行。出现这类情况最有可能造成的后果是能量大量损耗, 如果经常运用此种办法则不可避免地会产生巨大资源浪费。因此, 在较小空间内最好使其转速比值保持一致。液力耦合器虽然表现出了一定程度的缺陷, 但这种机器的使用寿命比较长, 能较好的满足煤炭生产的实用性需求, 因此在煤炭生产机械设备里有着较广泛的应用范围。
2.2 液压系统的软启动技术
液压传动技术主要有用于运输机的允许有滑差的油膜线性离合器软启动以及用于绞车的低速大扭矩马达软启动等。液压系统工艺所起的作用是用变更压强的办法提升作用力。完整状态下的液压体系可以由五大部分构成, 它们分别是:动力元件、控制元件、执行元件、辅助元件及液压油。液压系统的维护比较复杂, 故液压传动系统的软启动技术被其他的更易于操作的软启动技术所代替。这样可以实现现场维护, 大大缩短了维护的时间。
3 实施软启动技术时对软启动装置的选取
在一系列的工程改造与工程设计的过程当中, 要逐步提升工艺的自动化作业水平, 从而有效降低对成本的投入, 增加煤矿企业的经济利润。对软启动装置的选取可以使用目前国际上技术领先的启动设备, 即“电子软启动装置”。在使用这一装置的过程中要考虑下列几方面的问题:首先, 要选择产品质量好、性能佳的生产商。我国制造电子软启动装置的厂商有很多, 销售的产品可谓是五花八门, 很多装置都只能在地面进行使用, 比如低电压的软启动装置。当前, 市场上流通的主要都是具有很强影响力的进口产品, 比如罗克韦尔的“A—B”与“ABB”软起动装置、施耐德的“TE”软起动装置以及西门子系列产品等。其次, 要根据荷载能力水平的不同, 选择对应类型的软启动装置。假如荷载利用的是离心泵, 就需要发挥泵的控制作用, 减少装置开启或停止的过程中, 由于液流冲击力所导致的“水锤现象”产生。这要求选择具有泵调控效果的软启动装置。假如荷载利用的是通风机, 就可以根据软启动技术的功能, 减轻不必要的机械磨损与腐蚀。这要求选择具有制动转矩功能的软启动装置, 像带有自动制动功能的智能软启动装置。假如荷载利用的是搅拌机, 就可以有效启动双斜坡预设装置, 保证其低速平稳运工作, 可选用带预制慢速功能的软启动装置。假如荷载利用的是输送设备, 就可以选用带预制低速功能的软启动装置。此外, 煤矿企业如果具备计算机联网的条件, 可以选择带有通信插口的软启动装置, 使得软启动装置实现远程操控和监管, 同时还要认识到这种荷载方式究竟是重载荷载还是标准荷载。以上选择的方式要注意产品的性能可以满足煤矿作业防爆工作的具体要求。再次, 要选则规格适合的软起动装置。比如可以依据电动机的电流、功率以及荷载性质, 选择有针对性的软启动装置。一般来讲, 软启动装置的容量应大于电动机运转时的电流, 也要适当地注意散热等方面的因素。值得一提的是, 软启动装置的冷却方式分为天然风冷却与人工风冷却两大方式。人工风冷却是指利用机械, 比如冷却风机进行装置的内外冷却工作, 有的风机是采用发电的形式不间断运转, 而有的则依靠温度控制器进行运转。同时, 在机柜内安设软启动装置时, 要留有充足的散热空间, 保证热量可以及时散发, 以免对装置造成不利的影响。
4 结论
总而言之, 通过对软启动技术的发展和应用的分析综合可以看出:各种软启动技术有其各自的特点, 很多软启动技术比行管理与控制;在该系统中, 涉及到综合信息管理级的服务器及, 可采集并处理数据, 加强上游工艺与下游工艺之间的沟通, 据此合理安排生产计划, 实现智能工厂生产。
总之, 钢铁企业作为现代工业化产业链的重要环节, 必须意识到科学技术在发展中的重要性, 优化连铸机电气自动化控制系统, 对优化产业结构、推动经济发展具有重要意义。
(上接第146页)
较落后, 遭到被淘汰的命运。相比较来说, 煤矿机械设备中的软启动技术, 最近一段时间发展速度特别快。所以应当根据机械及电子技术本身所具有的优势, 让煤矿软启动技术装置朝着电子方向前行。相信经过多方面的努力, 我国煤矿机械设备的软启动技术的发展一定会更加科学与完善。
参考文献
[1]时召.电磁滑差控制技术在采煤机中的应用研究[J].煤矿机械, 2003 (12) .
[2]张旭阳.胡素丽.软启动液压系统的设计与分析[J].煤矿机械, 2003 (8) .
[3]张龙, 陆宁.简析煤矿机械设备软启动技术[J].科技创新与应用, 2012 (1) .
[4]陈卫峰.大型矿用带式输送机软启动方式的合理选用方
摘要：当前我国煤炭企业行业迅猛发展, 基本上实现了电气化的生产。对于机电设备采用软启动技术, 从而实现对机电设备的保护。本文主要是探讨煤矿机械设备的软启动技术, 针对当前煤炭机械技术的现状进行分析, 从而更好保护机械设备, 提高煤炭企业的效益。
关键词：煤炭机械设备,软启动技术,分析
参考文献
[1]时召.电磁滑差控制技术在采煤机中的应用研究[J].煤矿机械, 2003 (12) .
[2]张旭阳.胡素丽.软启动液压系统的设计与分析[J].煤矿机械, 2003 (8) .
[3]张龙, 陆宁.简析煤矿机械设备软启动技术[J].科技创新与应用, 2012 (1) .
电动机软启动技术及其具体应用 篇7
关键词：电动机,软启动,选择,应用
近年来, 随着我国用电量的增长, 电网稳定性的要求越来越高。因此, 在异步电动机的控制, 尤其是启动方面也提出了相应要求。传统电动机启动控制已经无法适应生产的发展需要, 因此电动机软启动技术开始大力发展并应用。
一、传统启动方式与软启动方式
1.1传统启动方式概述
由于交流异步电动机具有体积小、结构简单、运行可靠、经济性强、方便维修、运行率高、工作特性好等优点, 因此在电力拖动平台中应用广泛。在电动机的运转过程中, 大多场合都推荐直接启动方式, 这是由于直接启动方式的启动转矩最大, 只需要电网容量许可。但是在这种直接启动方式下, 启动电流会达到电动机额定电流的约4-7倍, 较大的启动电流会带来线路降压, 造成电网的波动性过大, 对电网中并联的其他设备产生影响。另外, 在直接启动时电动机轴会瞬间产生过大转矩, 造成破坏键槽、扭曲电机轴、损坏设备等问题, 同时对机械传动系统产生较大冲击。在电动机直接启动时, 定子绕组中产生较大的电流, 也会造成电动机绕组绝缘过热而促进老化, 在电动机能耗制动时, 在转子电阻上产生大量消耗, 对电机绝缘十分不利。再加上直接启动属于全压启动, 启动的电流大、电压降也很大, 因此受到我国供电设备与电网实际条件的限制, 直接启动方式仅适用于容量小的系统中。
1.2软启动方式的优势
与传统的启动方式相比, 电子式软启动具有诸多优点, 主要体现在以下几点:
1.2.1延长设备使用寿命
电动机的无阶跃式平滑启动或制动可延长机械设备的使用寿命, 避免传动元件产生的冲击。例如软启动器在水泵控制系统中的应用, 可减少水阻现象。这样可减少检修设备的时间, 延长使用寿命。
1.2.2提高加速与减速特性
选择电压斜坡或者电流限幅启动方式, 可实现负荷特性曲线的优化配置。对于静摩擦阻力比较大的负荷量来说, 可采用脉冲突跳式启动。电动机的制动方式方面, 可以选择直接切断电源或者软制动斜坡形式, 同时向电动机定子中注入直流的节能型制动形式也具有可行性。通过多种制动方式联合, 可实现最佳减速的特性。
1.2.3保证运行可靠性
由于软启动控制系统中的数字化信号处理是在高性能单片机基础上完成的, 因此提高了启动的可靠性。并避免传统启动形势下过多调整模拟线路的情况, 进而获得更好的准确度并提高处理效率。
1.2.4实现功能全面保护
软启动技术既具备过载保护功能, 还可对操作故障状态提供保护, 例如对电动机堵转、输入/输出缺相、晶闸管短路等故障的保护。
1.2.5极大降低噪音污染
由于控制单元和供电进线联系紧密, 因此在线路电网的干扰噪音时刻存在, 但是由于软启动控制单元中, 对控制信号采取光电隔离处理, 并设置了不同级别的抗噪, 因此可有效降低各种噪音干扰, 对控制系统的影响降到最低。
二、电动机软启动器的选择
通过前文对传统启动方式与软启动方式的对比, 不难看出在工程设计与改造过程中, 若想提高工艺自动化水平, 降低企业成本、提高效益, 必须选择先进的电动机启动设备——电子软启动器。在选择电子软启动器时应根据其性能, 针对实际情况。目前软启动器主要有以下五种启动方式:
2.1限流启动
限流启动也就是对限制电动机的启动电流, 主要利用轻载启动的负载来降低启动降压, 但是这种方法在启动时很难事先知道启动降压, 无法充分利用降压空间, 造成启动力矩的损失, 对电动机应用十分不利。
2.2转矩控制启动
这种方式主要应用于重载启动中, 将电动机的启动转矩由小向大呈线性趋势上升, 这种方法的优点为柔性好、启动平稳, 可更好保护拖动系统, 并延长拖动系统的使用寿命, 同时降低电机启动瞬间对电网产生的冲击。转矩控制启动是最佳重载启动选择方式, 但是其缺点为启动时间过长。
2.3斜坡电压启动
这种方法是电压由小至大呈斜坡线性上升趋势, 将传统的降压启动形式由有级转化成无极, 多应用于重载启动中。这种方式的缺点为初始转矩小, 由于转矩的特性抛物线以线性上升趋势, 对拖动系统不利, 过长的启动时间也对电机带来损耗。
2.4转矩加突跳起动
它与转矩控制启动方式相似, 也应用于重载启动中, 但是这种方式在启动瞬间采取突跳转矩方式克服了电机静转矩, 再保证转矩的平滑上升, 有效减少了启动时间。但是在突跳时会向电网发送尖脉冲, 对其他负荷有所干扰。
2.5电压控制启动
电压控制启动应用于轻载起动中, 在确保降低启动压的同时, 发挥电动机的最大启动转矩, 并缩短启动时间, 是轻载软启动的最佳选择形式。
三、电动机软启动技术的具体应用
(1) 构成断路器、旁路接触器、控制电机以及软启动器组成的电动机控制中心, 这是当前我国软启动技术应用最多的电动起软启动方式。在启动与停车时, 晶闸管工作, 开始软启动。当启动结束后, 接触器的触点闭合, 晶闸管实现短接, 此时电机通入全电压, 开始正常运转。这种应用方式的优点在于:设备运行期间电动机和电网直接相连, 旁路接触器可当作备用手段, 在紧急情况下或者晶闸管发生故障时, 可使电动机直接启动, 提高运行可靠性。
(2) 软启动器和PC结合的复合功能。将一台PC程控器和两台或两台以上的软启动器结合, 完成多套备用方案。与PC的结合应用, 可实现软启动、软停车、有用有备, 并和中央控制室共同构成遥控监视系统。例如在我国很多排水系统中, 由于平时的排水量需求不大, 只需要少量的排水泵工作即可;其他时间则应根据水位要求, 逐步投入水泵使用台数, 直到所有水泵投入使用。
(3) 煤矿电气控制中的应用。一般电子式软启动器没有短路保护功能, 通过过载保护实现对短路保护功能。由于可控硅具备有限大的浪涌电流, 且过流反应能力处于微秒级。在实际应用过程中, 故障点的电流尚未形成短路电流时, 可关闭主功率单元。软启动器与电动机的接线应提高注意, 大多产品是3根出线, 但也有一些产品采用6根出线形式。可将软启动器安装在具备功率因素补偿器系统中, 但是电容器必须处于软启动器电源的进线一侧, 防止电容器放电造成的启动器晶闸管损坏, 还应在电源与电容之间连接电感线圈。一般煤矿使用的软启动器是不允许长期在额定负载情况下运行, 应以旁路接触器的形式, 启动完毕后实现短接。在煤矿实际应用过程中, 工艺条件允许的情况下, 可选择多台电动机使用一台软启动器的形式, 有效节约投资成本, 软启动器则以其中最大电动机的容量进行选择。H
参考文献
[1]王豪, 郑恩让.基于PLC的电机软启动系统的设计与实现[J].计算机测量与控制, 2010 (8) .
[2]张光雷, 翟旭阳, 齐秋菊, 等.电动机的启动方式[J].企业技术开发 (学术版) , 2010 (11) .
[3]李进, 秦延贵.软启动技术在电机控制中的应用[J].煤矿现代化, 2009 (1) .