关键词: 电机启动 电气软启动
1、电动机各种启动方式的特点和比较
被选用最广泛的拖动设备,自然是鼠笼型三相异步电动机,用其进行全压启动是最简单、最经济、最可靠的启动方式。但是,当鼠笼电动机启动时,如拖动机械不能承受全压启动的冲击转矩,或其端电压降不能满足规范要求,或者电网波动影响其他负荷的正常运行时,就应采取措施采用降压启动方式。对于降压启动一般有以下几种常用方式:“Y-△”启动器、自耦降压启动器、磁控式软启动器、双速电机软启动、开关磁阻电机、水电阻式软启动器、电子式软启动器。
“Y一△”启动器需6根出线,而且故障率太高,维修费也高,切换时会出现较高的电流转矩峰值,所以仅适用于空载或低阻性转矩启动。一般不适用于煤矿井下防爆的要求。
自耦降压启动器启动时会出现大压降和高电流峰值,存在二次大的冲击电流,其启动电流约为电动机额定电流(Ie)的7倍。其体积大且故障率较高,是笨重复杂的设备,维护工作量大,不能频繁启动。一般不适用于煤矿井下防爆的要求。
磁控式软启动器是利用控磁限幅调压原理,对电动机进行软启动。在启动过程中电压无级平滑地从初始值(约200V,不可调)上升到全压,使电动机在启动中有一个电压匀速增加的过程。启动时间约30s内可调。其结构简单,性能可靠,过载能力强,无二次冲击电流。但它在启动时仍存在一次冲击电流,约为Ie的6倍。启动电流约为Ie的1.8~2.5倍,不可调,适用负载能力一般,不能频繁启动。整机较重,体积较大。一般不适用于煤矿井下防爆的要求。
水电阻式软启动器是利用水导体产生的压降来完成软启动过程的,它在电机的定子绕阻上串接一个水电阻,在启动过程中,利用电子装置控制水导体的电阻,达到降压启动的目地,它启动平稳,可以控制数兆瓦功率的电机,其电压等级达数万伏。但设备的体积较大,不适用于煤矿井下防爆的要求,多数应用于钢厂等设备上。
电子式软启动器可以限制启动期间的压降,没有冲击转矩和电流,力矩匀速平滑上升,保护传动机械、设备和人员,节省能源。启动电流可视负载轻重调整。这种软启动器体积小,一台开关柜能放多台这种启动器,节省工程造价,且故障率与维修费较低。可以满足煤矿井下防爆的要求,所以,这种启动器应是实际应用中首选的产品。
一般都是采用大功率品闸管作为主回路的开关元件,通过单片机控制它的导通角进行智能化控制,它既能保证电动机在负载要求的启动特性下平滑启动,又能降低对电网的冲击。除各启动方式外,还有一些可选功能,如软停车、泵控制、预置慢速、智能制动、准确停车、低速制动等,同时,还能实现直接计算机通信控制,为自动化智能控制打下良好的基础。因此,称它为智能电动机控制器更为贴切。
目前,电子式软启动器主要有以下6种启动方式:
(1)斜坡电压启动(软启动)。顾名思义是电压由小到大呈斜坡线性上升,它是将传统的降压启动从有级变成了无级。启动时,电压迅速上升到初始转矩相对应的电压,然后依设定的启动时间逐渐上升,直至达到电网额定电压,主要用于重载启动。
(2)限流启动。顾名思义是限制电动机的高启动电流,启动电流及启动时间均可在一定范围内预先调定。当必须限制最大启动电流时,可使用此方式。
(3)可选择的加突跳启动。该功能为电动机启动瞬间提供一个大提升转矩以克服负载的静摩擦。但是,突跳会给电网发送尖脉冲,干扰其他负荷,应用时要特别注意。
(4)全压启动。这种软启动方式的作用就像一个固态接触器,充当无触点开关来用。这种方式会引起电流冲击。
(5)双斜坡启动。这种方式在负载变化的情况下是很有用的。双斜坡启动允许用户从两个相互独立的软启动斜坡做出选择,分别设定启动时间和启动转矩。
(6)矩形转矩启动方式。这种软启动器结构紧凑,保护方式齐全,可以满足煤矿对设备保护的要求。在控制方式上采用目前国际上流行的控制策略——模糊控制技术,其控制转矩,可以很好的满足负载的重载启动要求。
2、软启动器的应用
通过以上叙述可知,在工程设计和工程改造中,要想改善工艺提高自动化水平,降低成本提高企业效益,对电动机的启动就必须首先采用最先进的启动设备——电子式软启动器。在选用软启动器时应主要考虑以下问题:
(1)选择生产厂家。国内生产电子式软启动器的厂家很多,产品五花八门,但多数为地面使用的低电压软启动器。目前在市场上有影响力的基本上都是国外产品,如施耐德的TE、罗克韦尔的A—B、ABB、西门子的产品等。
(2)选型。应根据负载性质的不同来选择不同类型的启动器。如果负载是离心泵,则需利用泵控制功能,减少启动和停止时液流冲击所产生的系统水锤现象的发生,所以必须选用带泵控制功能的软启动器,如另带欠载保护和防相位颠倒保护的则更好。负载是通风机的话,可利用软启动功能,减少磨损和机械冲击,并可利用停机时制动转矩功能。负载是搅拌机,可利用双斜坡启动和预置低速运行,避免机械损坏。负载是输送设备,则利用软启 |