日期:2023/1/1 Click:631
軟起動器在水泥行業(yè)的應用技術
籠型異步電機由于結構簡單、控制方便、效率高等優(yōu)點而被水泥企業(yè)廣泛地應用于機械設備的拖動中。在實際使用中,電動機在起動或停止過程中還存在著一系列問題。全壓起動時要產(chǎn)生較大的沖擊電流(一般為額定電流的5~8倍)。電動機容量越大,起動時沖擊電流對電網(wǎng)及其負載沖擊就越大,特別是大容量電機直接起動會對電網(wǎng)及其他負載造成干擾,甚至危害電網(wǎng)的安全運行;同時由于起動應力較大,使負載設備的使用壽命降低。在停機時,如果拖動系統(tǒng)突然失去轉矩,靠系統(tǒng)的摩擦轉矩克服系統(tǒng)的慣性滑行停車,也給拖動系統(tǒng)帶來諸多問題。
解決辦法有兩個:一是增大配電容量;二是采用限制電機起動電流的起動設備。如果僅僅為起動電機而增大配電容量,從經(jīng)濟角度來說,顯然不可取。為此,在水泥廠設計時,對低壓大電機需要配備限制電機起動電流的起動設備,常用的有Y/Δ起動,自藕降壓起動等方式來實現(xiàn)。這些方法雖然靠接觸器切換電壓實施啟動降壓,可以達到降低電流的目的,但沒有從根本上解決起動瞬時電流尖峰沖擊問題。起動轉距基本固定不可調(diào),起動過程中都存在二次沖擊電流,對負載機械有沖擊轉距,且受電網(wǎng)波動的影響,一旦出現(xiàn)電網(wǎng)電壓向下浮動,會造成電機堵轉、起動過程接觸器帶載切換,易造成觸點的拉弧、損壞等方面問題。嚴重時燒毀開關、電動機,影響電網(wǎng)其它設備運行。
隨著電力電子技術的發(fā)展,軟起動器作為一個新型電動機起動裝置可以克服以上缺點,它是一種集電機軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護于一體的新穎電機控制裝置。目前,水泥企業(yè)籠型異步電機的降壓起動設備正逐步被軟起動器取代。
二、軟起動器的工作原理及主要特點
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軟起動器的工作原理 軟起動主要由串接于電源與被控電動機之間三對反并聯(lián)晶閘管調(diào)壓電路構成,F(xiàn)代軟起動器基本上都采用了電力電子技術和微機控制技術,以單片微機作為中央控制器控制核心來完成測量及各種控制算法,因此,軟起動器具備了很強的功能和靈活性。整個起動過程是數(shù)字化程序軟件控制下自動進行。利用三對晶閘管的電子開關特性,通過起動器中的單片機,控制其觸發(fā)脈沖的遲早來改變觸發(fā)角的大小。而觸發(fā)導通角的大小,又改變晶閘管的導通時間,*終改變加到定子繞組的三相電壓的大小。異步電動機定子調(diào)壓的結果,一方面其轉矩近似與定子電壓的平方成正比,另一方面電動機的電流又和定子電壓成正比。電動機的起動轉矩和初始電流的限制可以通過定子電壓的控制來實現(xiàn),而定子電壓又是通過可控硅的導通相角來控制的,所以不同的初始相角可實現(xiàn)不同的端電壓,以滿足不同的負載起動特性。電動機起動過程中,晶閘管的導通角逐漸增大,晶閘管的輸出電壓也逐漸增加,電動機從零開始加速,直到晶閘管全導通,從而實現(xiàn)電動機的無級平滑起動。電動機工作在額定電壓的機械特性上。電動機的起動轉矩和起動電流的*大值可根據(jù)負載情況設定。
軟起動器常用的幾種起動方式:
1、限流起動電機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設定值(Is)的軟起動方式。其輸出電壓從零開始迅速增長,直到輸出電流達到預先設置的電流限值Is,然后保持輸出電流I<Is的條件下逐漸升高電壓,直到額定電壓。使電機轉速逐漸升高,直到額定轉速。這種起動方式的優(yōu)點是起動電流小,且可按需要調(diào)整。對電網(wǎng)影響小,其缺點是在起動時難以知道起動壓降,不能充分利用壓降空間。損失起動力矩,對電動機不利。
2、斜坡電壓起動 這種起動方式*簡單,不具備電流閉環(huán)控制,僅調(diào)整晶閘管導通角,使之與時間成一定函數(shù)關系增加。顧名思義是電壓由小到大斜坡線性上升,它是將傳統(tǒng)的降壓起動從有級變成了無級,主要用在重載起動,它的缺點是初始轉矩小,轉矩特性拋物線型上升對拖動系統(tǒng)不利,且起動時間長有損于電機。
3、轉矩控制起動 用在重載起動,它是將電動機的起動轉矩由小到大線性上升,它的優(yōu)點是起動平滑,柔性好,對拖動系統(tǒng)有更好的保護,它的目的是保護拖動系統(tǒng),延長拖動系統(tǒng)的使用壽命。同時降低電機起動時對電網(wǎng)的沖擊,是*優(yōu)的重載起動方式,它的缺點是起動時間較長。
4、 轉矩加突跳控制起動與轉矩控制起動 相仿也是用在重載起動,不同的是在起動的瞬間用突跳轉矩克服電機靜轉矩,然后轉矩平滑上升,縮短起動時間。但是,突跳會給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖,干擾其它負荷,應用時要特別注意。
5、 電壓控制起動是用在輕載起動的場合,在保證起動壓降下發(fā)揮電動機的*大起動轉矩,盡可能的縮短了起動時間,是*優(yōu)的輕載軟起動方式。
綜上所述不難看出,*適用*先進的起動方式應是電壓控制起動和轉矩控制起動及轉矩加突跳控制起動。目前的軟起動器多是限電流起動和斜波電壓起動,它是*原始*低級*簡單的起動方式,還有的是限流起動和轉矩加突跳控制起動。唯有電壓控制和純轉矩控制及轉矩加突跳控制起動較為先進。
常用停機方式有三種:一是自由停車,二是軟停車,三是制動停車。