皖北煤電集團(tuán)祁東煤礦 安徽 宿州 234000

一、傳統(tǒng)啟動(dòng)方式所影響的問題

1.1 全電壓直接啟動(dòng)方法 在交流異步電動(dòng)機(jī)控制中,全電壓直接啟動(dòng)方法是最簡單的啟動(dòng)方法。此啟動(dòng)方法僅需要使用接觸器將電動(dòng)機(jī)直接連接至電網(wǎng)即可啟動(dòng)交流異步電動(dòng)機(jī)。這種啟動(dòng)方法的優(yōu)點(diǎn)是要求少且啟動(dòng)速度快,但這種啟動(dòng)方法也有許多缺點(diǎn)。由于全電壓直接啟動(dòng),因此啟動(dòng)電流太大。在空載條件下,啟動(dòng)電流遠(yuǎn)高于額定電流。在負(fù)載條件下,該值較高,這會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生不利影響,使電網(wǎng)電壓降低并干擾其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。另外,當(dāng)電流值過高時(shí),電動(dòng)機(jī)的溫度會(huì)升高,會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的安全性能及降低使用壽命。傳統(tǒng)的全電壓直接啟動(dòng)方法不僅在安全性能上具有巨大的隱患,而且在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)變壓器的容量、額定電壓降、功率等諸多方面都有很多限制。

1.2 降壓啟動(dòng)方法 與全電壓直接啟動(dòng)方法相比,降壓啟動(dòng)方法可以減小啟動(dòng)電流,但電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩也會(huì)變小。設(shè)備過載時(shí),無法使用此啟動(dòng)方法。常用的降壓方法有：星形/三角形啟動(dòng)器、自耦變壓器降壓啟動(dòng)、磁控軟啟動(dòng)器和三角形啟動(dòng)器等。如果在正常運(yùn)行條件下定子繞組采用角形接法,則采用星形－三角形啟動(dòng)裝置。該方法不需要太多的設(shè)備條件,并且控制過程的能量消耗低。但該方法的缺點(diǎn)是故障率很高,必須經(jīng)常維護(hù)和檢查,并且設(shè)備不能頻繁啟動(dòng)。如果起動(dòng)電流和轉(zhuǎn)矩值過高,也會(huì)妨礙電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。盡管自耦變壓器的啟動(dòng)可以滿足不同的負(fù)載要求,但自耦變壓器的體積和重量太大,在啟動(dòng)過程中會(huì)損失太多的材料,不穩(wěn)定的性能會(huì)導(dǎo)致頻繁的故障,并且維護(hù)成本太高。

二、軟啟動(dòng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

2.1 靈活的啟動(dòng)方式 軟啟動(dòng)在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)實(shí)際情況可以選擇不同的啟動(dòng)方式,具有靈活性特點(diǎn),同時(shí),為了達(dá)到更加理想的啟動(dòng)效果,工作人員也可以根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行啟動(dòng)參數(shù)的設(shè)置,從而使電機(jī)在更為穩(wěn)定的狀態(tài)下運(yùn)行,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的保護(hù)。

2.2 全功能保護(hù)系統(tǒng) 軟啟動(dòng)器不僅能提供過載保護(hù),而且可提供各種操作故障狀態(tài)下的保護(hù),諸如輸入/輸出缺相、電機(jī)堵轉(zhuǎn)、晶閘管短路及失壓、過壓、短路等保護(hù)。其中,內(nèi)置的過載保護(hù)功能可省去熱繼電器,使配電柜內(nèi)布線更加簡單、迅速；此外,不需增加任何傳感器或儀表,可讀取電機(jī)的運(yùn)行參數(shù),如電流、電壓、功率、千瓦時(shí)及運(yùn)行時(shí)間等。除了擁有強(qiáng)大的保護(hù)功能之外,軟啟動(dòng)器還具有故障自診斷動(dòng)能,大大減少了以往故障查找與檢修的時(shí)間,節(jié)省了人力。

2.3 啟動(dòng)平穩(wěn)可靠 軟啟動(dòng)器內(nèi)所蘊(yùn)含的大電流是沒有觸點(diǎn)的,因而也就比較難發(fā)生接觸不良現(xiàn)象,電機(jī)的運(yùn)行也就會(huì)非常平穩(wěn)。此外,軟啟動(dòng)器一般配備可視化菜單,經(jīng)過設(shè)計(jì)師的精心設(shè)計(jì),符合人性化的需求,工作人員可以非常方便地在菜單中讀取設(shè)備運(yùn)行的有關(guān)參數(shù),變量,或者對(duì)設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行人工控制。軟啟動(dòng)器本身還可以添加網(wǎng)絡(luò)接口,真正做到自動(dòng)化。這都極大地方便了電機(jī)的可操作性,出現(xiàn)問題時(shí)工作人員對(duì)于故障往往能夠一目了然,維修更有效率。

2.4 節(jié)能運(yùn)行及延長使用壽命 隨著電機(jī)負(fù)載率的變化,軟啟動(dòng)能自動(dòng)調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速,使電機(jī)運(yùn)行功率因素相應(yīng)提高,同時(shí)降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的功率損耗,對(duì)經(jīng)常啟動(dòng)且負(fù)載變化頻繁的電機(jī),節(jié)能效果顯著,電機(jī)在負(fù)載到滿載范圍內(nèi)的最高綜合節(jié)電效果可達(dá)損耗的40%左右。電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)能有效降低啟動(dòng)機(jī)械應(yīng)力,減少對(duì)傳動(dòng)元件的機(jī)械沖擊,在液壓系統(tǒng)中能有效消除喘振或液擊問題,提高設(shè)備使用壽命。

三、軟啟動(dòng)技術(shù)在電機(jī)控制中的應(yīng)用分析

3.1 軟啟動(dòng)技術(shù) 軟啟動(dòng)器在主回路大多選擇的是晶閘管調(diào)壓電路,也就是有六個(gè)晶閘管,每兩個(gè)晶閘管并聯(lián),然后再通過串接的方式連接在電機(jī)上,電機(jī)使用的三相供電。這種軟啟動(dòng)的流程是：啟動(dòng)器中的自動(dòng)化控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收指令,隨后會(huì)自動(dòng)開始計(jì)算過程,如果計(jì)算結(jié)果達(dá)到觸發(fā)要求,晶閘管就會(huì)發(fā)出信號(hào),再遵照啟動(dòng)器的規(guī)定模式對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)了控制電機(jī)的啟動(dòng)。結(jié)束啟動(dòng)后,接觸器就會(huì)動(dòng)作,晶閘管跳閘,使電動(dòng)機(jī)可以直接參與到電網(wǎng)工作,極大降低了電能損失。

3.2 軟啟動(dòng)在電機(jī)控制應(yīng)用方式 軟啟動(dòng)的本質(zhì)是按照既定程序執(zhí)行降壓啟動(dòng)。軟啟動(dòng)器常用的啟動(dòng)方法有：在輕負(fù)載下,可以使用限流啟動(dòng)和電壓控制的啟動(dòng)方式,其中電壓控制啟動(dòng)方式在將啟動(dòng)電壓降保持在穩(wěn)定范圍內(nèi)的同時(shí),還可以盡可能地增加電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,并大大縮短了啟動(dòng)時(shí)間,這是輕負(fù)載下最有效,最合理的啟動(dòng)方法。在重載下可以使用電壓斜坡啟動(dòng)和轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)模式,其中轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)模式是最合理,最有效的重載啟動(dòng)方法,它可以穩(wěn)定地驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng),并且對(duì)電網(wǎng)的影響很小,但該啟動(dòng)方法仍存在一些缺點(diǎn),即啟動(dòng)過程太慢,花費(fèi)時(shí)間長。

3.3 軟啟動(dòng)技術(shù)在電機(jī)控制注意問題 在電機(jī)運(yùn)行過程中,運(yùn)用軟啟動(dòng)技術(shù)時(shí)需要控制好沖擊力,因此,軟啟動(dòng)技術(shù)對(duì)設(shè)備的質(zhì)量要求較高,必須具備很高的精密性。如果設(shè)備電流滿載,就需要選擇變頻軟啟動(dòng),這種方式不僅能夠調(diào)節(jié)好電壓還能夠在電流超載的情況下取得良好的啟動(dòng)效果。

結(jié)束語

總之,雖然在交流異步電機(jī)的啟動(dòng)中,全壓直接啟動(dòng)方式和降壓啟動(dòng)方式仍在大范圍應(yīng)用,但性能更加優(yōu)異的軟啟動(dòng)技術(shù)正受到更多的認(rèn)可,在大多數(shù)情況下電機(jī)控制工作中,軟啟動(dòng)技術(shù)相比傳統(tǒng)方式成本更低、效率更高,更大限度的開發(fā)電機(jī)潛能,增高生產(chǎn)工作的效率和質(zhì)量。