1 引言
隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,
高壓電動機(jī)的數(shù)量不斷增加。由于大
電機(jī)直接起動時的電流為正常
工作電流的5~7倍,而啟動轉(zhuǎn)矩只有額定轉(zhuǎn)矩的0.4--1.6倍。它在
電網(wǎng)條件(電機(jī)啟動時的電網(wǎng)壓降小于10%)和工藝條件(啟動轉(zhuǎn)矩滿足)允許的情況下,可以
直接啟動。但過大的啟動電流、過小的啟動轉(zhuǎn)矩和過長的啟動時間給電機(jī)和電網(wǎng)造成了極大的危害。常導(dǎo)致電網(wǎng)電壓、
諧波波動的增大以至前級跳閘,大大的增加了電網(wǎng)污染,嚴(yán)重的影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。同時,也對自身造成了很大傷害。因此,必須在電源和電機(jī)之間串入軟啟動柜來解決這些問題。
高壓大功率交流異步電動機(jī)軟啟動柜,使電動機(jī)在從零升速至額定轉(zhuǎn)速的啟動過程更加平穩(wěn)。高壓大功率交流異步電動機(jī)軟啟動柜可減小電動機(jī)硬啟動(即直接啟動)引起的電網(wǎng)電壓降,使之不影響共網(wǎng)其他
電氣設(shè)備的正常運(yùn)行;可減小電動機(jī)的沖擊電流,沖擊電流會造成電動機(jī)局部升溫過大而降低電動機(jī)壽命,沖擊電流還會以電磁波的形式干擾電氣儀表的正常運(yùn)行;可減小機(jī)械沖擊,沖力加速所傳動機(jī)械(軸、嚙合齒輪等)的磨損。
近幾年隨著國內(nèi)一些6kV和
10KV的大容量電動設(shè)備投入運(yùn)行的不斷增加,特別是那些啟動
力矩較大的風(fēng)機(jī)泵類電機(jī)的增多,帶動了電動機(jī)軟啟動技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,一些技術(shù)先進(jìn)的有關(guān)電動機(jī)啟動的智能控制技術(shù)受到社會的
廣泛關(guān)注。
2 軟啟動優(yōu)點(diǎn)
通常電動機(jī)的啟動方式有兩種:一種是在額定電壓下的直接啟動,又被稱為硬啟動;另一種是降低電機(jī)的啟動電壓或電流的啟動,也被稱為軟啟動。為了減少對電網(wǎng)的沖擊,中、大功率的電動機(jī)一般都不允許直接啟動。降壓啟動先后經(jīng)過了兩個發(fā)展階段,一是采用"Y-△"
接線啟動和自耦降壓啟動,二是引進(jìn)電力電子技術(shù),用軟
起動器、
變頻器等設(shè)備啟動電機(jī)。第二種方式能從零開始,線性平滑地增加電壓,不但減小了對電網(wǎng)的沖擊,也減小了對電機(jī)的沖擊。
3 常見軟啟動
對于大功率高壓電動機(jī)而言,軟啟動比直接啟動具有如下優(yōu)勢:(1)減小啟動過程引起的電網(wǎng)下降,使之不影響共網(wǎng)其他電氣設(shè)備的正常運(yùn)行;(2)減小電動機(jī)的沖擊電流,避免電動機(jī)局部過熱影響電動機(jī)的壽命;(3)減少電磁干擾,避免沖擊電流以電磁波的形式干擾電子設(shè)備和電氣儀表的正常運(yùn)行?;谏鲜鲈?,對高壓
電機(jī)軟啟動的研究就具有十分重要的意義。
3.1 變頻軟啟動
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置,通過變頻器設(shè)定較低頻率來達(dá)到電動機(jī)軟啟動的目的。變頻器在很多現(xiàn)場主要的應(yīng)用目的是用作節(jié)能。而作為
軟起動器的優(yōu)點(diǎn)是:效率高,輸出頻率高;動態(tài)性能好,過載能力強(qiáng);轉(zhuǎn)矩脈沖較小,電機(jī)噪聲??;網(wǎng)側(cè)配置多樣化,可實(shí)現(xiàn)12、18或24脈沖整流,以減少網(wǎng)側(cè)諧波;直流進(jìn)線可配制動
電阻;與基波一致的
功率因數(shù);可無熔斷器設(shè)計。缺點(diǎn)是:價格較貴,技術(shù)復(fù)雜多樣,體積較大。一般的用戶主要應(yīng)用變頻器的主要目的是節(jié)能兼顧軟啟動的功能,如果是單就軟啟動的功能比較少的用戶使用。
此種方式是通過磁放大
原理,在飽和
電抗器的控制線圈中加入較小的控制電流,使
電抗器的飽和程度有所改變,從而改變串入電抗器的電機(jī)的啟動電流。此種方式運(yùn)用了磁放大原理,從而達(dá)到以較小的功率控制放大功率的目的。此種方式的優(yōu)點(diǎn)是電感的體積和成本比電壓器有所降低,價格適中。缺點(diǎn)是:響應(yīng)慢、噪聲大。
3.3 晶閘管軟啟動
它是應(yīng)用了
可控硅串聯(lián)技術(shù),通過光纖傳輸控制信號,控制可控硅串的同時導(dǎo)通和關(guān)斷,從而控制電機(jī)的啟動過程。可控硅方式軟啟動有諸多優(yōu)點(diǎn):體積小,重量輕,控制迅速,響應(yīng)快??煽毓璺绞絾?,
可靠性高,啟動成功率有保證。至于價格方面,由于此項技術(shù)門檻較高,以前此類產(chǎn)品均為進(jìn)口,給人以高價的印象,隨著半導(dǎo)體元件的價格降低和國內(nèi)有實(shí)力的公司介入,價格已達(dá)到了人們可以接受的程度。
3.4 液態(tài)電阻軟啟動
水電阻軟啟動是在電機(jī)的定子或
轉(zhuǎn)子回路中串入
液體電阻的啟動方式。當(dāng)電機(jī)啟動過程中,裝置通過改變極板的距離,相應(yīng)的改變極板間
液體電阻,從而調(diào)節(jié)了電機(jī)的電壓。
水電阻啟動最大的優(yōu)點(diǎn)就是:
價格便宜。由于沒有采用現(xiàn)代功率電子器件,而采用落后的機(jī)械調(diào)節(jié)極板距離的方式,技術(shù)含量低,所以售價相對較低??梢杂糜?a href="/tag/raoxiandianji.html" target="_blank">繞線電機(jī)及
籠型電機(jī)。但
水電阻的缺點(diǎn)也是顯而易見的:體積大、水電阻式占地面積大,需要更大的
配電室面積、水電阻還有使用壽命低、環(huán)境適應(yīng)性差的缺點(diǎn)。同時環(huán)境溫度對其啟動性能有很大的影響,無法頻繁啟動、不適合一拖多。初次啟動后,如果要再次啟動,就需等溶液溫度降低,需要等待很長時間,否則溶液有可能因溫度過高而大量汽化。此外水電阻式還存在水的蒸發(fā)問題和污染問題等。
4 結(jié)束語
綜上所述,變頻器軟啟動盡管技術(shù)先進(jìn),但是價格昂貴,而且體積龐大,高端客戶才選用;液態(tài)電阻軟啟動盡管體積較大,維護(hù)量大,但是相對便宜的價格,加上產(chǎn)品的進(jìn)一步提高,將具有不錯的競爭力;晶閘管軟啟動尺寸最小,但是容易被擊穿,假以時日,市場前景還是不錯;磁控軟啟動,相比于以上幾種,價格居中,尺寸居中,具有不錯的競爭力。
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