鼠籠型異步電動機是現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛采用的一種動力機械。作為拖動生產(chǎn)機械的電動機，對其起動眭能的主要要求是：①具有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩；②具有較小的起動電流；③起動設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；④起動過程中能量損耗越小越好。

 

　　1 電機起動的傳統(tǒng)方式

 

　　鼠籠型電動機直接全壓起動時的大電流在電機定子線圈和轉(zhuǎn)子鼠籠條上產(chǎn)生很大的沖擊力，會破壞繞組絕緣和造成鼠籠條斷裂，引起電機故障；大電流還會產(chǎn)生大量的熱，損傷繞組絕緣，減少電機壽命?？刹捎迷龃笈潆娙萘炕蛳拗齐姍C起動電流的方法來解決上述問題。如果僅僅為起動電機而增大配電容量，這樣并不經(jīng)濟。因此，通常配備限制電機起動電流的起動設(shè)備。常用的方法有：

 

　　1）定子串接電抗器或者電阻起動。定子串電抗器起動，降低了起動電流，但也降低了起動電壓，使得起動轉(zhuǎn)矩降低得更多。因此，定子串電抗器降壓起動只適用于電動機的輕載起動。

 

　　2）丫一△降壓起動。丫一△降壓起動也是適用于電動機的輕載起動，而且限于正常運行為△接法的電動機。魯布革電廠低壓空氣壓縮機電機就是采用此種方式。

 

　　3）自耦變壓器降壓起動。采用自耦變壓器降壓起動時，與直接起動相比較，起動電壓降低得很多（為額定電壓的1／4—1／7），而起動轉(zhuǎn)矩降低得更多；且自耦變壓器不允許頻繁起動，因而限制了它的廣泛使用。

 

　　4）延邊三角形降壓起動。延邊三角形起動的電動機制成后，抽頭不能隨意變動，從而限制了延邊三角形起動方法的應用。

 

　　這些起動方式都屬于有級減壓起動，存在明顯缺點，即起動過程中出現(xiàn)二次沖擊電流。

 

　　2 軟啟動器起動

 

　　2．1 軟啟動器工作原理

 

　　軟起動器是一種集軟起動、軟停車、輕載節(jié)能和多功能保護于一體的電機控制裝置。它不僅實現(xiàn)在整個起動過程中無沖擊而平滑的起動電流，而且可根據(jù)電動機負載的特性來調(diào)節(jié)起動過程中的參數(shù)，如限流值、起動時間等。此外，它還具有對電機的保護功能，這就從根本上解決了傳統(tǒng)的降壓起動設(shè)備的諸多弊端。

 

　　軟啟動器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動機定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路，主電路圖見圖1。

 

　　使用軟啟動器起動電動機時，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機逐漸加速，直到晶閘管全導通，電動機工作在額定電壓的機械特性上，實現(xiàn)平滑啟動，降低啟動電流，避免啟動過流跳閘。待電機達到額定轉(zhuǎn)速時，啟動過程結(jié)束，軟啟動器自動用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管，為電動機正常運轉(zhuǎn)提供額定電壓，以降低晶閘管的熱損耗，延長軟啟動器的使用壽命，提高其工作效率，又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)速逐漸下降到零，避免了自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。

 

　　2．2 軟啟動器的起動方式

 

　　2．2．1 限流起動

 

　　在起動過程中，限制其起動電流不超過某一設(shè)定值（Im），然后保持輸出電流;Im的條件下逐漸升高電壓，直到額定電壓；使電機轉(zhuǎn)速逐漸升高，直到額定轉(zhuǎn)速。

 

　　2．2．2 斜坡電壓起動

 

　　在起動過程中，電機的輸出力矩隨電壓增加，在起動時提供一個初始的起動電壓Us，這時輸出電壓從Us開始按一定的斜率上升（斜率可調(diào)），電機不斷加速。當輸出電壓達到達速電壓Ur時，電機也基本達到額定轉(zhuǎn)速。當電機達到額定轉(zhuǎn)速時，使輸出電壓達到額定電壓。

 

　　2．2．3 轉(zhuǎn)矩控制起動

 

　　轉(zhuǎn)矩控制起動用在重載起動，它是將電動機的起動轉(zhuǎn)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。

 

　　2．2．4 轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動

 

　　在起動開始階段，讓晶閘管在極短的時間內(nèi)全導通后回落，再按原設(shè)定的值線性上升，進入恒流起動。轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動與轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩克服電機靜轉(zhuǎn)矩，然后轉(zhuǎn)矩平滑上升，縮短起動時間。

 

　　2．2．5 電壓控制起動

 

　　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(zhuǎn)矩，盡可能的縮短起動時間，是優(yōu)的輕載軟起動方式。

 

　　3 軟啟動器在魯廠的應用

 

　　3．1 軟啟動器起動、停止特性

 

　　對水泵類負荷來說，電動機全壓起動時，水流會在很短的時間內(nèi)達到全速，在遇到管路拐彎時，高速的水流沖擊到管壁上，產(chǎn)生很大的沖擊力，形成水錘效應，會破壞管道。如果水泵前面的管路比較長，當水泵電機突然停止時，高速的水流會沖擊到水泵的葉輪上，產(chǎn)生很大的沖擊力，會使葉輪變形或損壞。

 

　　魯廠1號、2號水泵房承擔地下廠房的滲漏水排出任務(wù)。1號水泵房6臺電機額定功率為110KW，額定電流202．2 A；2號水泵房3臺電機額定功率為75 kW，額定電流140 A。水泵在運行中出現(xiàn)的問題有：1號水泵房的1號檢修深井泵，由于停泵時的水錘過大，致使原鑄鐵的逆止閥爆裂，現(xiàn)在雖然更換成了緩閉逆止閥，緩解了水錘效應，但是水錘仍會把電機的制動止逆盤損壞。2號水泵房的2號低壓泵，水錘效應使水泵的葉輪損壞。

 

　　2005年4月魯廠對1號、2號水泵房9臺水泵的控制系統(tǒng)進行了改造，將系統(tǒng)由以前的繼電器控制改成可編程控制器控制。水泵電機改造前為直接起動，現(xiàn)用ABB公司的 PSI軟起動器起動。通過對軟啟動器各項參數(shù)的設(shè)置使電機獲得較好的起動性能。升壓時間：3s，起始電壓：60％，限流倍數(shù)：4Ie。

 

　　電機起動時，起動電壓60％Ue，當起動電流達到4倍額定電流時，輸出電壓保持穩(wěn)定，直到電流下降到限制值以下，升壓過程才會繼續(xù)，保證了起動電流始終小于4倍額定電流，見圖2。

 

　　水泵停轉(zhuǎn)時，水錘作用造成系統(tǒng)噪聲大，振動大，常出現(xiàn)逆止閥斷裂、水泵使用壽命過短甚至管路破裂等故障，在供水系統(tǒng)中難解決的問題就是水泵停機時水錘造成的危害，軟起動器優(yōu)良的軟停功能正好從根本上解決這一難題。通過對軟啟動器各項參數(shù)的設(shè)置使水泵獲得較好的制動性能。降壓時間：t2一t1=3 s，結(jié)束電壓：60％Ue。

 

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