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        電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與保護(hù)方式的探析

        2014-08-08 03:23:52鎮(zhèn)

        王 鎮(zhèn)

        (滄州惠邦機(jī)電產(chǎn)品制造有限責(zé)任公司,河北 南皮 061500)

        隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新與發(fā)展,電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與保護(hù)模式性能越來(lái)越高。傳統(tǒng)的以“星——三角方式”啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩太大的情況下是不能使用的,只能在符合使用條件的場(chǎng)合才能使用,并且以自耦減壓方式啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)也是存在缺點(diǎn)的。最近這幾年,低壓電動(dòng)機(jī)和高壓電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式都有了改變;目前,低壓電動(dòng)機(jī)基本是電子式的軟啟動(dòng)和變頻器啟動(dòng),高壓電動(dòng)機(jī)基本是一液體電阻降壓方式啟動(dòng)。低壓電動(dòng)機(jī)和高壓電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)保護(hù)方法基本上都可以起到電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與保護(hù)作用。

        一、以往的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和保護(hù)方式

        電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式在2007年后已有新的方式,軟啟動(dòng)方式也逐漸替代硬啟動(dòng)方式,在電動(dòng)機(jī)的保護(hù)技術(shù)上有了較快的進(jìn)步,現(xiàn)在的電子式的各種功能齊全的保護(hù)方式已經(jīng)完全替換了傳統(tǒng)的熱元件保護(hù),

        1.硬啟動(dòng)方式的現(xiàn)狀

        硬啟動(dòng)方式既有優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也存在著缺點(diǎn);例如:硬啟動(dòng)方式電路簡(jiǎn)單,維修方便,一次性成本投入較低,但是也存在啟動(dòng)電流大,對(duì)電動(dòng)機(jī)及機(jī)械設(shè)備沖擊較大等問(wèn)題。在負(fù)載狀已知情況下,可選擇式啟動(dòng)抽頭電壓是有一定優(yōu)勢(shì)的,但是在大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí),低電壓抽頭不能完成啟動(dòng)過(guò)程,而且高電壓檔會(huì)產(chǎn)生較大的啟動(dòng)電流,同時(shí)也會(huì)沖擊電動(dòng)機(jī)和電網(wǎng),還會(huì)造成絕緣物被擊穿,電網(wǎng)的某些主開關(guān)跳閘,妨礙了電網(wǎng)的某些保護(hù)參數(shù)的整定,也會(huì)燒壞啟動(dòng)器的交流接觸器。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的硬啟動(dòng)器的二次控制電路中有一只時(shí)間繼電器,硬啟動(dòng)器的啟動(dòng)與運(yùn)行都由它控制,時(shí)間一長(zhǎng),這只繼電器也會(huì)有損壞,從而失去作用。一旦啟動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行過(guò)長(zhǎng),欠電壓運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)會(huì)受到損壞,使電氣設(shè)備的安全運(yùn)行受到影響。硬啟動(dòng)方式在以前經(jīng)常使用,主要是硬啟動(dòng)比軟啟動(dòng)低。硬啟動(dòng)的傳統(tǒng)保護(hù)方式也存在很多缺陷,也即將被淘汰。

        2.軟啟動(dòng)的基本情況

        最近幾年,硬啟動(dòng)方式已經(jīng)被電子式軟啟動(dòng)的方式基本取代。并且,它具有小電流啟動(dòng),連續(xù)平滑啟動(dòng)和加速,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小到大連續(xù)變化的優(yōu)點(diǎn),保護(hù)方式也有所增加,有效的解決傳統(tǒng)方式中存在的缺點(diǎn)。

        軟啟動(dòng)器是一種新穎電動(dòng)機(jī)控制裝置,它主要由三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路組成,為了達(dá)到不同目的而采用不同的方法使被控電動(dòng)機(jī)的輸入電壓按不同的要求而變化,就可以適應(yīng)不同負(fù)載電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。

        軟啟動(dòng)方式中有一種比普通軟啟動(dòng)更好地啟動(dòng)方式——變頻器,它可以使軟啟動(dòng)變得緩慢,從而達(dá)到節(jié)能的效果,并且能與其它自控器件有效地組合成成熟的自動(dòng)控制系統(tǒng);同時(shí)改變輸出電壓和頻率;作為調(diào)節(jié)器的軟啟動(dòng)器只改變輸出電壓。變頻器可以作為軟啟動(dòng)器,但是它價(jià)格貴,結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

        一般情況下,軟啟動(dòng)器的工作原理有以下幾種啟動(dòng)方式。

        (1)斜坡升壓軟啟動(dòng)。這種啟動(dòng)方式也存在優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)是不具備電流閉環(huán)控制,僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角,使之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加,缺點(diǎn)是在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中由于不限流時(shí)要產(chǎn)生較大的沖擊電流使晶閘管損壞,對(duì)電網(wǎng)影響較大。

        (2)斜坡恒流軟啟動(dòng)。斜坡恒流軟啟動(dòng)是在開始啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)逐漸增加電流,一直到啟動(dòng)完成后電流保持不變。在啟動(dòng)是電流的變化速度是可以自己設(shè)置的,根據(jù)當(dāng)時(shí)的啟動(dòng)條件進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。因?yàn)樗母鞣N優(yōu)點(diǎn)而在風(fēng)機(jī)、泵類等器械上經(jīng)常應(yīng)用。

        (3)階躍啟動(dòng)。階躍啟動(dòng)就是開機(jī)時(shí)以最短時(shí)間使啟動(dòng)電流迅速達(dá)到設(shè)定值,為了達(dá)到快速啟動(dòng)的效果,可以調(diào)節(jié)啟動(dòng)電流設(shè)定值。

        (4)脈沖沖擊啟動(dòng)。這種啟動(dòng)方式應(yīng)用場(chǎng)合很少,只有在其他啟動(dòng)方式不能實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)任務(wù)時(shí)才得以應(yīng)用,它是在開始啟動(dòng)時(shí),讓晶閘管快速通導(dǎo)大電流一會(huì)兒再降下來(lái),再上升到預(yù)定電流值保持穩(wěn)定。

        二、現(xiàn)階段電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與保護(hù)方式的進(jìn)展

        近年來(lái),電子式軟啟動(dòng)方式將成為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的主要方式,硬啟動(dòng)在電子式軟啟動(dòng)方式將基本被淘汰,原本已有的硬啟動(dòng)也將作出維修和改造,到最后實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)全面代替硬啟動(dòng),使硬啟動(dòng)完全退出時(shí)代舞臺(tái)。

        1.軟啟動(dòng)與傳統(tǒng)減壓?jiǎn)?dòng)方式的比較

        星——三角啟動(dòng)、自耦減壓?jiǎn)?dòng)、電抗器啟動(dòng)等啟動(dòng)方式都屬于有級(jí)減壓的硬啟動(dòng),都存在大量缺陷,而軟啟動(dòng)與其相比,具有明顯的優(yōu)勢(shì),如下:

        一是無(wú)沖擊電流。軟啟動(dòng)器通過(guò)逐漸增大晶閘管導(dǎo)通角,使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流從零線性上升至設(shè)定值實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。二是恒流啟動(dòng)。軟啟動(dòng)器可以使電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中保持恒流,確保電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)啟動(dòng)。三是啟動(dòng)電流的調(diào)節(jié)。根據(jù)負(fù)載情況可自由地?zé)o級(jí)調(diào)整至最佳的啟動(dòng)電流。四是實(shí)現(xiàn)軟停車。電動(dòng)機(jī)停機(jī)時(shí),傳統(tǒng)的控制方式都是通過(guò)瞬間停電完成的,這樣會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備造成損壞,而軟停車技術(shù)可以完全避免這一事故的發(fā)生,使維修成本降低。五是實(shí)現(xiàn)輕載節(jié)能。軟啟動(dòng)方式可以控制在不同負(fù)載時(shí)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)端電壓,使電動(dòng)機(jī)能正常工作,并能減少各種損耗。

        2.軟啟動(dòng)的保護(hù)功能的優(yōu)越性

        軟啟動(dòng)的保護(hù)功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)硬啟動(dòng)器的保護(hù)功能。

        在過(guò)載保護(hù)方面。軟啟動(dòng)器在電流控制壞的作用下可以隨時(shí)感知電動(dòng)機(jī)中變化的電流,為了達(dá)到過(guò)載保護(hù)功能,可以通過(guò)增加過(guò)載電流的設(shè)定和反時(shí)限控制模式實(shí)現(xiàn),在電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

        缺相保護(hù)功能。工作時(shí),軟啟動(dòng)器隨時(shí)檢測(cè)三相線電流的變化,一旦發(fā)生斷流,即可作出缺相保護(hù)反應(yīng)。

        過(guò)熱保護(hù)功能。熱繼電器可以在軟啟動(dòng)器內(nèi)部檢測(cè)晶閘管散熱器的溫度,在溫度過(guò)高時(shí),它將關(guān)斷晶閘管,并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

        此外,還有軟啟動(dòng)MCC控制柜控制中心,即我們常見(jiàn)電動(dòng)機(jī)控制中心——MCC控制柜。一般由輸入端的斷路器、軟啟動(dòng)器、軟啟動(dòng)器的旁路接觸器、二次側(cè)控制電路、電壓、電流顯示儀器以及運(yùn)行工作狀態(tài)指示儀表組成。

        [1]惠更斯.探索低壓電動(dòng)機(jī)和高壓電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的不同方式[J].中國(guó)電氣化,2010(09).

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