摘 要：氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中，需要電力拖動(dòng)設(shè)備有破碎機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、皮帶輸送機(jī)、水泵等，這些設(shè)備只有通過(guò)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)才能保持連續(xù)不停車的工作，維持正常的工作狀態(tài)，否則很容易停車，對(duì)正常運(yùn)行造成影響。三相異步電動(dòng)機(jī)作為現(xiàn)今最常用的電力拖動(dòng)執(zhí)行裝置，可采用軟啟動(dòng)方式，同傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)方法相比，能有效的控制電流，確保電網(wǎng)電壓穩(wěn)定，不影響同一電網(wǎng)下的其他設(shè)備運(yùn)行狀況，確保氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)工作正常運(yùn)行。鑒于三相異步電動(dòng)機(jī)在氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中的重要作用，本文基于大量文獻(xiàn)材料簡(jiǎn)要分析了三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)線路的控制方法，著重闡述了軟啟動(dòng)方式，并論述了其在氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：三相異步電動(dòng)機(jī)；氧化鋁企業(yè)；生產(chǎn)應(yīng)用；控制方法

引言

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展和電氣自動(dòng)化程度的日益提高，工業(yè)生產(chǎn)中傳統(tǒng)電力拖動(dòng)控制方法被現(xiàn)代化的精確控制系統(tǒng)所取代，極大改進(jìn)了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，進(jìn)一步提高了工業(yè)生產(chǎn)水平。氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中的一些常用設(shè)備需要通過(guò)電力拖動(dòng)控制方式來(lái)維持正常的工作狀態(tài)，而三相異步電動(dòng)機(jī)作為一種現(xiàn)代化的電力推動(dòng)裝置，其啟動(dòng)控制手段不同于傳統(tǒng)控制方式，得到了氧化鋁企業(yè)青睞。氧化鋁企業(yè)為了保持生產(chǎn)工作正常運(yùn)行，避免破碎機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等設(shè)備停車，應(yīng)加大對(duì)三相異步電動(dòng)機(jī)控制方法的研究，使之更好的應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，有效控制電流、確保電網(wǎng)運(yùn)行安全，為設(shè)備穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行提供有力的電力保障。

一、 三相異步電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)啟動(dòng)線路的控制方法分析

三相異步電動(dòng)機(jī)用同其他的交流電機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、生產(chǎn)制作方便、維修方便、造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)，因而在企業(yè)生產(chǎn)中成為了一種常用的電力拖動(dòng)裝置。一直以來(lái)，在電力拖動(dòng)中，對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的控制都是重點(diǎn)問(wèn)題。如果啟動(dòng)控制不到位，將對(duì)電網(wǎng)造成較大干擾，對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行構(gòu)成威脅。所以，應(yīng)選擇科學(xué)合理的選擇三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式。

三相異步電動(dòng)機(jī)的傳統(tǒng)啟動(dòng)方式直接啟動(dòng)就是把電機(jī)的定子繞組直接接到額定電壓的電網(wǎng)上，是三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)中應(yīng)用最多的一種，也是啟動(dòng)方式中最簡(jiǎn)單、直接的一種，一般7.5kW以下電機(jī)允許直接啟動(dòng)，對(duì)小電機(jī)來(lái)說(shuō)直接啟動(dòng)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。然而，對(duì)較大功率的電機(jī)，如果直接啟動(dòng)會(huì)造成電網(wǎng)供電的較大壓降，從而影響電網(wǎng)中其它設(shè)備的正常運(yùn)行。對(duì)于經(jīng)常啟動(dòng)的較大電機(jī)，過(guò)大的啟動(dòng)電流會(huì)造成電機(jī)發(fā)熱，影響電機(jī)壽命，同時(shí)電機(jī)繞組在電動(dòng)力的作用下會(huì)發(fā)生變形，可能造成短路而燒壞電機(jī)。在直接啟動(dòng)方式下，啟動(dòng)電流約為標(biāo)稱電流的5倍～8倍，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩約為標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩的1.5倍～2.0倍。從以上分析中可以知道直接啟動(dòng)方式的電流較大，會(huì)降低電網(wǎng)電壓，對(duì)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定及同一電網(wǎng)運(yùn)行下的其他設(shè)備運(yùn)行造成影響，甚至導(dǎo)致其他電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)或停車。傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式是用Y-△起動(dòng)和自耦變壓器起動(dòng)等。他們只能起到降低電動(dòng)機(jī)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊作用。而不能解決上述的其他問(wèn)題。使用軟起動(dòng)器可以無(wú)沖擊而能平滑地起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而且可根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載的特性來(lái)調(diào)節(jié)起動(dòng)過(guò)程中的參數(shù)達(dá)到最佳的起停狀態(tài)，從而延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，減少設(shè)備的維修量，提高經(jīng)濟(jì)效益。

二、軟啟動(dòng)方式分析

三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式有自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)、星三角降壓?jiǎn)?dòng)、延邊三角形降壓?jiǎn)?dòng)、軟啟動(dòng)器啟動(dòng)、變頻啟動(dòng)等。對(duì)繞線式交流電動(dòng)機(jī)，常采用轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器啟動(dòng)，但是串變阻會(huì)產(chǎn)生電能損耗。另外，串聯(lián)電阻也容易產(chǎn)生故障，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，這種啟動(dòng)方式一般只用于空載及輕載啟動(dòng)。同三相異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)線路的其他控制方法相比，軟啟動(dòng)的控制方法有著較大的優(yōu)越性，值得應(yīng)用于氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中去。

軟啟動(dòng)器是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車、多種保護(hù)功能于一體的新型電機(jī)控制裝置。它以先進(jìn)的十六位微處理器為核心控制大功率晶閘管模塊，實(shí)現(xiàn)三相交流異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)、軟停止功能。起動(dòng)設(shè)備的功率部分有三對(duì)反并聯(lián)的晶閘管組成，它有電子控制電路調(diào)節(jié)加到晶閘管上的觸發(fā)脈沖的角度，以此來(lái)控制加到電動(dòng)機(jī)上的壓，是電壓按某一規(guī)律慢慢達(dá)到全電壓，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)置控制參數(shù)，可以使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和電流與負(fù)載要求得到較好的匹配，有效地限制異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流，是Y-△轉(zhuǎn)換、自耦變壓器等降壓起動(dòng)設(shè)備的理想換代電器設(shè)備。

軟啟動(dòng)器具有較好的保護(hù)功能，具體如下：

（1） 過(guò)載保護(hù)功能：軟啟動(dòng)器引進(jìn)了電流控制環(huán)，電機(jī)電流的變化狀況可隨時(shí)跟蹤檢測(cè)。通過(guò)反時(shí)限控制和增加過(guò)載電流的設(shè)定來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)功能，使電機(jī)過(guò)載時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)并自動(dòng)關(guān)斷晶閘管；

（2） 缺相保護(hù)功能：工作時(shí)，三相線電流的變化可通過(guò)軟啟動(dòng)器隨時(shí)檢測(cè)到，斷流一旦發(fā)生，便會(huì)立刻作出缺相保護(hù)反應(yīng)；

（3） 過(guò)熱保護(hù)功能：晶閘管散熱器的溫度由軟啟動(dòng)器內(nèi)部熱繼電器檢測(cè)，散熱器溫度一旦超過(guò)允許值后晶閘管會(huì)自動(dòng)關(guān)斷，報(bào)警信號(hào)也一并發(fā)出；

（4） 監(jiān)視、報(bào)警預(yù)保護(hù)功能：實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行工況，在控制盤上有主回路電流、電壓指示及顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，控制盤上有詳細(xì)的故障報(bào)警顯示，同時(shí)向中控室發(fā)報(bào)警信號(hào)，便于工藝人員及時(shí)根據(jù)情況做出反應(yīng)；

（5） 其它功能：通過(guò)電子電路的組合還可實(shí)現(xiàn)種種聯(lián)鎖保護(hù)功能。

三、三相異步電動(dòng)機(jī)控制方法在氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用

基于氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)需要，下面分別了簡(jiǎn)述了軟啟動(dòng)器在循環(huán)水水泵、球磨機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、破碎機(jī)、輸送機(jī)械生產(chǎn)運(yùn)行中的運(yùn)用。

（1）在循循環(huán)水水泵中應(yīng)用軟起動(dòng)和軟停止技術(shù)，可有效減輕水錘作用。在壓力管道中，由于流速的急劇變化所引起的一系列劇烈的壓力交替升降的水力沖擊現(xiàn)象，稱之為水錘現(xiàn)象。水錘對(duì)管路、水泵等設(shè)備將造成嚴(yán)重的危害甚至破壞。傳統(tǒng)的水泵啟動(dòng)（直接啟動(dòng)或減壓?jiǎn)?dòng)）和停止（斷電停車）方法，由于電機(jī)上的電壓是突加或突減的，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩突變，水泵轉(zhuǎn)速的變化特別快，非常容易發(fā)生水錘現(xiàn)象。特別是斷電停泵，水錘作用尤為嚴(yán)重，軟起動(dòng)或軟停止的使用，使電機(jī)的電壓和電流得意控制，從而使水泵轉(zhuǎn)速變化緩慢，減輕甚至消除了水錘作用，有效地保護(hù)了水泵、管道和閥類設(shè)備。例如，蒸發(fā)車間1#、2#熱水泵（160KW，額定電流289A），將原有直接起動(dòng)模式改為JJR5000-160KW智能軟啟動(dòng)器起動(dòng)，電流波動(dòng)頻率明顯降低，配套管道、閥門檢修和更換次數(shù)顯著降低。

（2）在球磨機(jī)中利用電壓斜坡起動(dòng)，減少齒輪轉(zhuǎn)矩的磨損，減少維修的工作量，即節(jié)省了時(shí)間，又節(jié)省了開(kāi)支。

（3）在風(fēng)機(jī)中利用固態(tài)軟起動(dòng)器取代了傳統(tǒng)起動(dòng)器，減少皮帶磨損和機(jī)械沖擊。

（4）在壓縮機(jī)中利用限流，實(shí)現(xiàn)了平滑起動(dòng)，減少電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，延長(zhǎng)使用壽命；

（5）在破碎機(jī)中利用堵轉(zhuǎn)保護(hù)和快速保護(hù)，避免機(jī)械故障和阻塞造成電動(dòng)過(guò)熱而燒毀；

（6）在輸送機(jī)械中利用軟起動(dòng)和軟停機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)平滑漸進(jìn)的起動(dòng)過(guò)程，避免產(chǎn)品異味和液體溢出。例如原料車間外運(yùn)2#皮帶、7#皮帶電機(jī)采用JJR5000智能軟啟動(dòng)器起動(dòng)，通過(guò)對(duì)起動(dòng)和停止過(guò)程的時(shí)間參數(shù)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了平滑緩慢起停，避免皮帶張力過(guò)大，提高了皮帶的使用壽命。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)中采用的三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)裝置應(yīng)采用軟啟動(dòng)方式，有效的控制電動(dòng)機(jī)電壓與電流，降低對(duì)電網(wǎng)電壓及同一電網(wǎng)下設(shè)備運(yùn)行的影響，為生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行提供有力支持。但是，軟啟動(dòng)方式同樣有一定缺陷，對(duì)企業(yè)電網(wǎng)產(chǎn)生影響，所以實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)加大對(duì)這些方面的研究，不斷優(yōu)化軟啟動(dòng)方式，增強(qiáng)其經(jīng)濟(jì)性，以滿足不斷提高的生產(chǎn)需求。

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[6]上海雷諾兒JJR5000智能型電機(jī)軟啟動(dòng)器用戶手冊(cè).

作者簡(jiǎn)介：

姓名：李帥軍

出生日期：1986.09.16

學(xué)歷：本科

工作單位：河南有色匯源鋁業(yè)有限公司

從事工作：機(jī)電設(shè)備維修

職稱：助理工程師