羅貴

[摘 要]傳統(tǒng)的電動機(jī)起動方式是采用Y-△起動和自耦降壓起動等起動方式。他們只能起到降低電動機(jī)電流對電網(wǎng)的沖擊作用，能保證電動機(jī)可靠的啟動，但他不能有效的解決其他問題。JJR系列電機(jī)軟啟動器，采用智能化數(shù)字控制，以單片機(jī)為智能中心，可控硅模塊為執(zhí)行元件對電動機(jī)進(jìn)行全自動控制，它適用于各種負(fù)載的鼠籠型異步電動機(jī)起動。使電動機(jī)在任何工況下均能平滑起動、保護(hù)拖動系統(tǒng)、減少起動電流對電網(wǎng)的沖擊，保證電動機(jī)可靠的啟動。平滑減速停車，消除拖動系統(tǒng)的反慣性沖擊。完整的系統(tǒng)保護(hù)功能，延長系統(tǒng)的使用壽命，降低系統(tǒng)的維護(hù)成本，提高系統(tǒng)的可靠性。兼容了所有起動設(shè)備的各種功能，是傳統(tǒng)起動星三角起動、自耦減壓起動、磁控減壓起動等最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

[關(guān)鍵詞]軟啟動 電動機(jī) 星三角 減壓

中圖分類號：TK223.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1009-914X（2016）11-0001-02

引言

傳統(tǒng)的鍋爐低壓大功率給水泵電機(jī)多采用降壓啟動，降壓裝置為自耦變壓器。在運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)交流接觸器燒毀、觸點粘連或自耦變壓器燒壞等現(xiàn)象，有時因啟動壓降過大而導(dǎo)致其它正常運(yùn)行設(shè)備斷電停機(jī)。而且在停機(jī)時，電機(jī)突然失去轉(zhuǎn)矩，水泵靠系統(tǒng)的摩擦轉(zhuǎn)矩克服系統(tǒng)的慣性滑行停車，造成水錘現(xiàn)象。這些都嚴(yán)重影響了工廠的安全生產(chǎn)，而且自藕變壓設(shè)備笨重復(fù)雜，維護(hù)費(fèi)用較大、檢修工作量大。我公司鍋爐選用三臺380V，280kw 的三相交流鼠籠式異步電機(jī)作為給水泵的配套電機(jī)。針對交流電機(jī)以上傳統(tǒng)啟動方式的不足，首次對這3臺給水泵電機(jī)啟動方式進(jìn)行了改造，使用一種新的電機(jī)啟動方式，即電機(jī)軟啟動。

1、JJR5000軟啟動器的工作原理

JJR5000電機(jī)軟啟動器的主電路采用六個晶閘管反并聯(lián)后串接于交流電動機(jī)的定子回路上。利用晶閘管的電子開關(guān)作用，通過微處理器控制其觸發(fā)角的變化來改變晶閘管的導(dǎo)通角，由此來改變電動機(jī)輸入電壓大小，以達(dá)到控制電動機(jī)的軟起目的。當(dāng)啟動完成后，軟啟動器輸出到額定電壓。這時控制三相旁路接觸KM吸合，將電動機(jī)投入電網(wǎng)運(yùn)行。如圖1所示：

2、JJR5000系列軟啟動器的功能與特點

（1）三種起動方式：電壓斜坡起動方式可得到最大輸出轉(zhuǎn)矩，恒流軟起動方式得到最大的限制啟動電流，重載起動方式使用于重型負(fù)載。

（2）停車方式：電壓斜坡停車，自由停車。

（3）可編程延時啟動方式，可編程聯(lián)鎖控制。

（4）對輸入電源無相序要求。

（5）起動時間、停車時間均可7數(shù)字修改。

（6）具有多種保護(hù)功能：對過電流，三相電流不平衡、過熱、缺相、電機(jī)過載等進(jìn)行保護(hù)。

（7）動態(tài)故障記憶功能，便于查找故障原因，可最多記錄五個故障。

（8）可在線查找最大的起動電流和最大的運(yùn)行電流。

（9）現(xiàn)場總線的全動態(tài)控制檢測起動器，易于組網(wǎng)。

（10）漢字顯示功能：LCD液晶屏顯示各種工況參數(shù)，編程及故障狀態(tài)下具有文字提示說明。

3、控制模式

JJR5000啟動器采用雙單片機(jī)數(shù)字控制。具有全面的工作狀態(tài)LED顯示功能及多種保護(hù)?？蛇M(jìn)行軟啟、軟停。并設(shè)有計算機(jī)接口，能實現(xiàn)電腦操作及監(jiān)控運(yùn)行電壓、電流及故障狀態(tài)等功能。軟啟動控制模式采用限流型，停車方式為軟停車。

（1） 限流軟啟動控制模式：軟啟動時輸出電壓從零迅速增加，直至輸出電流達(dá)到設(shè)定的電流限幅值，然后保證輸出電流在不大于該值的情況下電壓逐漸上升，電機(jī)逐漸加速至額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行。在該控制模式下，電機(jī)以設(shè)定的電流為限幅值啟動，電流的限值可在電機(jī)額定電流 的1.5—5.0倍內(nèi)調(diào)整。

（2） 軟停車：為克服突然停機(jī)造成的水錘現(xiàn)象，采用軟停方式。即在發(fā)出停車信號時電動機(jī)端電壓逐漸減小，實現(xiàn)軟停機(jī)的目的。

（3）不同啟動方式的電流波形比較：限流型啟動時，啟動電流開始為零，逐漸增大，最后平穩(wěn)運(yùn)行。啟動過程中電流小，曲線平滑，對設(shè)備及電網(wǎng)沖擊小。傳統(tǒng)方式啟動時，啟動電流從最大開始；逐漸減小，最后平穩(wěn)運(yùn)行。啟動過程中電流大，曲線波動大，對設(shè)備及電網(wǎng)極易造成沖擊。

4、JJR5000系列軟啟動器的操作系統(tǒng)

JJR5000系列軟啟動器設(shè)有5位顯示和6個控制按鍵，分別是：RUN一啟動鍵：在啟動準(zhǔn)備狀態(tài)下按此鍵可使電機(jī)啟動。ST0P/RST—停止/復(fù)位鍵：電機(jī)運(yùn)行時按此鍵進(jìn)人停車，編程狀態(tài)或故障狀態(tài)下按此鍵回到準(zhǔn)備狀態(tài)。PRG—編程鍵：準(zhǔn)備狀態(tài)下按此鍵進(jìn)入予編程；數(shù)據(jù)修改后按此鍵保留此數(shù)據(jù)。SHFT—換檔鍵：編程時按此鍵修改數(shù)據(jù)或退出修改狀態(tài)。▲V一加減鍵：按▲鍵（或V鍵）增加（或減少）數(shù)據(jù)；持續(xù)按住▲（或V鍵）數(shù)據(jù)改變加快。該設(shè)備共有l(wèi)8種操作顯示功能，各種功能參數(shù)分別由數(shù)字0～9及字母ABCDER代碼顯示。功能參數(shù)在出廠時已經(jīng)設(shè)定完成。第一次開機(jī)前首先調(diào)出功能菜單，與說明書進(jìn)行對照比較，如功能代碼及出廠值與說明書相符，則表明該設(shè)備質(zhì)量完好，功能齊全。可以放心進(jìn)行開機(jī)操作。如果出廠參數(shù)值不適合用戶要求或參數(shù)丟失時，通過鍵盤簡單操作即可修改數(shù)值或置換出出廠參數(shù)，并能保持到下一次修改而不受掉電影響。

5、JJR5000系列全數(shù)字式軟啟動器在柳化鍋爐給水泵的應(yīng)用

JJR5000系列全數(shù)字智能式交流電動機(jī)軟啟動器能有效地限制異步電動機(jī)的啟動時的啟動電流。在水泵方面：利用軟停車功能，停止時緩解泵的水錘現(xiàn)象，節(jié)省了系統(tǒng)維修工作量；在球磨機(jī)方面：利用電壓斜坡啟動，減少齒輪轉(zhuǎn)矩的磨損，減少維修工作量，即節(jié)省時間，又節(jié)省開支；在風(fēng)機(jī)方面：減少皮帶磨損和機(jī)械沖擊，節(jié)省了維修的費(fèi)用；在壓縮機(jī)方面：利用限流，實現(xiàn)了平滑啟動，減少電動機(jī)發(fā)熱，延長使用壽命等等。根據(jù)鍋爐給水泵電機(jī)實際情況和運(yùn)行特點，經(jīng)過長時間調(diào)研和選型，最后選用了JJR5000系列全數(shù)字式軟啟動器，采用“一帶一”方式線性控制軟啟動系統(tǒng)。即每一臺負(fù)載電動機(jī)的啟動由相應(yīng)的軟啟動器來完成，選用長期工作制的軟啟動器，可以對電動機(jī)實現(xiàn)啟動—運(yùn)行—停止的全過程控制，并且主接線及控制系統(tǒng)均很簡捷。如圖2所示。

5.1 參數(shù)設(shè)置

（1）泵控曲線：加速期間，在達(dá)到峰值扭矩之前，水泵控制程序?qū)⒆詣涌刂齐妷盒逼律仙档头逯缔D(zhuǎn)矩。

（2）初始電壓/電流：為了確保有啟動信號后電機(jī)可以立即開始運(yùn)轉(zhuǎn)，將初始電壓設(shè)定為50%Un，初始電流設(shè)為100%FLA，以防初始電壓超過最大值時，起動器可以用電流斜坡取代電壓斜坡。

（3）電流限制：鼠籠式電機(jī)的啟動電流為400%一700%，根據(jù)所拖動的負(fù)荷性質(zhì)，將電流限制設(shè)定為400%，以防止設(shè)定值太低超過了最大啟動時間，而阻止電機(jī)完成加速過程和達(dá)到全速。軟啟動過程關(guān)鍵要限制啟動電流，當(dāng)電壓逐步升高直到接近給定限制電流時保持電壓不變。

（4）最大啟動時間：最大允許啟動時間從接到啟動信號到加速過程結(jié)束為止?，F(xiàn)場將其設(shè)為20s，如果在這個時間內(nèi)電壓沒有達(dá)到全壓，那么啟動器會跳開電動機(jī)，LED顯示“Long Start Time”信息。

（5）啟動周期：為防止電機(jī)啟動時啟動電流對電機(jī)的沖擊，將啟動周期設(shè)為15min。即啟動失敗后，起動器自動進(jìn)入倒計時狀態(tài)，15min后才允許再次啟動。

5.2 效果分析

使用軟啟動后，對電機(jī)開機(jī)時的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行采樣，l#電機(jī)啟動電流倍數(shù)為266%FLA，起動時間t=8.1 s，空載電流為14%；2#電機(jī)啟動電流倍數(shù)為265%FLA，起動時間t=7.3 s，空載電流為13%； 3#電機(jī)啟動電流倍數(shù)為260%FLA起動時間t=7.5s，空載電流為14%，定子電流和轉(zhuǎn)矩在啟動瞬時沖擊明顯減弱，變化趨于平緩，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定和設(shè)備保護(hù)。

結(jié)束語

采用軟起動啟動鍋爐的給水泵，大大提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，經(jīng)過5年多的使用，取得了良好的效果，保證了鍋爐的給水，減少了維修工作量。采用軟啟動器實現(xiàn)給水泵電機(jī)的軟啟動、軟制動，減少和緩解泵的水錘現(xiàn)象，節(jié)約了系統(tǒng)的維修費(fèi)用，延長其使用壽命；減輕啟動時對電網(wǎng)的沖擊，提高供電的可靠性和安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 姚劍.軟啟動技術(shù)在電機(jī)控制的應(yīng)用.化工設(shè)備與防腐蝕，2002，5（5）：45-49.

[2] JJR5000智能型電動機(jī)軟啟動器用戶手冊.

[3] 江和.軟啟動器技術(shù)的現(xiàn)狀與展望.上海電器技術(shù)，2003.29（1）：22-25.