許強

（山東電力建設第三工程公司 山東青島 266100）

265m2燒結主抽風機軟起動裝置改造實踐

許強

（山東電力建設第三工程公司 山東青島 266100）

在現(xiàn)代的工業(yè)控制領域中，交流電動機起動控制一直是非常重要的研究課題之一，而交流電動機軟起動器控制方式以其起動平穩(wěn)、沖擊電流小、節(jié)能、無觸點等優(yōu)點，在電氣起動中有著廣泛的應用。本文簡述了酒鋼265m2燒結主抽風機軟起動器的改造方案。主抽風機軟起動原設計為一拖二的起動方式，沒有備用，一旦故障發(fā)生控制回路檢測、維修較為復雜，耗費時間較長?？紤]此情況，現(xiàn)再加一臺同規(guī)格的軟起動器，實現(xiàn)一拖一，互為一拖二的起動方式。

高壓固態(tài)軟起動器；可控硅；觸發(fā)；導通角

1 傳統(tǒng)起動方式

為了解決步電動機的起動這個問題，人們采用了很多的起動技術。比較傳統(tǒng)和應用比較普遍的有：

1.1 Y/△起動降壓起動

Y/△起動是一種降壓起動方法，星三角起動時將異步電動機三相定子繞組接成星形，等起動完成后，通過接觸器切換，再接成三角形，該方式只適合于負荷較輕有電動機的起動，并且局限于正常運轉時為三角形接法的異步電動機。

1.2 串電抗器起動

串電抗器起動是在電動機起動時，電抗器串入定子繞組回路中，當轉速達到亞同步狀態(tài)后，短接電抗器使電動機運行于全壓。阻抗起動也存在一個明顯的缺點，當串接電阻器起動回路時，電阻上會損耗較大的有功功率，耗能較大。

1.3 自耦變壓器起動

三相異步電動機自耦變壓器起動時接成星形聯(lián)接，同時三相線圈接入電源，自耦變壓器副邊接電動機定子繞組，使電動機降壓起動，待轉速達到亞同步狀態(tài)時自耦變壓器脫離電源，接觸器旁路電機進入全壓運行。該起動方式的優(yōu)點是轉矩的損失相對較小，可以拖動較大的負載起動。但自耦變壓器成本高、體積大，同時不能帶重載起動。

1.4 液阻軟起動

液阻是一種由電解液形成的液態(tài)電阻，它通過離子導電。液阻有三個優(yōu)點：①它的電阻值正比于電解液的電導率，正比于的兩塊電極板的間距，電導率和極板間距都易于控制；②液阻熱容量相對較大，并且液阻成本相對低；③液阻軟起動的突出優(yōu)點是該軟起動與電動機轉子繞線回路直接串聯(lián)，實現(xiàn)重負荷起動，在起動過程中不會產生高次諧波，所以該起動方式得到了廣泛的應用。

2 主抽風機高壓固態(tài)軟起選型

2.1 高壓固態(tài)軟起動簡介

主抽風機高壓固態(tài)軟起動器稱中高壓固態(tài)軟起動器是一種新型的中高壓電機軟起動器，廣泛適用于10kV以下的中高壓交流電動機，采用先進電力電子技術、DSP控制技術及串接于電源與被控電機之間的三相反并聯(lián)閘管及其電子控制電路。被控電機的輸入電壓通過運用不同的方法，控制三相反并聯(lián)閘管的導通角來調節(jié)來實現(xiàn)。HPMV-DN中高壓固態(tài)軟起動器最先采用此技術，在國內高壓固態(tài)軟起動器知名度最高。高壓固態(tài)軟起動器具有體積小、功耗低、高可靠性、高靈敏度、無觸點、免維護、無環(huán)境污染、安裝方便等優(yōu)點。與其它傳統(tǒng)的起動方法相比較，其特有的智能控制方式，既可以方便準確的設置起動轉矩、起動電流、起動時間、停機時間等參數(shù)，又可以與微機、PLC等進行聯(lián)網(wǎng)控制?，F(xiàn)已在機械制造、冶金、水處理、礦山、水泥生產、采油、化工、石化等行業(yè)泵、空氣壓縮機、風機、球磨機、起重機、壓縮機、破碎機等多種負載上得到廣泛應用。

2.2 高壓固態(tài)軟起動結構

完整的HPMV系列的軟起動器是一個標準的電機起動控制器，用來保護和控制中、高壓交流電機。軟起動部分僅包括：

（1）SCR電源器件：為了達到所有使用電網(wǎng)的峰值電壓要求，對SCR進行串聯(lián)。在每個串聯(lián)回路中使用相同參數(shù)的SCR反相平行安裝。

（2）觸發(fā)電路：SCR是用持續(xù)的脈沖觸發(fā)電路，同時電路采用光纖和脈沖變壓器進行隔離來降低干擾。

（3）真空接觸器：短接柜切換柜接觸器均為真空接觸器。

（4）CPU主控板：CPU板上裝有微處理器和通訊處理器、EPROM、EEPROM和DRAM寄存器及模擬和數(shù)字接口。CPU決定各種操作功能，用戶可通過設定程序和檢測反饋信號來控制軟起動器各項參數(shù)。

（5）主電源板：也稱主觸發(fā)板，它包括數(shù)字量輸入、輸出繼電器和通訊接口，并連接到TCB板上，它控制旁路隔離接觸器的動作順序及SCR的觸發(fā)來調節(jié)電壓。

（6）觸發(fā)驅動板：安裝在SCR模塊組件上面，這些板子和主電源板也是通過光纖進行通訊，通過脈沖變壓器把觸發(fā)脈沖信號進行放大來觸發(fā)SCR，在每個SCR模塊中每一對SCR都電腦裝了一個觸發(fā)驅動電路板。

（7）TEMP/CT：溫度控制板、電流互感器板子裝在SCR模塊組件上，通過光纖信號把散熱器溫度和電流信號傳輸?shù)街麟娫窗迳稀?/p>

3 主抽風機軟起動原設計起動方式

圖1 主抽風機軟起動一拖二起動方式一次圖

根據(jù)一次控制方案圖及現(xiàn)場柜體的布置，1號和2號電動機的起動和運行都是互相獨立進行的，但每次只起動一臺電動機。

如起動1號電動機的操作過程為；首先在1號短接運行柜上人工合上刀閘QS1，此時切換柜中斷路器QF3自動合閘，通過斷路器QF3的輔助觸點控制高壓固態(tài)軟起動器自動供電源，軟起動器上電自檢正常后，送出一個備妥信號給中控供起動具備條件之一。當所有起動條件正常后，按1號電動機起動按鈕對應1號運行開關柜 QF11合閘，3s后軟起動器開始起動，若起動過程中軟起動器出現(xiàn)故障它會長時間報警（只有重新上電才會停止），其它故障運行開關柜QF11分閘。當電動機起動完成后（起動電流回到電動機的額定電流左右）軟起動器輸出一個短接運行信號，1號短接運行柜中QF1合閘，由斷路器QF1輔助觸點控制的切換柜中斷路器QF3自動分閘，軟起動器自動斷電，然后人工分開刀閘QS1，系統(tǒng)等待后面的起動選擇。在1號短接運行柜中QF1合閘的同時，同步電動機勵磁柜也開始投勵工作，電動機轉入同步運行狀態(tài)。當1號電動機要停止運行時，按停止按鈕運行開關柜QF11分閘，1號短接運行柜中QF1也自動分閘。

4 主抽風機改造后起動方案

圖2 主抽風機軟起動一拖一、互為一拖二一次圖

此設計方案是在原有的一拖二的基礎上增加一臺軟起動柜2和一臺一拖二用短接柜，正常情況下是一拖一工作，當其中任意一臺有故障時，短接刀閘QS3即可切換成互為一拖二工作方式。刀閘QS1和QS2為互鎖工作方式，每次起動只能選擇其中一個，刀閘QS3只有在任意一臺軟起動器出現(xiàn)故障時才能使用，其對應斷路器選擇控制由PLC來編程操作。此方案有三種工作模式可供選擇，一拖一方式（起動器都正常），1號起動器一拖二方式（2號起動器故障），2號起動器一拖二方式（1號起動器故障）。同時刀閘QS3只有在起動器出現(xiàn)故障時才能合上，根據(jù)以上選擇條件PLC輸出控制信號來組合斷路器QF、1QF2和QF0、QF3的動作，達到一拖一或互為備用一拖二的控制模式。

5 結語

主抽風機由原設計一拖二起動方式，改造為一拖一、互為一拖二的起動方式，改造后一方面大大減少了起動時間，另一方面提高了設備可靠性，一旦一臺軟起動故障可迅速倒切，不會影響設備主線生產。

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TM341

A

1004-7344（2016）02-0228-02

2015-12-22

許 強（1985-），畢業(yè)于青島科技大學，主要從事工業(yè)機電安裝、調試、維護工作。