杜成志（廣東美的暖通設(shè)備有限公司，廣東 佛山 528311）

引言：軟啟動(dòng)工作原理及運(yùn)行特點(diǎn)：異步電機(jī)啟動(dòng)性能主要依靠?jī)蓚€(gè)指標(biāo)，啟動(dòng)電流倍數(shù)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)，軟啟動(dòng)器就是在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)通過(guò)改變加在電機(jī)上的電源電壓，以減小啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟。軟啟動(dòng)的限流特性可有效限制沖擊電流，避免不必要的沖擊力以及對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的電流沖擊，有效地減少線路刀閘和接觸器的錯(cuò)誤觸發(fā)動(dòng)作;對(duì)頻繁啟停的電動(dòng)機(jī)，可有效控制電動(dòng)機(jī)的溫度，大大延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的壽命。

熱泵系統(tǒng)管路斷裂的主要原因是管路的振動(dòng)應(yīng)力過(guò)大[1]。而熱泵系統(tǒng)管路的振動(dòng)主要是壓縮機(jī)排氣管和吸氣管的振動(dòng)，這是由于受到壓縮機(jī)的激振和冷媒的流動(dòng)而處于受迫振動(dòng)狀態(tài)，長(zhǎng)期疲勞就會(huì)導(dǎo)致管路斷裂[2]。如果一款商用熱泵熱水機(jī)組啟動(dòng)時(shí)壓縮機(jī)振動(dòng)較大，則會(huì)導(dǎo)致排氣管應(yīng)力超標(biāo)嚴(yán)重，長(zhǎng)期使用的話，容易疲勞斷裂。通過(guò)對(duì)三相異步交流電機(jī)啟動(dòng)方式的了解，得出壓縮機(jī)直接啟動(dòng)時(shí)，由于初始轉(zhuǎn)矩大，瞬間啟動(dòng)不平衡導(dǎo)致壓縮機(jī)振動(dòng)大。為使壓縮機(jī)啟動(dòng)平穩(wěn)，一般采用降壓?jiǎn)?dòng)，三相異步電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)的方法有以下幾種：定子電路串電阻 (或電抗 ) 降壓?jiǎn)?dòng)、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)、Y- △降壓?jiǎn)?dòng)、軟啟動(dòng)器等[3]，本文綜合考慮選用軟啟動(dòng)器進(jìn)行研究，研究壓縮機(jī)直接啟動(dòng)和軟啟動(dòng)器降壓?jiǎn)?dòng)以及軟啟動(dòng)器不同設(shè)置對(duì)管路應(yīng)力的影響。本論文所研究的熱泵熱水機(jī)組采用丹佛斯壓縮機(jī)PSН026A4ALC，電源形式為 380V～50 Нz。軟啟動(dòng)器采用ABB 廠家，型號(hào)為 PSR30-600-70，啟動(dòng)時(shí)間設(shè)定范圍為 1～20s，初始電壓設(shè)定范圍 Uini=40%～70%。

一、實(shí)驗(yàn)方法

在相同管路結(jié)構(gòu)的同一臺(tái)機(jī)組上，要通過(guò)接線來(lái)改變壓縮機(jī)的啟動(dòng)方式，在直接啟動(dòng)壓縮機(jī)電氣圖和使用軟啟動(dòng)器的壓縮機(jī)電氣圖中。分別在排氣管和吸氣管折彎處布置軸向和切向電阻應(yīng)變儀，測(cè)試機(jī)組排氣管和吸氣管管路應(yīng)力，電阻應(yīng)變儀是將電阻片感受到應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電阻變化，再把電阻變化通過(guò) 1/4 橋路和放大器轉(zhuǎn)為電壓變化，并顯示出來(lái)。

分別測(cè)試 342 V、380 V、415 V、457 V 電源電壓下，直接啟動(dòng)和使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)排氣管和吸氣管應(yīng)變值，分別測(cè)試3次開(kāi)機(jī)，應(yīng)變值取3次開(kāi)機(jī)的平均值。通過(guò)胡克定律可以得出應(yīng)力值。胡克定律σ=E×ε，其中σ為應(yīng)力，E為銅管的彈性模量，ε為應(yīng)變。[4]

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（一）有無(wú)軟啟動(dòng)器啟動(dòng)對(duì)機(jī)組管路應(yīng)變的影響

機(jī)組在不同電源電壓直接啟動(dòng)時(shí)，排氣管和吸氣管應(yīng)變值可查看相關(guān)數(shù)據(jù)。企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求機(jī)組在 342V、380V、415 V 電壓下開(kāi)機(jī)應(yīng)變平均值不能大于 300με，從數(shù)據(jù)來(lái)看，排氣管一內(nèi)彎軸向、排氣管二內(nèi)彎軸向、排氣管三內(nèi)彎軸向應(yīng)力超標(biāo)嚴(yán)重，不滿足企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。軟啟動(dòng)器設(shè)置為：?jiǎn)?dòng)時(shí)間設(shè)定為 15s，初始電壓為 70%，查看數(shù)據(jù)可知機(jī)組在不同電源電壓使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)，排氣管和吸氣管應(yīng)變值未超過(guò)300，只有排氣管二內(nèi)彎軸向在 457V 非標(biāo)準(zhǔn)電壓下超過(guò)300，其對(duì)比有無(wú)軟啟動(dòng)器排氣管應(yīng)變值，對(duì)比得出，使用軟啟動(dòng)開(kāi)機(jī)排氣管應(yīng)力值很低，在 415V 電壓以下， 使用軟啟動(dòng)器開(kāi)機(jī)應(yīng)變值為未使用軟啟動(dòng)器開(kāi)機(jī)應(yīng)變值的一半以下，并且在測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)電壓下，應(yīng)變值均未超過(guò)300με，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，效果非常明顯。

（二）軟啟動(dòng)器不同設(shè)置對(duì)管路應(yīng)變的影響

通過(guò)調(diào)整軟啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)間與初始電壓，分析不同設(shè)置對(duì)管路應(yīng)變的影響。軟啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)間分別設(shè)置為10s、15s、20s，初始電壓設(shè)定為40%、55%、70%，電源電壓為 380 V，分別測(cè)試啟動(dòng)時(shí)排氣管二彎軸向、排氣管三彎軸向應(yīng)變值（詳細(xì)數(shù)據(jù)可查），從數(shù)據(jù)可以看出，隨著初始電壓的升高，管路應(yīng)變值會(huì)降低，說(shuō)明初始電壓不是越低越好；相同的初始電壓，不同的啟動(dòng)時(shí)間，對(duì)管路應(yīng)變值影響較小，特別是在初始電壓在55 %～70 % 中。

軟啟動(dòng)器設(shè)置為：?jiǎn)?dòng)時(shí)間設(shè)定為15s，初始電壓為 70%，機(jī)組在不同電源電壓使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)，排氣管和吸氣管應(yīng)變值不超過(guò)300，只有排氣管二內(nèi)彎軸向在 457 V 非標(biāo)準(zhǔn)電壓下超過(guò)300，其對(duì)比有無(wú)軟啟動(dòng)器排氣管應(yīng)變值對(duì)比得出， 使用軟啟動(dòng)開(kāi)機(jī)排氣管應(yīng)力值很低，在 415V 電壓以下， 使用軟啟動(dòng)器開(kāi)機(jī)應(yīng)變值為未使用軟啟動(dòng)器開(kāi)機(jī)應(yīng)變值的一半以下，并且在測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)電壓下，應(yīng)變值均未超過(guò)300με，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，效果非常明顯。

（三）軟啟動(dòng)器不同設(shè)置對(duì)管路應(yīng)變的影響

通過(guò)調(diào)整軟啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)間與初始電壓，分析不同設(shè)置對(duì)管路應(yīng)變的影響。軟啟動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)間分別設(shè)置為10s、15s、20s，初始電壓設(shè)定為 40%、55%、70%， 電源電壓為 380 V，分別測(cè)試啟動(dòng)時(shí)排氣管二彎軸向、排氣管三彎軸向應(yīng)變值（詳細(xì)數(shù)據(jù)可查），從數(shù)據(jù)可以看出，隨著初始電壓的升高，管路應(yīng)變值會(huì)降低，說(shuō)明初始電壓不是越低越好；相同的初始電壓，不同的啟動(dòng)時(shí)間，對(duì)管路應(yīng)變值影響較小，特別是在初始電壓在55%～70 % 中。

總結(jié)：定頻機(jī)組使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)能夠明顯降低開(kāi)機(jī)時(shí)排氣管、吸氣管的應(yīng)變值；隨著軟啟動(dòng)器的初始電壓的升高，管路應(yīng)變值會(huì)降低，說(shuō)明初始電壓不是越低越好；相同的初始電壓，不同的啟動(dòng)時(shí)間，對(duì)管路應(yīng)變值影響較小，特別是在初始電壓在55%～70% 中。