軟啟動器在1.5 M熱鋸控制的應用

董武創

（西寧特鋼集團有限公司，青海 西寧 810005）

西寧特鋼一軋1.5M熱鋸電機型號是JS126－4 225 kW，以前是以電阻的降壓起動，通過時間設定短接電阻，達到電機以全電壓運行的目的。因該控制故障率高，電機燒損頻繁，起動時會造成電網電壓不穩定，為此，在設備改造中采用丹佛斯MCD3000軟起動器的起動方案，替代原有的降壓起動，很好的克服了原有設備的缺點。

1 軟啟動器技術性能分析

1.1 變頻調速起動

VVVF變頻器是Variable Voltage and Variable Frequency的縮寫，意為改變電壓和頻率。它的基本結構見圖1。

圖1 基本結構

它的工作原理是根據電動機起動或工作時的實際需要適當的改變輸入電源的電壓和頻率，使電動機實現降壓起動或調速運行。適用于啟動轉矩較大的負載。

1.2 晶閘管軟啟動器

軟啟動器是一種集電動機軟啟動、軟停止和多種保護功能于一體的電動機控制裝置，英文名稱為Soft Starter。它的主要構成是串接于電源與被控電機之間的三相反并聯晶閘管及其電子控制電路。軟起動器分五種控制：①限流起動，其為限制電動機起動電流，主要用在輕載起動的負載，降低起動壓降。②斜坡電壓起動，起動電壓由小到大成斜坡線性上升，它將傳統的降壓啟動從有級變成了無級，主要用在重載起動。③轉矩控制起動，用于重載起動，它使電動機的起動轉矩由小到大線性上升，其優點是起動平滑柔性好，同時降低電動機起動時對電網的沖擊，是最優的重載起動方式。④轉矩加突跳控制起動，與轉矩控制起動相仿，也用在重載起動，不同的是在起動瞬間用突跳轉矩克服電動機靜轉矩，然后轉矩平滑上升，縮短啟動時間，但是突跳會給電網發送尖脈沖，干擾其它負荷，使用時要特別注意。⑤電壓控制起動，用在輕載起動場合，在保證電壓降下發揮電動機的最大起動轉矩，盡可能的縮短起動時間，是最優的輕載起動方式。1.5 M熱鋸電機屬于輕載起動，所以選擇限流起動方式，降低起動壓降，降低電動機起動電流。

1.3 經濟性

采用變頻器調速起動比晶閘管智能軟起動器的投資費用高兩到三倍，根據單位的實際情況，從現設備的電控改造需要及經濟看，比較適合晶閘管智能軟起動器。最后決定采用晶閘管智能軟起動器為電壓控制的起動型的軟起動設備。

2 晶閘管軟起動器

2.1 晶閘管軟起動器工作原理

晶閘管軟起動器控制原理圖見圖 2，它采用三相平衡調壓式主回路，將三對反并聯的大功率晶閘管串接在電動機的三相電路上，通過限制電流大小及起動時間，以達到實現電動機軟起動的目的，當電動機起動完成達到較高轉速后，閉合三相旁路接觸器 KM，短接晶閘管，使電動機直接投入電網運行，以避免晶閘管元件的持續損耗。從圖2可以看出，主回路晶閘管電子限流裝置，由VT1~VT6組成，另外，利用2個電流互感器來完成三相定子電流檢測，通過與設定比較、判斷得出：當起動時間超過設定值時，起動停止，需要將起動電流調高，再進行起動。

圖2 晶閘管軟起動器工作原理

若三相啟動電流不平衡，通過設定延時后，電流不平衡一直存在，則停止起動。另外該軟起動器還提供軟停車功能即直流制動的功能。軟起動器可減少電動機直接啟動或降壓啟動引起的電網壓降，使之不影響其它共網電氣設備運行，可減少電動機沖擊電流，沖擊電流會造成電動機局部溫升過大，降低電動機使用壽命；可減少電動機起動帶來的機械沖擊力，沖擊力會加速傳動機械磨損；可減少電磁干擾，沖擊電流會以電磁波的形式干擾電氣儀表的正常運行。

2.2 晶閘管軟起動器的選用

因1.5M熱鋸轉動慣量大，所以需要選擇恒流型軟啟動器，以適應較大的起動轉矩，所以選用丹佛斯MCD3000軟起動器。丹佛斯 MCD3000軟起動器采取全電壓起動，即在起動過程中保護起動電流不變（圖3），直到電動機接近同步轉速后，通過時間控制將旁路接觸器吸合，同時維持電子系統保護（當旁路時）。此方案的特點是降低晶閘管的熱損耗，提高其工作效率又使電網避免了諧波污染。

2.3 MCD3000軟起動器特點

MCD3000軟起動，在保證轉矩的同時，采用轉速控制，轉速上升較為平穩而且快，損耗更低，具有電動機和軟起動器綜合保護功能，能全時連續檢測電動機電流，提供了電動機可靠和完整保護，這種保護在旁路接觸器吸合后仍起作用。

2.4 應用效果

應用效果，見圖3。

3 結束語

通過一年多的運行，表明該裝置可靠性高，性能完善，能滿足生產要求，主要體現在以下幾點：

（1）使用軟起動器后，起動電流明顯降低（見表 1），避免了更換大一級的動力變壓器，減少了配電室容量與增容投資。

表1

（2）軟起動器實現轉速較平穩起動，提高了1.5M熱鋸的使用率，降低了電機燒損及熱停機時間。

（3）使用軟起動后，有效地保護了電網及其它用電設備的安全。

圖3 應用效果

1 丹佛斯軟啟動器操作說明

2 《鋼鐵企業電力設計手冊》編委會.鋼鐵企業電力設計手冊（下冊）［M］.北京：冶金工業出版社，1996