軟啟動在間接冷卻水系統的應用

馮志軍

摘要:本文對軟啟動器做了介紹，并以施耐德Altistart48型軟啟動器為例淺談軟啟動器在間接冷卻水泵系統的應用。

關鍵詞:異步電動機;軟起動

前言

我工廠的間接冷卻水系統采用以下方式：

間接水自保安水塔到地下管網進入廠房，形成廠房內網狀管網對池爐、成型、加工車間設備冷卻后，回到地下水池內，由水泵將高溫水，泵回水處理車間冷卻塔進行冷卻，再由水泵將水打入保安水塔。

針對于該系統使用水泵多、功率大且啟動頻繁，大致是由以下幾種情況發生:? ①由于大部分電機采用直接起動方式,除了造成對電網及拖動系統的沖擊和事故之外,8~10倍的起動電流造成巨大的能量損耗。? ②在進行電動機容量選配時,往往片面追求大的安全余量,且層層加碼,結果使電動機容量過大,造成“大馬拉小車”的現象,導致電動機偏離最佳工況點,運行效率和功率因數降低。? ③從電動機拖動的生產機械自身的運行經濟性考慮,往往要求電力拖動系統具有變壓、變速調節能力,若用定速定壓拖動,勢必造成大量的額外電能損失。

④以前采用的啟動是星三角啟動，耗費功率大而且由于啟動頻繁對接觸器的損壞也增加。

由于工廠生產的不斷更新和發展,對水泵電動機的起動性能提出了越來越高的要求,歸納起來有以下幾個方面;? ①?求電動機有足夠大的,并且能平穩提升的起動轉矩和符合要求的機械特性曲線;? ②盡可能小的起動電流;? ③起動設備盡可能簡單、經濟、可靠,起動操作方便;? ④起動過程中的功率消耗應盡可能的少。? 二、何謂軟起動

所謂“軟起動”,實際上就是按照預先設定的控制模式進行的降壓起動過程。目前的軟起動器一般有以下幾種起動方式:? (1)?限流軟起動:限流起動顧名思義就是在電動機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設定值(Im)的軟起動方式。主要用在輕載起動的負載的降壓起動,其輸出電壓從零開始迅速增長,直到其輸出電流達到預先設定的電流限值Im,然后在保持輸出電流I這種起動方式的優點是起動電流小,且可按需要調整,(起動電流的限值Im必須根據電動機的起動轉矩來設定,Im設置過小,將會使起動失敗或燒毀電機。)對電網電壓影響小。其缺點是在起動時難以知道起動壓降,不能充分利用壓降空間,損失起動轉矩,起?動時間相對較長。? (2)轉矩控制起動:主要用在重載起動,它是按電動機的起動轉矩線性上升的規律控制輸出電壓,它的優點是起動平滑、柔性好,對拖動系統有利,同時減少對電網的沖擊,是最優的重載起動方式。它的缺點是起動時間較長。? (3)轉矩加突跳控制起動與轉矩控制起動一樣也是用在重載起動的場合。所不同的是在起動的瞬間用突跳轉矩,克服拖動系統的靜轉矩,然后轉矩平滑上升,可縮短起動時間。但是,突跳會給電網發送尖脈沖,干擾其它負荷,使用時應特別注意。

(4)電壓控制起動是用在輕載起動的場合,在保證起動壓降的前提下使電動機獲得最大的起動轉矩,盡可能地?縮短起動時間,是最優的輕載軟起動方式。

三、由星三角型改為軟啟動器實例

現在我以施耐德Altistart48型軟啟動器為例，介紹一下該軟啟動器在間接冷卻水系統的應用。

在原有的星三角型接線回路下，先拆除原有的接觸器，安裝軟啟動器。Altistart48型軟啟動器的控制端子的出廠配置如下：

其軟啟動器（220V-400V）與電機連接到電機三角形繞組圖如下：

ATS48的應用接線有多種現在以兩種最普遍的接線圖，與大家分享：

這種連線圖是帶有進線接觸器，自由停車普通型。它適用于小功率（30KW以下電機）

第二種是帶有進線接觸器，旁路，自由停車或可控停車的接線圖：

四、軟啟動器的故障以及處理方法

1.起動器不起動，無故障顯示

? 無顯示：檢查控制電源 CL1/CL2 上是否有電源 。

? 檢查顯示的代碼是否與起動器正常狀態對應。

? 檢查是否有 RUN/STOP 命令。

2.不能被復位的故障

當此類故障出現時，起動器鎖定，電機轉為自由停車模式。

故障跡象：

? 起動結束繼電器 R2 斷開

? 繼電器 R1 斷開 ( 在起動器鎖定之后)

? 顯示屏上故障代碼閃爍

? 存儲最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件包可以查看

重起動條件：

? 故障原因消失

? 控制電源斷開及重新連接

3.故障原因一消失即可被復位的故障

當此類故障出現時，起動器鎖定，電機轉為自由停車模式。

故障現象：

? 起動結束繼電器 R2 斷開。

? 僅當作為隔離繼電器時繼電器 R1 斷開。

? 只要故障存在，顯示屏上就一直有故障代碼閃爍。

? 存儲最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件可以查看。

重起動條件：

? 故障原因消失

? 在 2 線控制中運行命令必須保留在 RUN 輸入端。

? 在 3 線控制中 RUN 輸入端需要有新的運行命令 ( 上升沿)。

4. 可以被復位并能使起動器自動重新起動的故障

當此類故障出現時，起動器鎖定，電機轉為自由停車模式。

伴隨自動重起動的故障跡象：

? 起動結束繼電器 R2 斷開

? 僅當作為隔離繼電器時繼電器 R1 斷開。如果配置為故障繼電器則 R1 保持閉合，

? 只要故障存在，顯示屏上就一直有故障代碼閃爍

? 存儲最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件包可以查看

重起動條件，對于下表中伴隨自動重起動的故障( 僅在 2 線控制中)：

? 故障原因消失

? 在 RUN 輸入端保留有運行命令

? 進行 5 次重起動嘗試，每次間隔 60 秒。如果在第 6 次嘗試時故障仍然存在，則將成為不可復位的故障。

? 進行 6 次重起動嘗試，每次間隔 60 秒。如果在第 6 次嘗試時故障仍然存在，則它將脫扣，需要手動復位

且如果被配置為故障繼電器則 R1 斷開。

5.可以被手動復位的故障

當此類故障出現時，起動器鎖定，電機轉為自由停車模式。

故障現象：

? 起動結束繼電器 R2 斷開

? 繼電器 R1 斷開

? 只要故障存在，顯示屏上就一直有故障代碼閃爍

? 存儲最近的 5 次故障，使用 PowerSuite 軟件包可以查看

重起動條件：

? 故障原因消失

? 用一個運行命令 (2 線或 3 線控制，需要 RUN 輸入端的上升沿) 復位故障 (1)

? 另一個運行命令 (2 線或 3 線控制，需要 RUN 輸入端的上升沿) 重起動電機

6. 可以被手動復位的故障

7.使用邏輯輸入復位故障

如果一個邏輯輸入 LI 被配置為“reset motor thermal fault ( 復位電機熱故障)”或“reset faults

which can be reset ( 復位可被復位的故障)”，則必須滿足下列條件:

? 邏輯輸入端有一個脈沖

? 在 2 線控制中如果在 RUN 輸入端保持有運行命令，則電機會重起動。

? 在 3 線控制中如果在 RUN 輸入端有新的運行命令 ( 上升沿)，則電機會重起動。

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。