泵站對(duì)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置的應(yīng)用

孔建寧/寧夏中寧縣紅寺堡揚(yáng)水管理處工程公司

泵站對(duì)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置的應(yīng)用

孔建寧/寧夏中寧縣紅寺堡揚(yáng)水管理處工程公司

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)在不斷的更新，高科技的技術(shù)設(shè)備給各行各業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了不同的便利。在這些先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備中軟啟動(dòng)技術(shù)在高壓電、電機(jī)控制、供水系統(tǒng)中也得到了相應(yīng)的運(yùn)用，特別是在水利泵站中的應(yīng)用，充分體現(xiàn)了軟啟動(dòng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。本文就對(duì)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置在泵站中的運(yùn)用進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)工作效率的提升和經(jīng)濟(jì)成本的節(jié)約。

泵站；電動(dòng)機(jī)；軟啟動(dòng)裝置

軟啟動(dòng)技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)就是可以根據(jù)不同的要求選擇相應(yīng)的啟動(dòng)和停止的方法來(lái)調(diào)整轉(zhuǎn)矩和時(shí)間，在啟動(dòng)的過(guò)程中幾乎沒(méi)有電流的沖擊，在停機(jī)過(guò)程中比較靈活，非常適合水泵機(jī)組的工作。目前在生產(chǎn)生活中使用比較廣泛的是交流鼠籠異步的電動(dòng)機(jī)，在市場(chǎng)還占據(jù)一定的比例，但是該種異步電動(dòng)機(jī)還存在著明顯的缺陷，在啟動(dòng)的過(guò)程中電機(jī)的電容量較大，較易產(chǎn)生強(qiáng)大的電流沖擊，對(duì)供應(yīng)電網(wǎng)以及其他設(shè)施造成一定的影響，對(duì)生產(chǎn)造成一定的危害，容易引起安全事故，因此需要采用新的電動(dòng)機(jī)，使用軟啟動(dòng)裝置。

1.軟啟動(dòng)裝置的工作原理

軟啟動(dòng)是一種具有電機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車、多種保護(hù)功能的新型電機(jī)控制裝置。電機(jī)軟啟動(dòng)器一般以大功率雙向晶閘管構(gòu)成三相交流調(diào)壓電路，對(duì)裝置中的微處理器以及信號(hào)采集和保護(hù)等環(huán)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)的控制，主要通過(guò)對(duì)晶閘管的觸發(fā)角進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路中的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，電動(dòng)機(jī)的無(wú)觸點(diǎn)進(jìn)行降壓實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)。軟停車以及空載，在電動(dòng)機(jī)輕載中實(shí)現(xiàn)節(jié)能和保護(hù)的功能【1】完成啟動(dòng)以后，旁路啟動(dòng)器被一般啟動(dòng)器所吸合，對(duì)所有的晶閘管實(shí)施短路，電機(jī)在以上一系列的運(yùn)作中直接進(jìn)入電網(wǎng)運(yùn)行，減少不必要的電能消耗。

軟啟動(dòng)技術(shù)本質(zhì)上是晶閘管調(diào)壓調(diào)速在電機(jī)啟動(dòng)上的應(yīng)用，圖1顯示的是軟啟動(dòng)電路原理圖，

圖1 軟啟動(dòng)裝置的電路原理圖

在圖中中我們可以看到電動(dòng)機(jī)的主回路中有三組反并聯(lián)的晶閘管實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)，軟啟動(dòng)的主回路就是由以上的電路組成。在電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)電路中的晶閘管的導(dǎo)通角進(jìn)行控制，進(jìn)而是電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電壓和電流根據(jù)具體的工作要求進(jìn)行相應(yīng)的變化，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間、啟動(dòng)方式都可以進(jìn)行任意的調(diào)整和選擇。電機(jī)在繼電保護(hù)的過(guò)程中處于最好的啟動(dòng)狀態(tài)，同時(shí)可以減少啟動(dòng)功率的消耗。例如橫流軟啟動(dòng)裝置在啟動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)的外部電壓進(jìn)行控制使得電動(dòng)機(jī)的電流一平穩(wěn)的形式逐漸變化升到相應(yīng)的數(shù)值，隨后保護(hù)這一數(shù)值不變直到啟動(dòng)結(jié)束以后。這種軟啟動(dòng)的中的啟動(dòng)時(shí)間、啟動(dòng)電流變化率均可以在啟動(dòng)的過(guò)程中得到相應(yīng)的控制。有效的減少了啟動(dòng)電流電壓在啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)生的突然變化對(duì)電壓電網(wǎng)造成的沖擊和功率損耗。隨后在電機(jī)的停止過(guò)程中同樣通過(guò)改變導(dǎo)通角是電動(dòng)機(jī)地電壓、電流逐漸減小，直到設(shè)備完全停止?！?】

2.電機(jī)軟啟動(dòng)裝置在水泵上的應(yīng)用

以下是對(duì)電機(jī)軟啟動(dòng)裝置在某油田中的具體應(yīng)用；該油田在首次水源的轉(zhuǎn)水系統(tǒng)中先后使用了XX公司的智能軟啟動(dòng)一臺(tái)，并在一臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一帶三的電機(jī)軟啟動(dòng)，在轉(zhuǎn)水泵房站中使用了另外一臺(tái)軟啟動(dòng)電機(jī)，在水井的配電中大量使用了軟啟動(dòng)裝置和節(jié)電運(yùn)行。選擇了泵控的方式為電動(dòng)機(jī)的平緩啟動(dòng)和加速提供了可能，保證電動(dòng)機(jī)在減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的狀態(tài)下減輕對(duì)電動(dòng)機(jī)的損害，該裝置在使用中運(yùn)行良好，使用效果 令人滿意。

2.1運(yùn)行功能

泵控的運(yùn)行主要是根據(jù)泵工作的特點(diǎn)進(jìn)行選擇的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行方式，該功能的主要應(yīng)用是通過(guò)對(duì)電動(dòng)機(jī)的加速或是減速進(jìn)行緩和來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在啟動(dòng)過(guò)程中泵在停機(jī)時(shí)間中的水錘實(shí)現(xiàn)減少。微處理器在運(yùn)行中及時(shí)的對(duì)電動(dòng)的轉(zhuǎn)速等情況進(jìn)行詳細(xì)的分析，實(shí)現(xiàn)分析后對(duì)電動(dòng)機(jī)發(fā)出控制指令意圖降低系統(tǒng)中出現(xiàn)的喘振的現(xiàn)象。軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)成本要比變頻器低，軟啟動(dòng)在停車時(shí)以及運(yùn)行啟動(dòng)結(jié)束以后會(huì)合上旁路接觸器，不經(jīng)過(guò)其他系統(tǒng)電機(jī)直接接受電網(wǎng)中的電壓，電機(jī)在運(yùn)行中不、不存在諧波的問(wèn)題，晶閘管在啟動(dòng)結(jié)束后全部實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通，等同于電子開(kāi)關(guān)合閘，導(dǎo)通的電阻非常小，此時(shí)軟啟動(dòng)裝置的電壓保持在一到兩伏之間，接觸器之間是同相同序的，不存在合閘的問(wèn)題，突然斷電無(wú)法運(yùn)行的情況不會(huì)在軟啟動(dòng)裝置中出現(xiàn)。與此同時(shí)，電機(jī)在重負(fù)荷的情況下，需要強(qiáng)行進(jìn)行啟動(dòng)，設(shè)定電壓不足夠大時(shí)，需要使用旁路接觸器進(jìn)行合閘，保證電機(jī)得到安全的電壓，電機(jī)實(shí)現(xiàn)順利的啟動(dòng)。

2.2軟啟動(dòng)運(yùn)行的主要方式

軟啟動(dòng)在運(yùn)行中主要有以下四種方式，第一種運(yùn)行模式教跨越式運(yùn)行模式，這時(shí)晶閘管是處于全導(dǎo)通狀態(tài)的，工作電壓也在安全狀態(tài)下，此時(shí)將電壓的諧波忽略不計(jì)，該種模式主要運(yùn)用于短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)。第二種運(yùn)行的方式是接觸器旁工作模式，電動(dòng)機(jī)在到達(dá)滿速的運(yùn)行時(shí)，旁路接觸器將軟啟動(dòng)器取代，目的是降低晶閘管熱量對(duì)自身產(chǎn)生的損耗，整體提升系統(tǒng)的效率，該種模式比較適用于一臺(tái)軟啟動(dòng)裝置對(duì)多臺(tái)電動(dòng)進(jìn)行啟動(dòng)的情況。第三種運(yùn)行的模式是節(jié)能運(yùn)行模式，在節(jié)能運(yùn)行模式中電動(dòng)機(jī)的使用往往比較少，負(fù)荷比較輕，軟啟動(dòng)對(duì)定子上施加的電壓變小，減少了電機(jī)電流的勵(lì)磁分量，這種運(yùn)行的方式可以很好的提高電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。第四種是調(diào)壓調(diào)速運(yùn)行模式，軟啟動(dòng)主要是通過(guò)晶閘管來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的調(diào)控，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的內(nèi)阻比較小，它的調(diào)速范圍也比較小，這就要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子中要串入適當(dāng)?shù)碾娮琛?/p>

3.軟啟動(dòng)器的運(yùn)用效果

軟啟動(dòng)器實(shí)現(xiàn)對(duì)泵類負(fù)載的不同程度進(jìn)行分析和選擇，最大程度的減少機(jī)械沖擊現(xiàn)象的發(fā)生。軟啟動(dòng)器利用相間平衡的功能和SMC控制器可以了連續(xù)監(jiān)測(cè)三相線電壓，對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)保證電流的穩(wěn)定性；注水泵在很多情況下都是空載運(yùn)行的因此軟啟動(dòng)可以利用相應(yīng)的監(jiān)測(cè)功能對(duì)電機(jī)的負(fù)載進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)晶閘管對(duì)電壓 進(jìn)行控制，進(jìn)而減少電功率的消耗，在電動(dòng)機(jī)端子電壓的降低中實(shí)現(xiàn)節(jié)?。煌瑫r(shí)軟啟動(dòng)裝置中的過(guò)載保護(hù)功能可以省去熱繼電器的設(shè)置，使得內(nèi)部的線路更加簡(jiǎn)單；很多軟啟動(dòng)裝置還可以進(jìn)行多種通訊協(xié)議，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和控制。

除了以上軟啟動(dòng)運(yùn)用中收到的良好效果外，軟啟動(dòng)器還具有功能強(qiáng)大、可進(jìn)行編程、故障信息的儲(chǔ)存的使用特點(diǎn)，使用軟啟動(dòng)器后電動(dòng)機(jī)的回路中接線較為簡(jiǎn)化，減少了故障的發(fā)生。實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的智能保護(hù)，適合多種電動(dòng)機(jī)負(fù)載的啟動(dòng)。

4.小結(jié)

目前工業(yè)生產(chǎn)中主要使用的是三相交流異步電動(dòng)機(jī)，其中的三相電流在啟動(dòng)過(guò)程中的加速轉(zhuǎn)矩和沖擊電流非常容易對(duì)工作機(jī)械和供電系統(tǒng)造成損傷，為了避免這種損耗就需要對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行一定的限制，為了避免高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和啟動(dòng)電流的峰值，我們可以降低電動(dòng)機(jī)和推廣軟啟動(dòng)器降壓?jiǎn)?dòng)技術(shù)。本文對(duì)電動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)降壓?jiǎn)?dòng)的簡(jiǎn)單介紹以及軟啟動(dòng)器啟動(dòng)的特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析得知軟啟動(dòng)的使用是最佳的選擇。隨著軟啟動(dòng)技術(shù)的逐漸成熟，該裝置逐漸會(huì)成為電動(dòng)機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)的應(yīng)用趨勢(shì)。

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[2]楊莉娜.低壓異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式在中小型泵站中的運(yùn)用及比較[J].湖南水利水電,2014,04∶89-91+97.

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