泵站對電動機軟啟動裝置的應用

【摘 要】我國經濟的快速的發展，科學技術在不斷的更新，高科技的技術設備給各行各業的發展帶來了不同的便利。在這些先進的技術設備中軟啟動技術在高壓電、電機控制、供水系統中也得到了相應的運用，特別是在水利泵站中的應用，充分體現了軟啟動技術的優點。本文就對電動機軟啟動裝置在泵站中的運用進行分析，實現工作效率的提升和經濟成本的節約。

【關鍵詞】泵站；電動機；軟啟動裝置

軟啟動技術的最大優勢就是可以根據不同的要求選擇相應的啟動和停止的方法來調整轉矩和時間，在啟動的過程中幾乎沒有電流的沖擊，在停機過程中比較靈活，非常適合水泵機組的工作。目前在生產生活中使用比較廣泛的是交流鼠籠異步的電動機，在市場還占據一定的比例，但是該種異步電動機還存在著明顯的缺陷，在啟動的過程中電機的電容量較大，較易產生強大的電流沖擊，對供應電網以及其他設施造成一定的影響，對生產造成一定的危害，容易引起安全事故，因此需要采用新的電動機，使用軟啟動裝置。

1.軟啟動裝置的工作原理

軟啟動是一種具有電機軟啟動、軟停車、多種保護功能的新型電機控制裝置。電機軟啟動器一般以大功率雙向晶閘管構成三相交流調壓電路，對裝置中的微處理器以及信號采集和保護等環節進行相應的控制，主要通過對晶閘管的觸發角進行控制，實現對電路中的電壓進行調節，電動機的無觸點進行降壓實現電動機的軟啟動。軟停車以及空載，在電動機輕載中實現節能和保護的功能【1】完成啟動以后，旁路啟動器被一般啟動器所吸合，對所有的晶閘管實施短路，電機在以上一系列的運作中直接進入電網運行，減少不必要的電能消耗。

軟啟動技術本質上是晶閘管調壓調速在電機啟動上的應用，圖1顯示的是軟啟動電路原理圖，

圖1 軟啟動裝置的電路原理圖

在圖中中我們可以看到電動機的主回路中有三組反并聯的晶閘管實現了串聯，軟啟動的主回路就是由以上的電路組成。在電動機的啟動過程中對電路中的晶閘管的導通角進行控制，進而是電動機的啟動電壓和電流根據具體的工作要求進行相應的變化，電動機的啟動時間、啟動方式都可以進行任意的調整和選擇。電機在繼電保護的過程中處于最好的啟動狀態，同時可以減少啟動功率的消耗。例如橫流軟啟動裝置在啟動的過程中，通過對電動機的外部電壓進行控制使得電動機的電流一平穩的形式逐漸變化升到相應的數值，隨后保護這一數值不變直到啟動結束以后。這種軟啟動的中的啟動時間、啟動電流變化率均可以在啟動的過程中得到相應的控制。有效的減少了啟動電流電壓在啟動過程中發生的突然變化對電壓電網造成的沖擊和功率損耗。隨后在電機的停止過程中同樣通過改變導通角是電動機地電壓、電流逐漸減小，直到設備完全停止。【2】

2.電機軟啟動裝置在水泵上的應用

以下是對電機軟啟動裝置在某油田中的具體應用；該油田在首次水源的轉水系統中先后使用了XX公司的智能軟啟動一臺，并在一臺的基礎上實現了一帶三的電機軟啟動，在轉水泵房站中使用了另外一臺軟啟動電機，在水井的配電中大量使用了軟啟動裝置和節電運行。選擇了泵控的方式為電動機的平緩啟動和加速提供了可能，保證電動機在減小轉矩波動的狀態下減輕對電動機的損害，該裝置在使用中運行良好，使用效果 令人滿意。

2.1運行功能

泵控的運行主要是根據泵工作的特點進行選擇的電動機運行方式，該功能的主要應用是通過對電動機的加速或是減速進行緩和來實現的，在啟動過程中泵在停機時間中的水錘實現減少。微處理器在運行中及時的對電動的轉速等情況進行詳細的分析，實現分析后對電動機發出控制指令意圖降低系統中出現的喘振的現象。軟啟動器的啟動成本要比變頻器低，軟啟動在停車時以及運行啟動結束以后會合上旁路接觸器，不經過其他系統電機直接接受電網中的電壓，電機在運行中不、不存在諧波的問題，晶閘管在啟動結束后全部實現導通，等同于電子開關合閘，導通的電阻非常小，此時軟啟動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，不存在合閘的問題，突然斷電無法運行的情況不會在軟啟動裝置中出現。與此同時，電機在重負荷的情況下，需要強行進行啟動，設定電壓不足夠大時，需要使用旁路接觸器進行合閘，保證電機得到安全的電壓，電機實現順利的啟動。

2.2軟啟動運行的主要方式

軟啟動在運行中主要有以下四種方式，第一種運行模式教跨越式運行模式，這時晶閘管是處于全導通狀態的，工作電壓也在安全狀態下，此時將電壓的諧波忽略不計，該種模式主要運用于短時工作的電動機。第二種運行的方式是接觸器旁工作模式，電動機在到達滿速的運行時，旁路接觸器將軟啟動器取代，目的是降低晶閘管熱量對自身產生的損耗，整體提升系統的效率，該種模式比較適用于一臺軟啟動裝置對多臺電動進行啟動的情況。第三種運行的模式是節能運行模式，在節能運行模式中電動機的使用往往比較少，負荷比較輕，軟啟動對定子上施加的電壓變小，減少了電機電流的勵磁分量，這種運行的方式可以很好的提高電動機的功率因數。第四種是調壓調速運行模式，軟啟動主要是通過晶閘管來實現對電壓的調控，電動機轉子的內阻比較小，它的調速范圍也比較小，這就要求電動機轉子中要串入適當的電阻。

3.軟啟動器的運用效果

軟啟動器實現對泵類負載的不同程度進行分析和選擇，最大程度的減少機械沖擊現象的發生。軟啟動器利用相間平衡的功能和SMC控制器可以了連續監測三相線電壓，對輸出電壓進行調節保證電流的穩定性；注水泵在很多情況下都是空載運行的因此軟啟動可以利用相應的監測功能對電機的負載進行檢測，通過晶閘管對電壓 進行控制，進而減少電功率的消耗，在電動機端子電壓的降低中實現節省；同時軟啟動裝置中的過載保護功能可以省去熱繼電器的設置，使得內部的線路更加簡單；很多軟啟動裝置還可以進行多種通訊協議，實現計算機對其數據進行采集和控制。

除了以上軟啟動運用中收到的良好效果外，軟啟動器還具有功能強大、可進行編程、故障信息的儲存的使用特點，使用軟啟動器后電動機的回路中接線較為簡化，減少了故障的發生。實現對電動機的智能保護，適合多種電動機負載的啟動。

4.小結

目前工業生產中主要使用的是三相交流異步電動機，其中的三相電流在啟動過程中的加速轉矩和沖擊電流非常容易對工作機械和供電系統造成損傷，為了避免這種損耗就需要對電動機啟動時的轉矩進行一定的限制，為了避免高啟動轉矩和啟動電流的峰值，我們可以降低電動機和推廣軟啟動器降壓啟動技術。本文對電動機傳統降壓啟動的簡單介紹以及軟啟動器啟動的特點進行詳細的分析得知軟啟動的使用是最佳的選擇。隨著軟啟動技術的逐漸成熟，該裝置逐漸會成為電動機降壓啟動的應用趨勢。

參考文獻：

[1]董文贊.探討一種軟啟動器在中小型泵站改造中的應用[J].吉林水利，2014，06：27-29+9.

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[3]謝東平.電動機軟啟動技術在橫東電排站的應用[J].廣東水利水電，2012，10：27-28+31.