磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置在潛水電機(jī)中的應(yīng)用

鄔克全

（四川省隆昌縣古宇廟水庫(kù)管理所，四川 內(nèi)江 642150）

磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置在潛水電機(jī)中的應(yīng)用

鄔克全

（四川省隆昌縣古宇廟水庫(kù)管理所，四川 內(nèi)江 642150）

本文介紹了涼水井提灌站采用的HDQ型磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置的工作原理及性能特點(diǎn)，以及應(yīng)用在高壓潛水電機(jī)的優(yōu)越性。

磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)；高壓電機(jī)；水泵

隨著我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升以及經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展程度的加快，針對(duì)高壓一級(jí)大容量構(gòu)建下的電力拖動(dòng)設(shè)備呈現(xiàn)出逐步上升的趨勢(shì)，在這其中以10kV為主的交流拖動(dòng)發(fā)展的速度尤為迅速。在各種各樣的領(lǐng)域，比如石油化工、鋼鐵冶煉、發(fā)電供電以及供水和水泥建材等方式我們有著大量的不同等級(jí)電壓的交流異步電機(jī)在同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)著。當(dāng)前的高壓大功率電機(jī)的主要運(yùn)行方面出現(xiàn)的問(wèn)題就是存在于起動(dòng)的方面。一般說(shuō)來(lái)，直接啟動(dòng)的特點(diǎn)有簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)、耗費(fèi)的時(shí)間相對(duì)較短等，但是，對(duì)于大功率框架下的交流電機(jī)來(lái)說(shuō)，直接起動(dòng)也會(huì)帶來(lái)大量的問(wèn)題。首先是，起動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中瞬間可以達(dá)到額定電流大小的5～7倍，這樣就會(huì)直接造成電動(dòng)機(jī)自身因?yàn)殡娏鞫饻囟冗^(guò)高，從而使其絕緣系統(tǒng)老化的速度增快，直接造成了供電網(wǎng)的電壓波動(dòng)情況嚴(yán)重。當(dāng)電壓大于0.85UN的時(shí)候，其他的設(shè)備就無(wú)法正常使用了。第二點(diǎn)，因?yàn)檫^(guò)大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩直接產(chǎn)生了巨大的機(jī)械沖擊，這就給那些被本設(shè)備進(jìn)行帶起運(yùn)轉(zhuǎn)的其余設(shè)備都造成了十分巨大的沖擊力，使用壽命被嚴(yán)重縮短，精確度也大幅度地降低。比如聯(lián)軸器造成損壞、各個(gè)部分的機(jī)械傳動(dòng)部件都造成各種非正常的磨損以及沖擊，老化活動(dòng)加速，直接導(dǎo)致了使用壽命的大幅度降低。為了解決上述提出的問(wèn)題，人們提出了各種各樣的方法來(lái)尋找最優(yōu)化的處理思路，比如采取了自耦變壓器降壓起動(dòng)、串聯(lián)電抗器、液體電阻器、磁控電抗器等相對(duì)應(yīng)的各種不同方式來(lái)嘗試解決以上的問(wèn)題。在最近這些年，人們發(fā)明了晶閘管降壓軟起動(dòng)的起動(dòng)方式，這種方式結(jié)合了計(jì)算機(jī)的本身特性以及電力最新技術(shù)，可以根據(jù)各種不同的應(yīng)用環(huán)境來(lái)對(duì)初始轉(zhuǎn)矩、起動(dòng)的時(shí)間、停機(jī)的時(shí)間以及各種降壓限流和各種保護(hù)閾值進(jìn)行調(diào)節(jié)和分配，相對(duì)來(lái)說(shuō)，其平滑的起動(dòng)特點(diǎn)以及免維護(hù)的方式讓他跟傳統(tǒng)的軟起動(dòng)方式相比有著極大的優(yōu)越性。本文將以武漢海澳電氣公司生產(chǎn)的HDQ型磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置在古宇廟水庫(kù)涼水井提灌站與寧波巨神制泵實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的500GQB潛水供水泵成功配套運(yùn)行使用為例，重點(diǎn)介紹HDQ型磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置的工作原理及性能特點(diǎn)。

一、磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)器的概述

磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)器是為磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置而設(shè)計(jì)，用以調(diào)節(jié)可控電抗器的參數(shù)。整個(gè)控制系統(tǒng)由人機(jī)界面（觸摸屏）、PLC和脈沖放大板三大部分組成。用戶可通過(guò)自身的負(fù)載狀況以及提前設(shè)定好的參數(shù)，通過(guò)恒定電流的方式或者是爬坡控制的方式來(lái)對(duì)電機(jī)的自身軟起動(dòng)和軟停車的控制過(guò)程。一般說(shuō)來(lái)，Pro-face觸摸屏可以保證的是對(duì)電機(jī)本身的起動(dòng)電流進(jìn)行監(jiān)控，然后可以保存6條的曲線進(jìn)行有針對(duì)性地查閱，然后通過(guò)PLC來(lái)對(duì)邏輯控制方面進(jìn)行處理，然后通過(guò)脈沖放大板來(lái)產(chǎn)生+24V的脈沖信號(hào)處理構(gòu)建。三者有機(jī)結(jié)合在一起。

二、磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)器的軟起動(dòng)原理及起動(dòng)過(guò)程

HDQ型磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置采用的生產(chǎn)技術(shù)是高壓可控電抗器技術(shù)，我們可以通過(guò)低壓晶閘管為核心構(gòu)建控制器件，然后通過(guò)對(duì)晶閘管的導(dǎo)通角進(jìn)行控制來(lái)針對(duì)繞組當(dāng)中的直流電流的具體大小進(jìn)行精準(zhǔn)控制，然后針對(duì)性的改變鐵芯當(dāng)中磁導(dǎo)率構(gòu)建，進(jìn)一步改變當(dāng)前的高壓繞組自身的阻抗控制，進(jìn)而才可以達(dá)到降壓以及限流的主要目的。在這個(gè)系列變化過(guò)程中，其主要的阻抗變化過(guò)程是和晶閘管相似的，但是我們克服了晶閘管自身的耐壓受限的缺點(diǎn)，因此這種技術(shù)特別適合用在超高壓電力設(shè)備以及超大容量的電機(jī)中。我們?cè)陔妱?dòng)機(jī)自身的電子回路中進(jìn)行針對(duì)阻抗的串聯(lián)操作，就可以很平滑地改變電磁阻抗器的運(yùn)作，然后我們還可以根據(jù)當(dāng)前的閉環(huán)操作控制系統(tǒng)，有針對(duì)性地對(duì)繞組當(dāng)中的直流電流大小進(jìn)行控制性的操作，然后磁控電抗器自身的阻抗作用可以在當(dāng)前預(yù)定的時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行從大到小的自動(dòng)化無(wú)級(jí)減小處理，同時(shí)可以保證電機(jī)端的電壓可以平滑地上升到完整的電壓，這樣就可以保證電機(jī)端的軟起動(dòng)處理。

三、磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)器的性能特點(diǎn)

1. HDQ型磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置采用新型自勵(lì)式結(jié)構(gòu)，不需要大容量的勵(lì)磁電源；

2. 它具有可控性好，阻抗低；

3. 起動(dòng)裝置采用專門的濾波裝置，具有無(wú)諧波污染；

4. 裝置采用先進(jìn)的磁屏蔽技術(shù)及緊耦合結(jié)構(gòu)，無(wú)漏磁；

5. 還采用了國(guó)際領(lǐng)先的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，整個(gè)起動(dòng)過(guò)程可預(yù)測(cè)、可控制、可調(diào)整；

6. 整個(gè)控制系統(tǒng)采用日本Pro-face觸摸屏和德國(guó)西門子系列PLC，使控制器的控制精度和控制性能大大增強(qiáng)；

7. 該裝置有兩種起動(dòng)控制模式：PID調(diào)節(jié)模式和加減調(diào)節(jié)模式，以滿足不同工況精度的要求；

8. 它友好的人機(jī)界面，起動(dòng)參數(shù)和停止參數(shù)的設(shè)定、調(diào)整方便，可查閱6條歷史曲線；

9. 起動(dòng)裝置的起動(dòng)電流可在1.5Ie-3.5Ie任意選擇（視負(fù)載不同），起動(dòng)時(shí)可確保電網(wǎng)電壓降最小，無(wú)二次浪涌電流沖擊；

10. 在起動(dòng)時(shí)電機(jī)均勻加速，無(wú)機(jī)械沖擊；

11. 另外，該裝置可通過(guò)PLC上的RS485串口監(jiān)視起動(dòng)的各類參數(shù)；

12. 它的重復(fù)使用性好，起動(dòng)性能不受環(huán)境溫度影響；

13. 還有就是該裝置體積小、免維護(hù)、使用壽命長(zhǎng)。

HDQ型磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置廣泛應(yīng)用于大型鋼石油、化工、鋁業(yè)、消防、礦山、污水處理、發(fā)電等工業(yè)領(lǐng)域。能很好地與電機(jī)拖動(dòng)設(shè)備配套使用，如各種泵類、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、制冷設(shè)備、粉碎機(jī)、攪拌機(jī)、傳動(dòng)帶等機(jī)電裝置。

結(jié)語(yǔ)

從目前設(shè)備運(yùn)行情況來(lái)看，HDQ型磁閥式高壓固態(tài)軟起動(dòng)裝置與高壓電動(dòng)機(jī)配套使用中運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，可靠性高，得到了用戶的認(rèn)可和歡迎。能對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、監(jiān)控保護(hù)；并與電源開(kāi)關(guān)柜、水泵、風(fēng)機(jī)等其他設(shè)備進(jìn)行連鎖控制，確保運(yùn)行安全可靠；是一種比較理想的電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)控制設(shè)備。

［1］卿向東.磁控高壓電機(jī)軟起動(dòng)裝置研究［D］.山東科技大學(xué)，2006.

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