作者 ：邯鋼熱力廠 石秀平 摘要 ：本文介紹了籠型交流異步電動機(jī)幾種起動方式的優(yōu)缺點(diǎn)，以及施耐德軟起動器在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用。在供水系統(tǒng)中，用軟起動器起動電動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)器、負(fù)載及電網(wǎng)的最小沖擊，降低電壓波動和電流尖峰，降低起動機(jī)械應(yīng)力，避免水錘效應(yīng)的產(chǎn)生，延長電動機(jī)及相關(guān)設(shè)備的使用壽命，提高生產(chǎn)率。 英文摘要 ：This text introduced the good and bad points of the cage asynchronous motor for several kinds starting way, and the application of Schneider soft start in the system of water supply. In the water supply system, starting the motor with soft starter can realize to machine, load and the charged barbed wire net’s minimum impact, lower the electric voltage motion and the electric current spike, lower to start the machine should dint, avoid the water hammer the producing of effect, extension the service life of the electric motor and related equipments, increase rate of production. 關(guān)鍵詞： 起動方式 軟起動器 供水 應(yīng)用 效果 1 引言 籠型交流異步電動機(jī)是邯鋼熱力廠供水系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的電氣設(shè)備。隨著邯鋼生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電機(jī)容量的加大，數(shù)量的增多，傳統(tǒng)起動方式的弊端愈來愈突出。由于變頻及軟起動技術(shù)的飛速發(fā)展，從根本上解決了電機(jī)控制中存在的一些問題，尤其是軟起動技術(shù)在解決大、中容量的電機(jī)起動問題中有著極為優(yōu)越的性能，我們應(yīng)該正確合理地運(yùn)用電動機(jī)的起動方式來保證企業(yè)生產(chǎn)的安全運(yùn)行。 2 傳統(tǒng)的起動方式 （1）直接起動 籠型交流異步電動機(jī)直接起動時(shí)將產(chǎn)生很大的起動電流，是電動機(jī)額定電流的5～8倍，轉(zhuǎn)矩也會激增，所以直接起動方式適用于小功率電動機(jī)。 （2）定子串電阻或電抗降壓起動 定子串電阻或電抗降壓起動方式適用于輕載起動，能起到減小起動電流和增加起動平穩(wěn)性的作用，但因起動損耗較大，經(jīng)濟(jì)性差，只在電機(jī)容量較小時(shí)使用。 （3）自耦變壓器降壓起動 自耦變壓器降壓起動方式適用于容量較大而正常運(yùn)行時(shí)丫接的鼠籠型異步電動機(jī)。自耦變壓器降壓起動有過載和失壓保護(hù)，可以減小電動機(jī)電流對電網(wǎng)的影響，起動轉(zhuǎn)矩較大。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、故障率高、檢修不方便、價(jià)格較高。 （4）星—三角起動 星—三角降壓起動方式適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組Δ接的異步電動機(jī)。在電動機(jī)起動過程中，星—三角轉(zhuǎn)換的同時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)尖峰電流，會影響供電電源和電動機(jī)，用于空載或輕載起動。 3 變頻起動和軟起動器起動 （1）變頻起動 可以對電動機(jī)的起動與停止施加影響，有恒定的電壓—頻率關(guān)系，對機(jī)器、負(fù)載及電網(wǎng)的沖擊很小，可以調(diào)速，但價(jià)格高，存在電磁兼容問題。 （2）軟起動器起動 軟起動器，是采用電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的節(jié)能產(chǎn)品。它實(shí)際上是一個(gè)晶閘管調(diào)壓調(diào)速設(shè)備，通過改變晶閘管的觸發(fā)延遲角來調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。其特點(diǎn)是電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩近似與定子電壓的二次方成正比。 在使用軟起動器起動電動機(jī)時(shí)，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動機(jī)逐漸加速，直至晶閘管全導(dǎo)通，電動機(jī)工作在額定電壓時(shí)的機(jī)械特性上。 軟起動器具有與被控設(shè)備相吻合的負(fù)載特性、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，能全面解決電動機(jī)在起動和停止時(shí)帶來的機(jī)械及電氣沖擊問題，如用在水泵中的優(yōu)勢在于，可以避免水錘效應(yīng)的產(chǎn)生。 4 施耐德軟起動器在我廠供水系統(tǒng)中的應(yīng)用 水泵電動機(jī)在我廠占有很高的比重，大多數(shù)電動機(jī)使用的起動方式為直接起動。大、中容量電動機(jī)的起動不僅對電網(wǎng)及傳動機(jī)械帶來沖擊，而且電氣元件故障率較高，用軟起動器起動在解決大、中容量的電動機(jī)起動問題中有著極為優(yōu)越的性能。軟起動器對于電動機(jī)起動給電網(wǎng)的沖擊以及傳動機(jī)械的沖擊都得到了良好的改善，使傳動機(jī)械的壽命得到了提高，電氣設(shè)備的故障率大大降低。隨著我廠供水系統(tǒng)工藝流程的不斷改造完善，軟起動器起動正逐漸替代傳統(tǒng)的起動方式，在我廠的應(yīng)用越來越廣泛。例如我廠某水站供水系統(tǒng)的改造中，有兩臺低壓水泵，電機(jī)容量為135kW，原來的起動方式為直接起動，因起動電流大，造成傳動機(jī)械、接觸器、熱繼電器和其它電氣元件的故障率較高，現(xiàn)改為軟起動，選用的是施耐德電氣公司的ATS48C32Q軟起動器。 4.1 Altistart 48軟起動器的控制方式的選擇 ATS48軟起動器的起動方式有電壓控制軟起動、轉(zhuǎn)矩控制軟起動、帶電壓提升的軟起動、帶定子損耗補(bǔ)償?shù)能浧饎?停止、帶電動機(jī)預(yù)熱的軟起動五種。電壓控制軟起動是指電動機(jī)的起動加速按照電壓斜坡進(jìn)行控制。轉(zhuǎn)矩控制軟起動是指電動機(jī)的起動按照轉(zhuǎn)矩斜坡進(jìn)行控制，能夠顯著降低機(jī)械應(yīng)力和電應(yīng)力。帶電壓提升的軟起動可以在運(yùn)行命令開始時(shí)，施加一個(gè)可調(diào)整的電壓，使電動機(jī)在起動開始階段以較大的轉(zhuǎn)矩起動，經(jīng)100ms后，再按照標(biāo)準(zhǔn)的加速斜坡起動。帶定子損耗補(bǔ)償?shù)能浧饎?停止是指電動機(jī)在加速或減速階段，起動器與電動機(jī)按照Δ聯(lián)結(jié)或轉(zhuǎn)差率較大的電動機(jī)中，震蕩是最常見的現(xiàn)象，如果引入這個(gè)參數(shù)并選取合適的值，能夠使設(shè)備正常運(yùn)行。帶電動機(jī)預(yù)熱的軟起動是為了防止電動機(jī)結(jié)冰或冷凝現(xiàn)象。所以選用的起動方式為轉(zhuǎn)矩控制軟起動。 ATS48軟起動器的停車模式有三種，即自由停車、軟停車、制動停車。電子軟起動帶來最大的停車好處就是軟停車和制動停車。軟停車消除了由于自由停車帶來的拖動系統(tǒng)反慣性沖擊，它適用于泵類，能夠降低液壓瞬態(tài)變化，防止水錘效應(yīng)。制動停車在一定的場合代替了反接制動停車，用于能夠減少停車時(shí)間而適用于高慣性的應(yīng)用場合。所以選用的停車方式為軟停車。 4.2 Altistart 48軟起動器主要功能的選擇 （1）控制功能 起動按照轉(zhuǎn)矩斜坡進(jìn)行控制，在加速和減速期內(nèi)對供給電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行在線性控制，能夠顯著降低機(jī)械應(yīng)力和電應(yīng)力。起動結(jié)束后使用接觸器旁路，同時(shí)維持必須的保護(hù)。 （2）保護(hù)功能 內(nèi)置電動機(jī)熱保護(hù)；PTC直接熱保護(hù)；起動時(shí)間檢測；連續(xù)運(yùn)行中欠載和過電流保護(hù)。 4.3 Altistart 48軟起動器參數(shù)設(shè)置 （1）電動機(jī)額定流：248A； （2）限制電流：300%額定電流； （3）加速斜坡時(shí)間：15s； （4）初始起動轉(zhuǎn)矩：40%額定轉(zhuǎn)矩； （5）停機(jī)類型選擇：軟停車； （6）減速斜坡時(shí)間：20s； （7）電動機(jī)熱保護(hù)：10級； （8）電動機(jī)缺相閾值：10%； （9）繼電器輸出端R1：軟起動器故障； （10）繼電器輸出端R3：電動機(jī)已驅(qū)動。 4.4 Altistart 48軟起動器的電控原理圖 軟起動器的電控原理圖如圖1所示，外部接線圖如圖2所示，控制系統(tǒng)原理圖如圖3所示,軟起動器采用機(jī)旁手動和計(jì)算機(jī)集中控制兩種控制方式。 [ALIGN=CENTER] 圖1 電控原理圖[/ALIGN] [align=center] 圖2 外部接線圖[/align] [ALIGN=CENTER] 圖3 控制系統(tǒng)原理圖[/ALIGN] 4.5 Altistart 48軟起動器在我廠供水系統(tǒng)改造中應(yīng)用后的效果 （1）可以對電動機(jī)的起動與停止施加影響，起動參數(shù)可視負(fù)載調(diào)整，以達(dá)到最佳起動效果； （2）可以實(shí)現(xiàn)對機(jī)器、負(fù)載及電網(wǎng)的最小沖擊，降低電壓波動和電流尖峰，降低起動機(jī)械應(yīng)力，避免水錘效應(yīng)的產(chǎn)生,延長電動機(jī)及相關(guān)設(shè)備的使用壽命,提高生產(chǎn)率; （3）提供完善的電動機(jī)、控制系統(tǒng)和外界故障保護(hù)功能； （4）節(jié)能運(yùn)行； （5）運(yùn)行可靠，維修方便； （6）比變頻器起動便宜的多。 5 結(jié)束語 在工程設(shè)計(jì)和工程改造中，要想改善工藝提高自動化水平，降低成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，對電動機(jī)的起動就應(yīng)首先采用先進(jìn)的起動設(shè)備—軟起動器。 軟起動器特別適用于各種泵類負(fù)載或風(fēng)機(jī)類負(fù)載，需要軟起動與軟停車的場合。同樣對于變負(fù)載工況、電動機(jī)長期處于輕載運(yùn)行，只有短時(shí)或瞬間處于重載場合，應(yīng)用軟起動器（不帶旁路接觸器）運(yùn)行，則具有輕載節(jié)能的效果。