引言
低壓輔機(jī)系統(tǒng)(如盤(pán)車(chē)電機(jī)、潤(rùn)滑油泵、液壓油泵等)是風(fēng)機(jī)機(jī)組重要的輔助系統(tǒng),其運(yùn)行的好壞直接關(guān)系到風(fēng)機(jī)機(jī)組的安全性能。
電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置是一種具有國(guó)際先進(jìn)水平的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)裝置,該裝置融合了最新的現(xiàn)代控制理論和專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)保護(hù)技術(shù)及先進(jìn)的軟件技術(shù),既能改變電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性,保證電動(dòng)機(jī)可靠啟動(dòng),又能降低啟動(dòng)電流,減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊,并且可以和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)智能控制。無(wú)論從功能、性能、負(fù)載適應(yīng)能力、維護(hù)及可靠性等方面都是傳統(tǒng)的啟動(dòng)設(shè)備(如:星/三角、自耦變壓器、磁控式啟動(dòng)裝置)無(wú)法比擬的。所以,這種智能型啟動(dòng)裝置取代上述傳統(tǒng)的啟動(dòng)裝置將是一種必然趨勢(shì)。
1電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置組成
電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置采用單片機(jī)進(jìn)行邏輯控制。如圖1所示,一般由電壓檢測(cè)、電流檢測(cè)、旁路接觸器、驅(qū)動(dòng)電路、控制系統(tǒng)和鍵盤(pán)顯示器等組成。
2電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置選擇
電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置的選擇主要取決于它的啟動(dòng)方式和停車(chē)方式。
電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置一般有以下幾種啟動(dòng)模式:
限電流啟動(dòng)模式就是限制電機(jī)的啟動(dòng)電流,主要用于輕載啟動(dòng)和對(duì)電機(jī)啟動(dòng)電流有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。電壓斜坡啟動(dòng)模式就是把電機(jī)電壓由小到大斜坡線性增加,主要用于重載啟動(dòng)和對(duì)啟動(dòng)電流要求不嚴(yán)格而啟動(dòng)平穩(wěn)性較高的場(chǎng)合。突跳啟動(dòng)模式就是在電機(jī)啟動(dòng)時(shí),先給電機(jī)施加一個(gè)較高的固定電壓并持續(xù)一段時(shí)間,以克服靜阻力距,主要用于重載啟動(dòng),但是突跳時(shí)會(huì)給電網(wǎng)造成沖擊。轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)模式就是把電機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小到大斜坡線性增加,主要適用于重載啟動(dòng)。電壓控制啟動(dòng)模式就是保證啟動(dòng)電壓壓降不變的情況下,使電機(jī)發(fā)揮出最大啟動(dòng)力矩,主要用于輕載啟動(dòng)。
電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置一般有減速停車(chē)模式、自由停車(chē)模式和制動(dòng)停車(chē)模式。減速停車(chē)適用于泵類(lèi),可以有效減小壓力波動(dòng)。制動(dòng)停車(chē)適用于高慣性的場(chǎng)合。
3電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置特點(diǎn)
電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置較傳統(tǒng)啟動(dòng)裝置有以下好處:
在電網(wǎng)方面的好處如圖2所示。它避免產(chǎn)生較大電壓降以減小對(duì)電網(wǎng)沖擊;有效控制啟動(dòng)電流:消除尖峰電流;接線方便等。
在機(jī)械方面的好處如圖3所示:最大程度減小齒輪箱、傳送帶、軸承等傳動(dòng)裝置上的應(yīng)力;減少水沖擊(水錘)效應(yīng);降低維護(hù)成本;縮短停工時(shí)間等。
電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置在其他方面的好處:可以根據(jù)負(fù)載情況選擇不同的啟動(dòng)方式及參數(shù)設(shè)置,達(dá)到最大程度的使電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)最佳啟動(dòng)效果;采用高性能微處理器及強(qiáng)大的控制軟件;高可靠性;體積小.便于安裝;對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和運(yùn)行具有多種保護(hù)功能。如過(guò)流、過(guò)負(fù)荷、缺相、過(guò)熱等保護(hù);便捷直觀的操作顯示鍵盤(pán),可根據(jù)不同負(fù)載方便的對(duì)啟/停參數(shù)進(jìn)行設(shè)置或修改;可以與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信;軟啟動(dòng)裝置的實(shí)際輸出功率可根據(jù)負(fù)載進(jìn)行設(shè)定等。
4電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置與其他傳統(tǒng)啟動(dòng)裝置的比較
下面把電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置與磁控降壓?jiǎn)?dòng)裝置、自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)裝置進(jìn)行簡(jiǎn)單比較。啟動(dòng)特性:前者為軟特性,根據(jù)用戶(hù)要求可以調(diào)整。而后者為硬特性,不能根據(jù)用戶(hù)要求進(jìn)行調(diào)整。啟動(dòng)電流特性:前者啟動(dòng)電流根據(jù)用戶(hù)要求可以調(diào)整。而后者啟動(dòng)電流不能根據(jù)用戶(hù)要求進(jìn)行調(diào)整。起始電壓:前者初始電壓可在0~3踟V范圍內(nèi)調(diào)整。而后者初始電壓不能根據(jù)甩戶(hù)要求進(jìn)行調(diào)整。沖擊電流:前者對(duì)電網(wǎng)幾乎沒(méi)有沖擊。而后者約為電機(jī)額定電流的4~7倍,對(duì)電網(wǎng)沖擊較大。電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性:電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置沒(méi)有沖擊轉(zhuǎn)矩,力矩勻速平滑上升;磁控降壓?jiǎn)?dòng)裝置常規(guī)在1次沖擊轉(zhuǎn)矩后,力矩勻速平滑上升;自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)裝置力矩跳躍上升,常規(guī)有2次沖擊轉(zhuǎn)矩。啟動(dòng)方式:電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置啟動(dòng)模式有5種,圖4和圖5為最常規(guī)的限流啟動(dòng)和電壓斜坡啟動(dòng);磁控降壓?jiǎn)?dòng)裝置區(qū)域恒流軟啟動(dòng);自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)裝置分段式恒壓?jiǎn)?dòng)。重量/體積:電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置輕而?。淮趴亟祲?jiǎn)?dòng)裝置較重/較大;白耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)裝置重而較小??刂圃涂刂品绞剑弘妱?dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置采用高性能單片邏輯控制;磁控降壓?jiǎn)?dòng)裝置采用繼電器及電子元件繼電電子控制;自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)裝置采用繼電器繼電控制。
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5電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置在風(fēng)機(jī)輔機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用
電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置是采用電力電子、微處理器及現(xiàn)代控制理論等先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)制造的高技術(shù)產(chǎn)品,它從根本上改變了傳統(tǒng)降壓?jiǎn)?dòng)設(shè)備在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電壓、電流突變而帶來(lái)的不良后果(如啟動(dòng)時(shí)母線電壓過(guò)低、電機(jī)啟動(dòng)電流過(guò)大等因素,影響母線上其他用電設(shè)備的正常工作)。因此,公司在對(duì)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置的選擇上也有不同的要求,如盤(pán)車(chē)電機(jī)。盤(pán)車(chē)電機(jī)的主要作用就是在機(jī)組開(kāi)機(jī)前,先用盤(pán)車(chē)電機(jī)把風(fēng)機(jī)主軸拖動(dòng)起來(lái)(轉(zhuǎn)速很?。?,使它在主軸上形成一層油粘膜,減少機(jī)組的靜阻力矩,便于機(jī)組啟動(dòng)。原先都是采用直接啟動(dòng)方式,由于直接啟動(dòng)會(huì)對(duì)與主軸相聯(lián)的齒輪造成沖擊,甚至損壞。同時(shí)叉要考慮到盤(pán)車(chē)電機(jī)啟動(dòng)瞬間需要克服很大的靜阻力矩,故現(xiàn)在采用了突跳啟動(dòng)控制模式的電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置,效果非常好。又如潤(rùn)滑油泵和液壓油泵等設(shè)備,由于正常情況下是兩臺(tái)油泵(一主一備,互為備用),如果在油壓低的情況下,備用泵要在晟短的時(shí)間內(nèi)完成啟動(dòng),建立油壓,但又必須考慮到電網(wǎng)的要求,故選用了電壓控制啟動(dòng)模式的電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置。
電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)裝置常規(guī)有兩種接線方式,一種是帶旁路,另一種是不帶旁路,如圖6和圖7所示。帶旁路回路的接線方式,在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)結(jié)束后,可以通過(guò)旁路回路把軟啟動(dòng)裝置旁路掉,使其不帶電,便于維護(hù)、檢修。因此,我公司在軟啟動(dòng)設(shè)計(jì)時(shí)選用第一種接線方式。
下面結(jié)合盤(pán)車(chē)電機(jī)(功率為15 kW,電壓380V AC,額定電流32 A)簡(jiǎn)單敘述一下工作原理:配置了三相斷路器、運(yùn)行接觸器、旁路接觸器、熱繼電器,并且設(shè)計(jì)控制按鈕、停/運(yùn)指示燈等。見(jiàn)圖6。
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),首先把三相斷路器QA、運(yùn)行接觸器KMl、KMl閉合;再接通軟啟動(dòng)裝置,軟啟動(dòng)裝置檢查內(nèi)部元器件,內(nèi)部繼電器R.輸出允許啟動(dòng)信號(hào)給控制回路;最后軟啟動(dòng)裝置帶電進(jìn)行啟動(dòng),當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí),內(nèi)部繼電器R:輸出啟動(dòng)結(jié)束指令給旁路接觸器KM2,KM,閉合使軟啟動(dòng)裝置離線,啟動(dòng)結(jié)束。