摘 要：介紹了三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)常用的幾種啟動(dòng)方式及其優(yōu)缺點(diǎn)，著重介紹了施耐德ATS46軟啟動(dòng)器的特點(diǎn)及在1＃連鑄泵站中的應(yīng)用。 關(guān)鍵詞：軟啟動(dòng)器；轉(zhuǎn)矩控制；鼠籠型異步電動(dòng)機(jī) Abstract：This paper introduces the usual several starting modes for the three—phase squirrel—cage asynch—onous motor and their adavantages and shortages，emphatically introduces the characteristics of Shinade ATS softstarting and its application in the No．1 continous casting lines pumping station． Key Words：soft starting，torque controlling，squirrel—cage asynchronous motor 1 前言 　　作為應(yīng)用最廣泛的拖動(dòng)設(shè)備，鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)在直接啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而引起電網(wǎng)較大的電壓降、損壞機(jī)械設(shè)備、還會(huì)降低電機(jī)的壽命。必須采取措施采用降壓?jiǎn)?dòng)。 2 鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式比較 　　對(duì)于降壓?jiǎn)?dòng)一般有以下幾種常用方式：“Y一△”降壓?jiǎn)?dòng)、自耦降壓?jiǎn)?dòng)、磁控式軟啟動(dòng)、電子式軟啟動(dòng)。 　　“Y一△”啟動(dòng)裝置需6根出線，而且故障率太高。元器件維修費(fèi)也高，切換時(shí)會(huì)出現(xiàn)較高的電流轉(zhuǎn)矩峰值。所以?xún)H適用于空載或低阻性轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)。自耦降壓?jiǎn)?dòng)其體積大且故障率高，是笨重復(fù)雜的設(shè)備，啟動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)大的電壓降和高電流峰值，存在二次大的沖擊電流，維護(hù)工作量大，一般不能頻繁啟動(dòng)。 　　磁控式軟啟動(dòng)器利用控磁調(diào)壓原理，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)。在啟動(dòng)過(guò)程中電壓無(wú)級(jí)平滑地從初始值上升到全壓，使電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中有一個(gè)電壓勻速增加的過(guò)程。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、過(guò)載能力強(qiáng)、無(wú)二次沖擊電流。但它在啟動(dòng)時(shí)仍存在一次沖擊電流，且不可調(diào)，適用負(fù)載能力一般。一般不能頻繁啟動(dòng)，整機(jī)體積較大。 　　電子式軟啟動(dòng)器可以限制啟動(dòng)期間的壓降，沒(méi)有沖擊轉(zhuǎn)矩和電流，力矩勻速平滑上升，能保護(hù)傳動(dòng)機(jī)械、設(shè)備和人員，節(jié)省能源。啟動(dòng)電流可視負(fù)載輕重調(diào)整。這種軟啟動(dòng)器體積小、故障率與維修費(fèi)較低，是實(shí)際應(yīng)用中的首選。 　　這種軟啟動(dòng)器一般都采用大功率晶閘管作為主回路的開(kāi)關(guān)元件，通過(guò)控制它的導(dǎo)通角進(jìn)行智能化控制，它既能保證電動(dòng)機(jī)在負(fù)載要求的啟動(dòng)特性下平滑啟動(dòng)，又能降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊。除各種啟動(dòng)方式外，還有一些可選功能，如軟停車(chē)、泵控制、預(yù)置慢速、智能制動(dòng)、準(zhǔn)確停車(chē)、低速制動(dòng)等。同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)直接計(jì)算機(jī)通信控制。 3 軟啟動(dòng)器工作原理 　　軟啟動(dòng)器由串接于電源與被控電機(jī)之間的三相反并聯(lián)晶閘管及其電子控制電路構(gòu)成?？刂凭чl管組的導(dǎo)通角，調(diào)節(jié)施加在電機(jī)上的電壓，以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和軟停止的功能。其工作原理如圖1。 幾種軟啟動(dòng)方式比較： 3．1 電壓斜坡啟動(dòng) 　　電壓斜坡軟啟動(dòng)器從零開(kāi)始以線性斜坡增加電機(jī)端電壓，直至額定電壓。它是將傳統(tǒng)的有級(jí)降壓為無(wú)級(jí)，啟動(dòng)時(shí)間可調(diào)。這種啟動(dòng)方式缺點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小，轉(zhuǎn)矩特性呈拋物線上升對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)不利，且當(dāng)電壓斜坡升至額定電壓時(shí)，如果電機(jī)仍未達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，電機(jī)將以全電壓提供啟動(dòng)電流直至達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。見(jiàn)圖1、圖2。 3．2 電流限幅啟動(dòng) 　　當(dāng)使用電流限幅啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)端電壓基本保持為常數(shù)，用在輕載啟動(dòng)的負(fù)載。采用純限流技術(shù)時(shí)，電機(jī)加速性能基本上與機(jī)電式降壓?jiǎn)?dòng)器一樣。實(shí)際應(yīng)用中，常把電壓斜坡和電流限幅結(jié)合在一起使用。當(dāng)啟動(dòng)電流小于電流限幅值時(shí)，電機(jī)電壓為線性斜坡電壓，當(dāng)電流值達(dá)到限幅值時(shí)，軟啟動(dòng)器將調(diào)節(jié)斜坡電壓，維持電流限幅值。從這兩種啟動(dòng)方式的特性來(lái)看，雖然電壓斜坡或電流限幅技術(shù)減小了沖擊電流和力矩，但電機(jī)啟動(dòng)性能仍取決于電機(jī)特性，而非實(shí)際負(fù)載需求。對(duì)于重型負(fù)載來(lái)說(shuō)，并不能真正減小沖擊電流。 3．3 轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng) 　　轉(zhuǎn)矩控制啟動(dòng)用在重載啟動(dòng) ，它是將電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小到大線性上升，它的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)平滑，柔性好，對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)有更好的保護(hù)，它的目的是保護(hù)拖動(dòng)系統(tǒng)，延長(zhǎng)拖動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。同時(shí)降低電機(jī)起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，是最優(yōu)的重載啟動(dòng)方式。 4 軟啟動(dòng)器的選用 4．1 選型：根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇。 4．2 選規(guī)格：根據(jù)電動(dòng)機(jī)的標(biāo)稱(chēng)功率、電流Q負(fù)載性質(zhì)選擇啟動(dòng)器，一般軟啟動(dòng)器容量稍大于電動(dòng)機(jī)工作電流即可，還要考慮保護(hù)功能是否完備，如過(guò)電流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、單項(xiàng)接地保護(hù)、上下口斷相保護(hù)、三相不平衡保護(hù)、相位顛倒保護(hù)等。 5 施耐德A1 tistart46軟啟動(dòng)器的特點(diǎn) 　　施耐德Ahistart46軟啟動(dòng)器（17一l200A）啟動(dòng)時(shí)采用施耐德專(zhuān)利技術(shù)的轉(zhuǎn)矩控制。轉(zhuǎn)矩斜坡上升更快速，損耗更低。具有電動(dòng)機(jī)和軟啟動(dòng)器綜合熱保護(hù)功能，能全時(shí)連續(xù)檢測(cè)電機(jī)電流，提供電機(jī)最可靠和完整的保護(hù)，此保護(hù)功能在啟動(dòng)結(jié)束旁路后仍能起作用，這是其他任何軟啟動(dòng)器都不具備的。 　　施耐德A1 tistart46軟啟動(dòng)器是一種新型的力矩控制軟啟動(dòng)裝置，它在保持加速力矩的同時(shí)，實(shí)時(shí)計(jì)算定子和轉(zhuǎn)子的功率。在整個(gè)加速周期內(nèi)連續(xù)計(jì)算電機(jī)功率因數(shù)和定子損耗，通過(guò)檢測(cè)電壓和電流來(lái)計(jì)算功率因數(shù)，并在扣除定子損耗后，得到實(shí)際的轉(zhuǎn)子功率和電機(jī)力矩。以往的軟啟動(dòng)技術(shù)需要測(cè)速反饋信號(hào)來(lái)反映電機(jī)的實(shí)際速度，以獲得線性的速度斜坡。 　　ATS力矩控制的優(yōu)點(diǎn)主要有： 　　· 線性速度斜坡與電機(jī)負(fù)載無(wú)關(guān) 　　· 控制功率因數(shù)，減少電流沖擊 　　· 標(biāo)準(zhǔn)力矩斜坡，適用于變負(fù)載力矩控制 　　· 恒力矩加速曲線 　　· 通過(guò)鍵盤(pán)讀取電動(dòng)機(jī)的力矩值，與實(shí)際應(yīng)用配合很方便 　　· 可在力矩負(fù)載點(diǎn)施加減速斜坡，獲得最大的線性減速斜坡 　　· 不需要反饋裝置，實(shí)現(xiàn)最佳控制。 6 ATS46軟啟動(dòng)器的應(yīng)用 　　ATS46軟啟動(dòng)器在水泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等不需要調(diào)速的場(chǎng)合應(yīng)用比較廣泛。特殊鋼廠1＃連鑄機(jī)泵站就首次成功采用了ATS46軟啟動(dòng)器。l＃連鑄泵站有兩臺(tái)220kW凈環(huán)泵及兩臺(tái)110kW濁環(huán)泵，均為一用一備，但不排除兩臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行的可能。設(shè)計(jì)采用了一拖二方式，即一臺(tái)軟起帶兩臺(tái)水泵，可依次起動(dòng)兩臺(tái)水泵。軟啟動(dòng)結(jié)束后，用旁路接觸器斷開(kāi)軟啟動(dòng)器，可避免功率元件長(zhǎng)時(shí)間工作發(fā)熱。當(dāng)一臺(tái)水泵因故障停機(jī)時(shí)，可自動(dòng)開(kāi)啟備用水泵，保證正常供水。 　　由于ATS46系列軟啟動(dòng)器提供了過(guò)電流保護(hù)，過(guò)電壓保護(hù)，單項(xiàng)接地保護(hù)，上下口斷相保護(hù)，三相不平衡保護(hù)，相位顛倒保護(hù)等完備的保護(hù)措施并且具有故障自診斷功能，通過(guò)操作面板上的液晶顯示屏可以顯示功率因數(shù)、電動(dòng)機(jī)溫度、負(fù)載狀態(tài)、電動(dòng)機(jī)電流等參數(shù)，還可以顯示運(yùn)行故障代碼，為故障的排除提供了極大的方便。為實(shí)現(xiàn)集中／機(jī)旁控制及配合電動(dòng)閥門(mén)的開(kāi)閉，控制上采用了Momentumn系列PLC，避免了控制回路繁雜的接線，提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠性。2002年4月投入至今，該啟動(dòng)器運(yùn)行情況良好。 7 結(jié)束語(yǔ) 　　傳統(tǒng)降壓起動(dòng)方式由于其自身缺點(diǎn)已逐漸被新型電子式軟啟動(dòng)器替代。在軟啟動(dòng)器中，又以轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)最為先進(jìn)。ATS系列軟啟動(dòng)器是一種特殊的力矩控制系統(tǒng)，其主要功率元件與其他軟起并無(wú)區(qū)別，差別在于控制算法，它改善了交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)性能，是其他降壓起動(dòng)方式無(wú)法比擬的。它的使用為今后的智能控制集成打下了良好的基礎(chǔ)。