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電動機(jī)智能軟起動的應(yīng)用
電動機(jī)智能軟起動的應(yīng)用
來源: 未知 發(fā)布日期:2017-11-07 09:05 點(diǎn)擊數(shù):未知
    襄陽源創(chuàng)電氣小王告訴我們:異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、價(jià)格便宜、過載能力強(qiáng),使用、安裝、維護(hù)方便,在農(nóng)業(yè)用電中大多電力負(fù)荷均由異步電動機(jī)驅(qū)動。但它起動電流約為額定電流的5~7倍。電動機(jī)容量越大,起動時(shí)沖擊電流對農(nóng)網(wǎng)及其負(fù)載沖擊就越大。所以大功率異步電動機(jī)需采用起動裝置啟動。常用的有自耦變壓器降壓、串飽和電抗器和Y/△轉(zhuǎn)換降壓起動等,靠接觸器切換電壓實(shí)施啟動降壓,無法根本解決起動瞬時(shí)電流尖峰沖擊;起動轉(zhuǎn)矩不可調(diào),起動中二次沖擊電流對負(fù)載產(chǎn)生沖擊轉(zhuǎn)矩,當(dāng)電網(wǎng)電壓下降,可能造成電動機(jī)堵轉(zhuǎn);起動過程接觸器帶載切換,易造成觸點(diǎn)的拉弧、損壞等方面問題。
 
    1-全新的起動方式
 
    (1)軟起動:
 
    軟起動是采用軟件控制方式來平滑起動電動機(jī),一方面控制方式以軟(件)控強(qiáng)(電),另一方面控制結(jié)果將電機(jī)起動特性由"硬"平滑為"軟",故被稱之為"軟起動"。它又分為兩種:一種是采用變頻恒矩限流;另一種是采用晶閘管調(diào)壓起動,又稱智能軟起動。
 
    (2)兩類軟起動的對比:
 
    ①技術(shù)性能。采用變頻調(diào)速起動,起動時(shí)具有良好的靜、動態(tài)性能,就是在低速情況下也能隨意調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)矩,能以恒轉(zhuǎn)矩起動電動機(jī),起動電流可以限制在150%額定電流。
 
    采用智能軟起動,起動時(shí)由于轉(zhuǎn)矩是按電壓比的平方減少,因此起動轉(zhuǎn)矩很小。軟起動器有電流反饋,也可采用恒流起動,即在起動過程中保護(hù)起動電流不變,直到電動機(jī)接近同步轉(zhuǎn)速。
 
    從技術(shù)性能方面考慮,變頻調(diào)速起動適用于較大起動轉(zhuǎn)矩的負(fù)載,一般是大于50%的場合,例如往復(fù)式空壓機(jī)、離心分離機(jī)、帶負(fù)載的輸送機(jī)、破碎機(jī)、螺旋式或振動式給料機(jī)、活塞式泵、帶飛輪沖壓機(jī)。智能軟起動適用于較小轉(zhuǎn)矩的負(fù)載,一般是小于50%的場合,例如旋轉(zhuǎn)式空壓機(jī)、離心式風(fēng)機(jī)、離心泵、空載起動的輸送機(jī)、各種空載起動的設(shè)備。
 
    ②經(jīng)濟(jì)性。采用變頻器調(diào)速起動比智能軟起動的投資費(fèi)用高兩倍甚至三倍。
 
    綜合以上技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性,對農(nóng)網(wǎng)而言,當(dāng)前受歡迎、能實(shí)際推廣的起動方式當(dāng)數(shù)后者。
 
    (3)智能軟起動:
 
    智能軟起動主要由串接于電源與被控電動機(jī)之間三對反并聯(lián)晶閘管調(diào)壓電路構(gòu)成,以單片機(jī)為控制核心,整個(gè)起動過程是數(shù)字化程序軟件控制下自動進(jìn)行。利用三對晶閘管的電子開關(guān)特性,通過起動器中的單片機(jī),控制其觸發(fā)脈沖的遲早來改變觸發(fā)角的大小。而觸發(fā)導(dǎo)通角的大小,又改變晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間,從而最終改變加到定子繞組的三相電壓的大小。異步電動機(jī)定子調(diào)壓的結(jié)果,一方面其轉(zhuǎn)矩近似與定子電壓的平方成正比,另一方面電動機(jī)的電流又和定子電壓成正比。從而電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩和初始電流的限制可以通過定子電壓的控制來實(shí)現(xiàn),而定子電壓又是通過可控硅的導(dǎo)通相角來控制的,所以不同的初始相角可實(shí)現(xiàn)不同的端電壓,以滿足不同的負(fù)載起動特性。電動機(jī)起動過程中,晶閘管的導(dǎo)通角逐漸增大,晶閘管的輸出電壓也逐漸增加,電動機(jī)從零開始加速,直到晶閘管全導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的無級平滑起動。電動機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩和起動電流的最大值可根據(jù)負(fù)載情況設(shè)定。
 
    2-智能軟起動的技術(shù)特性與功能
 
    (1)基本特性:
 
    ①采用單片機(jī)全數(shù)字自控監(jiān)控。起動時(shí)起動電流以恒定的斜率平穩(wěn)上升,對電網(wǎng)無沖擊電流,不會造成大的電壓降落,保證了電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定。啟動轉(zhuǎn)矩、電流、電壓、時(shí)間可按負(fù)載不同而設(shè)定,可取得最佳的電流沖擊和最佳的轉(zhuǎn)矩控制特性。極大地減少了電動機(jī)轉(zhuǎn)矩對負(fù)載的沖擊,也滿足了不同工作對象對起動轉(zhuǎn)矩的不同要求,保護(hù)了驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
 
    ②電動機(jī)起動不受電網(wǎng)電壓波動的影響。由于在晶閘管的移相電路中,引入了電流反饋,因而使電動機(jī)在起動過程中保持恒流、平穩(wěn)起動。同時(shí),由于以起動電流為定值整定,當(dāng)電網(wǎng)電壓上下波動時(shí),通過控制電路自動增大或減小晶閘管導(dǎo)通角來維持原設(shè)定值,可保護(hù)起動電流恒定。有的還采用雙電源隔離,保證控制部分不受各種強(qiáng)電干擾。
 
    ③根據(jù)工作對象的不同,可選擇多種起停方式。而采用不同的起動方式,其起動力矩也不同。一般軟起動的初始轉(zhuǎn)矩可根據(jù)用戶要求在鎖定轉(zhuǎn)矩的0%~90%范圍內(nèi)選擇,從初始力矩水平開始,電動機(jī)的電壓在斜坡加速時(shí)間內(nèi)無級增加,加速的斜坡時(shí)間由用戶設(shè)定。可以自由停車和軟停車,軟停車時(shí)間可調(diào)節(jié)。軟停車特性大大延長電氣觸點(diǎn)壽命。
 
    ④結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,無噪音,占地小。作為無觸點(diǎn)控制,其使用壽命比傳統(tǒng)的接觸器大大延長,若使用得當(dāng),可長達(dá)幾十年,全免維修。而且安裝、操作、使用簡便。平滑、漸進(jìn)的起動過程亦降低設(shè)備的振動和噪聲,延長轉(zhuǎn)動機(jī)壽命,并改善了工人的勞動環(huán)境。
 
    ⑤可選擇過流、過載、電源缺相多種保護(hù),保證了設(shè)備和電機(jī)的安全。提供設(shè)備的監(jiān)控保護(hù)的快速故障診斷信息,如限流、過載、缺相、轉(zhuǎn)子堵轉(zhuǎn)等。保護(hù)整定值可由用戶指定,保護(hù)性能可靠。有的還具相序自動識別、相序保護(hù)功能。
 
    ⑥帶標(biāo)準(zhǔn)的RS232C接口,具有通信功能。通過標(biāo)準(zhǔn)接口傳輸數(shù)據(jù),可集成網(wǎng)絡(luò)化,實(shí)現(xiàn)分散控制,集中管理。全數(shù)字設(shè)定和外控功能大大方便用戶。人機(jī)界面友好:工作時(shí)顯示工作電壓,工作電流,最大電流;故障時(shí)顯示故障,性能價(jià)格比高。方便的外控接口具有數(shù)字延時(shí)起動控制;軟停控制輸入;起動延時(shí)繼電器輸出;故障繼電器輸出等多種功能。
 
    (2)起動特性:
 
    ①限流型:限制起動電流,降低起動壓降,任意調(diào)整,鍵盤設(shè)定。
 
    ②電壓控制型:設(shè)定允許電壓降百分值,自動測量壓降并限制壓降。通過測量壓降自適應(yīng)控制起動電流。調(diào)試數(shù)據(jù)電腦自動記憶,運(yùn)行時(shí)由智能程序自動監(jiān)控運(yùn)行。
 
    ③轉(zhuǎn)矩控制型:對電機(jī)運(yùn)行特性的控制,尤其是在起動和停止期間。對電機(jī)和起動器的過載保護(hù)。對傳動機(jī)械的保護(hù),清除浪涌轉(zhuǎn)矩并降低沖擊電流。在給定區(qū)間內(nèi)控制加速轉(zhuǎn)矩和按應(yīng)用要求調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)矩。
 
    ④轉(zhuǎn)矩控制加突跳型:如果轉(zhuǎn)矩控制起動時(shí)間長,通過轉(zhuǎn)矩突跳克服靜轉(zhuǎn)矩,加快起動周期。
 
    (3)停車特性:
 
    ①自由停機(jī):自由掉電停機(jī),外故障停機(jī),自復(fù)位可編位。
 
    ②軟停機(jī):0~200s(t=Os為自由停機(jī))自設(shè)定。電機(jī)停車傳統(tǒng)方式為自由停機(jī),既通過瞬間停電來實(shí)現(xiàn)。但如皮帶運(yùn)輸機(jī)、升降機(jī)等許多負(fù)荷并不宜突然停機(jī),軟停車功能正好能滿足此要求。晶閘管在收到軟停機(jī)信號后,導(dǎo)通角漸減,經(jīng)一定時(shí)間才過度到全關(guān),即電動機(jī)端電壓漸減至零。停車時(shí)間可按實(shí)際需要設(shè)定。
 
    ③制動停機(jī):0~60s自設(shè)定,強(qiáng)制停機(jī)。
 
    (4)控制及通訊功能:
 
    ①控制輸入:無源開關(guān)量(無源觸點(diǎn))。起動:瞬停;軟停;手、自動切換;共用端五種。
 
    ②控制輸出:旁路;延時(shí);故障輸出三種。
 
    ③電流輸出:4~20ma。
 
    ④計(jì)算機(jī)通訊:RS232或RS485。
 
    ⑤顯示器:正常時(shí),顯示電動機(jī)運(yùn)行電流或電壓;故障時(shí);顯示故障內(nèi)容。
 
    ⑥鍵盤:設(shè)定參數(shù);接點(diǎn)功能;鎖停。
 
    (5)系統(tǒng)保護(hù)功能:
 
    ①電子速斷保護(hù):內(nèi)置,起動、運(yùn)行、軟停時(shí)輸出短路,報(bào)警并動作;
 
    ②單相接地保護(hù):故障時(shí)報(bào)警并停車;
 
    ③過電壓保護(hù):故障時(shí)報(bào)警并停車;
 
    ④過負(fù)荷保護(hù):故障時(shí)先報(bào)警,后停車;
 
    ⑤斷相保護(hù):電動機(jī)上、下口斷相對報(bào)警并停車;
 
    ⑥倒相保護(hù):電動機(jī)上口倒相時(shí)報(bào)警并不啟動。
 
    (6)維護(hù)及管理功能:
 
    ①故障自診斷,短路、過電壓、單相接地、電機(jī)過載、堵轉(zhuǎn),加智能程序可判斷拖動系統(tǒng)工況;
 
    ②故障顯示與繼電器接點(diǎn)輸出;
 
    ③模塊化組合設(shè)計(jì),根據(jù)故障顯示內(nèi)容,5min排除故障;
 
    ④可帶4~20mA模擬量電流輸出口,輸出電機(jī)的起動電流和運(yùn)行電流值;
 
    ⑤可帶計(jì)算機(jī)通訊接口(RS232C),可聯(lián)上位微機(jī)管理或遙信。
 
    3-智能軟起動的應(yīng)用
 
    選用原則:在農(nóng)業(yè)電氣化實(shí)際應(yīng)用中,一般根據(jù)下述原則來選用,
 
    ①功率較大,直接起動對電網(wǎng)產(chǎn)生不允許的沖擊的電動機(jī);
 
    ②防止起動時(shí)產(chǎn)生力矩沖擊,而使轉(zhuǎn)動機(jī)械斷裂、損壞的場合;
 
    ③較頻繁起動的電動機(jī)(軟起動裝置一般允許起動10次/h,而使電動機(jī)不致過熱);
 
    ④需重載起動,且正常負(fù)載所需運(yùn)行負(fù)載力矩又比大一號電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩小得多的電動機(jī);
 
    ⑤需防止水錘效應(yīng),防止管道破裂的泵類負(fù)載;
 
    ⑥拖動負(fù)載需特殊功能的電機(jī)。如突跳、平滑加速、減速、快速停止、低速制動和準(zhǔn)確定位等。
 
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