摘要:介紹了三相異步電動機的軟起動方式,強調(diào)應(yīng)將變頻器作為一種新型的軟起動裝置來應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:三相異步電動機;軟起動;變頻器
1引言
三相異步電動機應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。而三相異步電動機的起動,會對電網(wǎng)造成較強干擾,尤其在工業(yè)領(lǐng)域中的重載起動,有時可能對設(shè)備構(gòu)成嚴重威脅。因而三相異步電動機的軟起動越來越受到相關(guān)技術(shù)人員的重視。
對于大功率異步電動機而言,軟起動比硬起動(即直接起動)具有如下優(yōu)勢:
1)減少起動過程引起的電網(wǎng)電壓降使之不影響共網(wǎng)其它電氣設(shè)備的正常運行;
2)減小電動機的沖擊電流沖擊電流會造成電動機局部過熱,危害電動機壽命;
3)減小硬起動帶來的機械沖力沖力將加速傳動機械(軸、嚙合齒輪等)的磨損;
4)減少電磁干擾沖擊電流會以電磁波的形式干擾電氣儀表的正常運行。
總之,軟起動使電動機可以起停自如,提高作業(yè)率,因而有其重要作用。
2軟起動的分類
軟起動可分為有級和無級兩類,前者的調(diào)節(jié)是分檔的;后者的調(diào)節(jié)是連續(xù)的。早先的軟起動均是有級的,如Y/△變換軟起動、自耦變壓器軟起動、電抗器軟起動等。無級調(diào)節(jié)主要有三種:以電解液液阻限流的軟起動、以晶閘管為限流器件的晶閘管軟起動、以磁飽和電抗器為限流元件的磁控軟起動。
變頻器也是一種軟起動裝置,而且是比較理想的一種,它可以在限流的同時保持高的起動轉(zhuǎn)矩。價格貴是制約其推廣應(yīng)用的主要因素。人們購置變頻器一般都是著眼于調(diào)速,所以,常常不把它歸類于軟起動裝置。筆者認為應(yīng)對變頻器的軟起動功能給予特別的重視。
2.1液阻軟起動
液阻是一種由電解液形成的電阻,它導電的本質(zhì)是離子導電。其阻值正比于二塊電極板的距離,反比于電解液的電導率,極板距離和電導率都便于控制,且液阻的熱容量大。液阻的這兩大特點(阻值可以無級控制和熱容量大),恰恰是軟起動所需要的,加上另一個十分重要的優(yōu)勢即低成本,使液阻軟起動得到了廣泛的應(yīng)用。
但液阻軟起動也有如下缺點:
1)基于液阻限流,液阻箱容積大,且一次軟起動后電解液通常會有10℃~30℃的溫升,使軟起動的重復性差;
2)移動極板需要有一套伺服機構(gòu),移動速度較慢,難以實現(xiàn)起動方式的多樣化;
3)液阻軟起動裝置液箱中的水,需要定期補充。電極板長期浸泡于電解液中,表面會有一定的銹蝕,需要作表面處理(一般2~3次/年);
4)液阻軟起動裝置不適合放置在易結(jié)冰或顛簸的環(huán)境中。
液阻軟起動裝置可以串在繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路中以實現(xiàn)重載軟起動,在軟起動過程中不產(chǎn)生高次諧波,且售價低廉,這是它的突出優(yōu)點。有人預言它即將被淘汰,但是現(xiàn)在還為時過早。
2.2晶閘管軟起動
晶閘管軟起動產(chǎn)品問世不過30年左右的時間。目前在低壓(380V)范圍內(nèi),晶閘管軟起動產(chǎn)品的價格大約已經(jīng)下降到液阻軟起動的2倍。而其主要性能卻大大優(yōu)于液阻軟起動。與液阻軟起動相比,它的體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,幾乎免維護,功能齊全,起動重復性好,保護周全,這些都是液阻軟起動無法達到的。
但是,晶閘管軟起動也有如下缺點:
1)高壓產(chǎn)品的價格太高,是液阻的5~10倍;
2)晶閘管引起的高次諧波較嚴重。
在這幾個缺點中,價格高是一個重要因素。對于資金緊張者,無力選用它;對于資金充裕者,何不直接選用高壓變頻裝置?這就是高壓晶閘管軟起動比較受冷落的原因。
2.3磁控軟起動
磁控軟起動是從電抗器軟起動衍生出來的。將三相電抗器串在電源和電動機定子之間實現(xiàn)降壓是兩者的共同點。磁控軟起動不同于電抗器軟起動的主要點是其電抗值可控。總體說來,起動開始時電抗器的電抗值較大,在軟起動過程中,通過反饋調(diào)節(jié)使電抗值逐漸減小,及至軟起動完成后被旁路。
電抗值的變化是通過控制直流勵磁電流,改變鐵心的飽和度實現(xiàn)的,所以叫做磁控軟起動。因為磁飽和電抗器的輸出功率比控制功率大幾十倍,它也可以稱為“磁放大器”。
顯然,電抗值的調(diào)節(jié)是靜止的,無接觸的,非機械式的。這就為微電子技術(shù)的介入打開了大門。所以,在工作原理上磁控軟起動與晶閘管軟起動是完全相同的。說磁控軟起動能夠?qū)崿F(xiàn)軟停止,能夠具有晶閘管軟起動所具有的幾乎全部功能,其原因蓋出于此。
磁飽和電抗器具有0.1s量級的慣性
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