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軟起動(dòng)器在水泥行業(yè)的應(yīng)用技術(shù)

日期:2023/1/1 Click:617
軟起動(dòng)器在水泥行業(yè)的應(yīng)用技術(shù)
籠型異步電機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、效率高等優(yōu)點(diǎn)而被水泥企業(yè)廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備的拖動(dòng)中。在實(shí)際使用中,電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)或停止過(guò)程中還存在著一系列問(wèn)題。全壓起動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生較大的沖擊電流(一般為額定電流的5~8倍)。電動(dòng)機(jī)容量越大,起動(dòng)時(shí)沖擊電流對(duì)電網(wǎng)及其負(fù)載沖擊就越大,特別是大容量電機(jī)直接起動(dòng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)及其他負(fù)載造成干擾,甚至危害電網(wǎng)的安全運(yùn)行;同時(shí)由于起動(dòng)應(yīng)力較大,使負(fù)載設(shè)備的使用壽命降低。在停機(jī)時(shí),如果拖動(dòng)系統(tǒng)突然失去轉(zhuǎn)矩,靠系統(tǒng)的摩擦轉(zhuǎn)矩克服系統(tǒng)的慣性滑行停車(chē),也給拖動(dòng)系統(tǒng)帶來(lái)諸多問(wèn)題。

解決辦法有兩個(gè):一是增大配電容量;二是采用限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備。如果僅僅為起動(dòng)電機(jī)而增大配電容量,從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)說(shuō),顯然不可取。為此,在水泥廠設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)低壓大電機(jī)需要配備限制電機(jī)起動(dòng)電流的起動(dòng)設(shè)備,常用的有Y/Δ起動(dòng),自藕降壓起動(dòng)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些方法雖然靠接觸器切換電壓實(shí)施啟動(dòng)降壓,可以達(dá)到降低電流的目的,但沒(méi)有從根本上解決起動(dòng)瞬時(shí)電流尖峰沖擊問(wèn)題。起動(dòng)轉(zhuǎn)距基本固定不可調(diào),起動(dòng)過(guò)程中都存在二次沖擊電流,對(duì)負(fù)載機(jī)械有沖擊轉(zhuǎn)距,且受電網(wǎng)波動(dòng)的影響,一旦出現(xiàn)電網(wǎng)電壓向下浮動(dòng),會(huì)造成電機(jī)堵轉(zhuǎn)、起動(dòng)過(guò)程接觸器帶載切換,易造成觸點(diǎn)的拉弧、損壞等方面問(wèn)題。嚴(yán)重時(shí)燒毀開(kāi)關(guān)、電動(dòng)機(jī),影響電網(wǎng)其它設(shè)備運(yùn)行。

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,軟起動(dòng)器作為一個(gè)新型電動(dòng)機(jī)起動(dòng)裝置可以克服以上缺點(diǎn),它是一種集電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車(chē)、輕載節(jié)能和多功能保護(hù)于一體的新穎電機(jī)控制裝置。目前,水泥企業(yè)籠型異步電機(jī)的降壓起動(dòng)設(shè)備正逐步被軟起動(dòng)器取代。

二、軟起動(dòng)器的工作原理及主要特點(diǎn)
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軟起動(dòng)器的工作原理 軟起動(dòng)主要由串接于電源與被控電動(dòng)機(jī)之間三對(duì)反并聯(lián)晶閘管調(diào)壓電路構(gòu)成。現(xiàn)代軟起動(dòng)器基本上都采用了電力電子技術(shù)和微機(jī)控制技術(shù),以單片微機(jī)作為中央控制器控制核心來(lái)完成測(cè)量及各種控制算法,因此,軟起動(dòng)器具備了很強(qiáng)的功能和靈活性。整個(gè)起動(dòng)過(guò)程是數(shù)字化程序軟件控制下自動(dòng)進(jìn)行。利用三對(duì)晶閘管的電子開(kāi)關(guān)特性,通過(guò)起動(dòng)器中的單片機(jī),控制其觸發(fā)脈沖的遲早來(lái)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,*終改變加到定子繞組的三相電壓的大小。異步電動(dòng)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(dòng)機(jī)的電流又和定子電壓成正比。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和初始電流的限制可以通過(guò)定子電壓的控制來(lái)實(shí)現(xiàn),而定子電壓又是通過(guò)可控硅的導(dǎo)通相角來(lái)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(dòng)特性。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)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(dòng)機(jī)從零開(kāi)始加速,直到晶閘管全導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)平滑起動(dòng)。電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)電流的*大值可根據(jù)負(fù)載情況設(shè)定。

軟起動(dòng)器常用的幾種起動(dòng)方式:

1、限流起動(dòng)電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程中限制其起動(dòng)電流不超過(guò)某一設(shè)定值(Is)的軟起動(dòng)方式。其輸出電壓從零開(kāi)始迅速增長(zhǎng),直到輸出電流達(dá)到預(yù)先設(shè)置的電流限值Is,然后保持輸出電流I<Is的條件下逐漸升高電壓,直到額定電壓。使電機(jī)轉(zhuǎn)速逐漸升高,直到額定轉(zhuǎn)速。這種起動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是起動(dòng)電流小,且可按需要調(diào)整。對(duì)電網(wǎng)影響小,其缺點(diǎn)是在起動(dòng)時(shí)難以知道起動(dòng)壓降,不能充分利用壓降空間。損失起動(dòng)力矩,對(duì)電動(dòng)機(jī)不利。

2、斜坡電壓起動(dòng) 這種起動(dòng)方式*簡(jiǎn)單,不具備電流閉環(huán)控制,僅調(diào)整晶閘管導(dǎo)通角,使之與時(shí)間成一定函數(shù)關(guān)系增加。顧名思義是電壓由小到大斜坡線性上升,它是將傳統(tǒng)的降壓起動(dòng)從有級(jí)變成了無(wú)級(jí),主要用在重載起動(dòng),它的缺點(diǎn)是初始轉(zhuǎn)矩小,轉(zhuǎn)矩特性拋物線型上升對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)不利,且起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)有損于電機(jī)。

3、轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng) 用在重載起動(dòng),它是將電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩由小到大線性上升,它的優(yōu)點(diǎn)是起動(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*優(yōu)的重載起動(dòng)方式,它的缺點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)。

4、 轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)與轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng) 相仿也是用在重載起動(dòng),不同的是在起動(dòng)的瞬間用突跳轉(zhuǎn)矩克服電機(jī)靜轉(zhuǎn)矩,然后轉(zhuǎn)矩平滑上升,縮短起動(dòng)時(shí)間。但是,突跳會(huì)給電網(wǎng)發(fā)送尖脈沖,干擾其它負(fù)荷,應(yīng)用時(shí)要特別注意。

5、 電壓控制起動(dòng)是用在輕載起動(dòng)的場(chǎng)合,在保證起動(dòng)壓降下發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的*大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,盡可能的縮短了起動(dòng)時(shí)間,是*優(yōu)的輕載軟起動(dòng)方式。

綜上所述不難看出,*適用*先進(jìn)的起動(dòng)方式應(yīng)是電壓控制起動(dòng)和轉(zhuǎn)矩控制起動(dòng)及轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)。目前的軟起動(dòng)器多是限電流起動(dòng)和斜波電壓起動(dòng),它是*原始*低級(jí)*簡(jiǎn)單的起動(dòng)方式,還有的是限流起動(dòng)和轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)。唯有電壓控制和純轉(zhuǎn)矩控制及轉(zhuǎn)矩加突跳控制起動(dòng)較為先進(jìn)。

常用停機(jī)方式有三種:一是自由停車(chē),二是軟停車(chē),三是制動(dòng)停車(chē)。
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