作者 ：邯鋼熱力廠 石秀平 摘要 ：本文介紹了籠型交流異步電動(dòng)機(jī)幾種起動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，以及施耐德軟起動(dòng)器在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用。在供水系統(tǒng)中，用軟起動(dòng)器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器、負(fù)載及電網(wǎng)的最小沖擊，降低電壓波動(dòng)和電流尖峰，降低起動(dòng)機(jī)械應(yīng)力，避免水錘效應(yīng)的產(chǎn)生，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備的使用壽命，提高生產(chǎn)率。 英文摘要 ：This text introduced the good and bad points of the cage asynchronous motor for several kinds starting way, and the application of Schneider soft start in the system of water supply. In the water supply system, starting the motor with soft starter can realize to machine, load and the charged barbed wire net’s minimum impact, lower the electric voltage motion and the electric current spike, lower to start the machine should dint, avoid the water hammer the producing of effect, extension the service life of the electric motor and related equipments, increase rate of production. 關(guān)鍵詞： 起動(dòng)方式 軟起動(dòng)器 供水 應(yīng)用 效果 1 引言 籠型交流異步電動(dòng)機(jī)是邯鋼熱力廠供水系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的電氣設(shè)備。隨著邯鋼生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，電機(jī)容量的加大，數(shù)量的增多，傳統(tǒng)起動(dòng)方式的弊端愈來(lái)愈突出。由于變頻及軟起動(dòng)技術(shù)的飛速發(fā)展，從根本上解決了電機(jī)控制中存在的一些問題，尤其是軟起動(dòng)技術(shù)在解決大、中容量的電機(jī)起動(dòng)問題中有著極為優(yōu)越的性能，我們應(yīng)該正確合理地運(yùn)用電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式來(lái)保證企業(yè)生產(chǎn)的安全運(yùn)行。 2 傳統(tǒng)的起動(dòng)方式 （1）直接起動(dòng) 籠型交流異步電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生很大的起動(dòng)電流，是電動(dòng)機(jī)額定電流的5～8倍，轉(zhuǎn)矩也會(huì)激增，所以直接起動(dòng)方式適用于小功率電動(dòng)機(jī)。 （2）定子串電阻或電抗降壓起動(dòng) 定子串電阻或電抗降壓起動(dòng)方式適用于輕載起動(dòng)，能起到減小起動(dòng)電流和增加起動(dòng)平穩(wěn)性的作用，但因起動(dòng)損耗較大，經(jīng)濟(jì)性差，只在電機(jī)容量較小時(shí)使用。 （3）自耦變壓器降壓起動(dòng) 自耦變壓器降壓起動(dòng)方式適用于容量較大而正常運(yùn)行時(shí)丫接的鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)。自耦變壓器降壓起動(dòng)有過載和失壓保護(hù)，可以減小電動(dòng)機(jī)電流對(duì)電網(wǎng)的影響，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、故障率高、檢修不方便、價(jià)格較高。 （4）星—三角起動(dòng) 星—三角降壓起動(dòng)方式適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組Δ接的異步電動(dòng)機(jī)。在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程中，星—三角轉(zhuǎn)換的同時(shí)將產(chǎn)生一個(gè)尖峰電流，會(huì)影響供電電源和電動(dòng)機(jī)，用于空載或輕載起動(dòng)。 3 變頻起動(dòng)和軟起動(dòng)器起動(dòng) （1）變頻起動(dòng) 可以對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止施加影響，有恒定的電壓—頻率關(guān)系，對(duì)機(jī)器、負(fù)載及電網(wǎng)的沖擊很小，可以調(diào)速，但價(jià)格高，存在電磁兼容問題。 （2）軟起動(dòng)器起動(dòng) 軟起動(dòng)器，是采用電力電子技術(shù)、微處理器技術(shù)及現(xiàn)代控制技術(shù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的節(jié)能產(chǎn)品。它實(shí)際上是一個(gè)晶閘管調(diào)壓調(diào)速設(shè)備，通過改變晶閘管的觸發(fā)延遲角來(lái)調(diào)節(jié)晶閘管調(diào)壓電路的輸出電壓。其特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩近似與定子電壓的二次方成正比。 在使用軟起動(dòng)器起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，晶閘管的輸出電壓逐漸增加，電動(dòng)機(jī)逐漸加速，直至晶閘管全導(dǎo)通，電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓時(shí)的機(jī)械特性上。 軟起動(dòng)器具有與被控設(shè)備相吻合的負(fù)載特性、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，能全面解決電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)和停止時(shí)帶來(lái)的機(jī)械及電氣沖擊問題，如用在水泵中的優(yōu)勢(shì)在于，可以避免水錘效應(yīng)的產(chǎn)生。 4 施耐德軟起動(dòng)器在我廠供水系統(tǒng)中的應(yīng)用 水泵電動(dòng)機(jī)在我廠占有很高的比重，大多數(shù)電動(dòng)機(jī)使用的起動(dòng)方式為直接起動(dòng)。大、中容量電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)不僅對(duì)電網(wǎng)及傳動(dòng)機(jī)械帶來(lái)沖擊，而且電氣元件故障率較高，用軟起動(dòng)器起動(dòng)在解決大、中容量的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)問題中有著極為優(yōu)越的性能。軟起動(dòng)器對(duì)于電動(dòng)機(jī)起動(dòng)給電網(wǎng)的沖擊以及傳動(dòng)機(jī)械的沖擊都得到了良好的改善，使傳動(dòng)機(jī)械的壽命得到了提高，電氣設(shè)備的故障率大大降低。隨著我廠供水系統(tǒng)工藝流程的不斷改造完善，軟起動(dòng)器起動(dòng)正逐漸替代傳統(tǒng)的起動(dòng)方式，在我廠的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。例如我廠某水站供水系統(tǒng)的改造中，有兩臺(tái)低壓水泵，電機(jī)容量為135kW，原來(lái)的起動(dòng)方式為直接起動(dòng)，因起動(dòng)電流大，造成傳動(dòng)機(jī)械、接觸器、熱繼電器和其它電氣元件的故障率較高，現(xiàn)改為軟起動(dòng)，選用的是施耐德電氣公司的ATS48C32Q軟起動(dòng)器。 4.1 Altistart 48軟起動(dòng)器的控制方式的選擇 ATS48軟起動(dòng)器的起動(dòng)方式有電壓控制軟起動(dòng)、轉(zhuǎn)矩控制軟起動(dòng)、帶電壓提升的軟起動(dòng)、帶定子損耗補(bǔ)償?shù)能浧饎?dòng)/停止、帶電動(dòng)機(jī)預(yù)熱的軟起動(dòng)五種。電壓控制軟起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)加速按照電壓斜坡進(jìn)行控制。轉(zhuǎn)矩控制軟起動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)按照轉(zhuǎn)矩斜坡進(jìn)行控制，能夠顯著降低機(jī)械應(yīng)力和電應(yīng)力。帶電壓提升的軟起動(dòng)可以在運(yùn)行命令開始時(shí)，施加一個(gè)可調(diào)整的電壓，使電動(dòng)機(jī)在起動(dòng)開始階段以較大的轉(zhuǎn)矩起動(dòng)，經(jīng)100ms后，再按照標(biāo)準(zhǔn)的加速斜坡起動(dòng)。帶定子損耗補(bǔ)償?shù)能浧饎?dòng)/停止是指電動(dòng)機(jī)在加速或減速階段，起動(dòng)器與電動(dòng)機(jī)按照Δ聯(lián)結(jié)或轉(zhuǎn)差率較大的電動(dòng)機(jī)中，震蕩是最常見的現(xiàn)象，如果引入這個(gè)參數(shù)并選取合適的值，能夠使設(shè)備正常運(yùn)行。帶電動(dòng)機(jī)預(yù)熱的軟起動(dòng)是為了防止電動(dòng)機(jī)結(jié)冰或冷凝現(xiàn)象。所以選用的起動(dòng)方式為轉(zhuǎn)矩控制軟起動(dòng)。 ATS48軟起動(dòng)器的停車模式有三種，即自由停車、軟停車、制動(dòng)停車。電子軟起動(dòng)帶來(lái)最大的停車好處就是軟停車和制動(dòng)停車。軟停車消除了由于自由停車帶來(lái)的拖動(dòng)系統(tǒng)反慣性沖擊，它適用于泵類，能夠降低液壓瞬態(tài)變化，防止水錘效應(yīng)。制動(dòng)停車在一定的場(chǎng)合代替了反接制動(dòng)停車，用于能夠減少停車時(shí)間而適用于高慣性的應(yīng)用場(chǎng)合。所以選用的停車方式為軟停車。 4.2 Altistart 48軟起動(dòng)器主要功能的選擇 （1）控制功能 起動(dòng)按照轉(zhuǎn)矩斜坡進(jìn)行控制，在加速和減速期內(nèi)對(duì)供給電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行在線性控制，能夠顯著降低機(jī)械應(yīng)力和電應(yīng)力。起動(dòng)結(jié)束后使用接觸器旁路，同時(shí)維持必須的保護(hù)。 （2）保護(hù)功能 內(nèi)置電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)；PTC直接熱保護(hù)；起動(dòng)時(shí)間檢測(cè)；連續(xù)運(yùn)行中欠載和過電流保護(hù)。 4.3 Altistart 48軟起動(dòng)器參數(shù)設(shè)置 （1）電動(dòng)機(jī)額定流：248A； （2）限制電流：300%額定電流； （3）加速斜坡時(shí)間：15s； （4）初始起動(dòng)轉(zhuǎn)矩：40%額定轉(zhuǎn)矩； （5）停機(jī)類型選擇：軟停車； （6）減速斜坡時(shí)間：20s； （7）電動(dòng)機(jī)熱保護(hù)：10級(jí)； （8）電動(dòng)機(jī)缺相閾值：10%； （9）繼電器輸出端R1：軟起動(dòng)器故障； （10）繼電器輸出端R3：電動(dòng)機(jī)已驅(qū)動(dòng)。 4.4 Altistart 48軟起動(dòng)器的電控原理圖 軟起動(dòng)器的電控原理圖如圖1所示，外部接線圖如圖2所示，控制系統(tǒng)原理圖如圖3所示,軟起動(dòng)器采用機(jī)旁手動(dòng)和計(jì)算機(jī)集中控制兩種控制方式。 [ALIGN=CENTER] 圖1 電控原理圖[/ALIGN] [align=center] 圖2 外部接線圖[/align] [ALIGN=CENTER] 圖3 控制系統(tǒng)原理圖[/ALIGN] 4.5 Altistart 48軟起動(dòng)器在我廠供水系統(tǒng)改造中應(yīng)用后的效果 （1）可以對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止施加影響，起動(dòng)參數(shù)可視負(fù)載調(diào)整，以達(dá)到最佳起動(dòng)效果； （2）可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器、負(fù)載及電網(wǎng)的最小沖擊，降低電壓波動(dòng)和電流尖峰，降低起動(dòng)機(jī)械應(yīng)力，避免水錘效應(yīng)的產(chǎn)生,延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)及相關(guān)設(shè)備的使用壽命,提高生產(chǎn)率; （3）提供完善的電動(dòng)機(jī)、控制系統(tǒng)和外界故障保護(hù)功能； （4）節(jié)能運(yùn)行； （5）運(yùn)行可靠，維修方便； （6）比變頻器起動(dòng)便宜的多。 5 結(jié)束語(yǔ) 在工程設(shè)計(jì)和工程改造中，要想改善工藝提高自動(dòng)化水平，降低成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)就應(yīng)首先采用先進(jìn)的起動(dòng)設(shè)備—軟起動(dòng)器。 軟起動(dòng)器特別適用于各種泵類負(fù)載或風(fēng)機(jī)類負(fù)載，需要軟起動(dòng)與軟停車的場(chǎng)合。同樣對(duì)于變負(fù)載工況、電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行，只有短時(shí)或瞬間處于重載場(chǎng)合，應(yīng)用軟起動(dòng)器（不帶旁路接觸器）運(yùn)行，則具有輕載節(jié)能的效果。