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電機(jī)軟啟動(dòng)技術(shù)分析與探討
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作者:ryweld
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發(fā)布時(shí)間: 2018-05-16
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電機(jī)在啟動(dòng)的過程中，需要電機(jī)內(nèi)部多個(gè)部件的配合，因此在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)需要注意和優(yōu)化的地方就有很多，要做到電機(jī)的軟啟動(dòng)需要在制動(dòng)、啟動(dòng)方式、節(jié)能減排等多方面進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到最好的效果。
電機(jī)在啟動(dòng)的過程中，需要電機(jī)內(nèi)部多個(gè)部件的配合，因此在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)需要注意和優(yōu)化的地方就有很多，要做到電機(jī)的軟啟動(dòng)需要在制動(dòng)、啟動(dòng)方式、節(jié)能減排等多方面進(jìn)行優(yōu)化，從而達(dá)到最好的效果。在使用交流電啟動(dòng)電機(jī)方面需要很高的技術(shù)，需要運(yùn)用到高科技產(chǎn)品來保證電機(jī)的正常啟動(dòng)。下文對(duì)軟啟動(dòng)電機(jī)的功能、構(gòu)造以及啟動(dòng)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的描述。
電機(jī)在工作時(shí)需要大量的電能，一般電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)需要的電流比額定電流要大的多，為額定電流的6倍左右。在這樣的電流下，電機(jī)會(huì)受到比正常工作時(shí)更大的沖擊，這樣的沖擊會(huì)增加電機(jī)的損耗，減少電機(jī)的壽命，甚至當(dāng)電流過大時(shí)會(huì)對(duì)機(jī)器內(nèi)部的其他零件造成破壞。在這樣的情形下，人們開始重視對(duì)電機(jī)軟啟動(dòng)的研究，希望能夠通過相關(guān)技術(shù)讓電機(jī)能夠順利平緩的啟動(dòng)。
1 電機(jī)軟啟動(dòng)原理
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于電機(jī)軟啟動(dòng)的研究主要是控制三相交流異步電機(jī)的啟動(dòng)，通過對(duì)三相交流異步電機(jī)的使用來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)和停止提供保護(hù)。這樣的技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)上用這種技術(shù)來取代傳統(tǒng)的Y/△啟動(dòng)，取得了不錯(cuò)的效果。
三相反并聯(lián)晶閘管（SCR）能夠調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)器的電壓，是軟啟動(dòng)器的調(diào)壓器，當(dāng)三相反并聯(lián)晶閘管接入電路之后，其在電源和電機(jī)定子之間起到了一個(gè)連接的作用，當(dāng)點(diǎn)擊啟動(dòng)時(shí)，晶閘管內(nèi)部的電壓逐漸升高，這時(shí)的電機(jī)會(huì)在電壓的作用下緩慢的加速運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行的速度達(dá)到所需速度時(shí)，晶閘管會(huì)實(shí)現(xiàn)全導(dǎo)通，在這時(shí)，點(diǎn)擊的電壓與額定電壓相同，這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，又符合機(jī)器的機(jī)械性能，這樣的啟動(dòng)讓整個(gè)過程能夠平穩(wěn)運(yùn)行。在這樣的情況下，電機(jī)在晶閘管的保護(hù)下正常運(yùn)行，讓電機(jī)受到更小的沖擊和損耗，這樣就能夠顯著提高電機(jī)的使用壽命，讓電機(jī)保持良好的工作狀態(tài)。
2 異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)技術(shù)軟啟動(dòng)
2.1 晶閘管交流調(diào)壓軟啟動(dòng)
晶閘管交流調(diào)壓軟啟動(dòng)主要是通過改變晶閘管的連接方式，將傳統(tǒng)的連接方式變成連接到三項(xiàng)繞組上，這樣就實(shí)現(xiàn)了用并聯(lián)的方式給晶閘管供電。晶閘管軟啟動(dòng)器具有很強(qiáng)的可調(diào)節(jié)性，因此用戶們可以根據(jù)自己不同的需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，通過相應(yīng)的改變讓電機(jī)的啟動(dòng)方式更適合自身的需要。
2.2 三相交流調(diào)壓軟啟動(dòng)器的調(diào)節(jié)原理
三相交流調(diào)壓軟啟動(dòng)器充分的利用了交流電壓的特性曲線，通過交流電壓的特點(diǎn)來對(duì)電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，像這樣利用交流電壓特性曲線對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)的思路是電機(jī)軟啟動(dòng)器的主要思路。其主要利用電機(jī)內(nèi)部三對(duì)晶閘管對(duì)電機(jī)進(jìn)行串聯(lián)，并通過對(duì)觸發(fā)脈沖、觸發(fā)角的大小的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)開通時(shí)間的改變。在這樣的情況下，電動(dòng)機(jī)輸入端就能夠保持足夠的電壓來控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。而當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)之后，電壓就會(huì)變?yōu)轭~定電壓，這時(shí)三項(xiàng)旁路接觸器就會(huì)合在一起，電機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。
3 軟啟動(dòng)相對(duì)于傳統(tǒng)啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)
“軟啟動(dòng)”不僅能夠大幅度減輕傳動(dòng)系統(tǒng)本身所受到的啟動(dòng)沖擊，延長關(guān)鍵零部件的使用壽命，同時(shí)還能大大縮短電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的沖擊時(shí)間，減小對(duì)電動(dòng)機(jī)的熱沖擊負(fù)荷及對(duì)電網(wǎng)的影響，從而節(jié)約電能并延長電動(dòng)機(jī)的工作壽命。此外，通過使用“軟啟動(dòng)”技術(shù)，在電動(dòng)機(jī)的選型上將可以選用容量較小的電動(dòng)機(jī)，因而也能夠減少不必要的設(shè)備投資。星三角啟動(dòng)是依靠改變電機(jī)繞組的接線，從而改變電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電壓，啟動(dòng)時(shí)的電壓被降低，使啟動(dòng)電流變小，啟動(dòng)時(shí)對(duì)母線的沖擊減小，達(dá)到電機(jī)啟動(dòng)時(shí)母線電壓的壓降在允許的范圍內(nèi)（要求母線壓降不超過額定電壓的10%），自耦減壓啟動(dòng)也是可以使電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流減小，是通過自耦變壓器電壓抽頭的改變而使電機(jī)啟動(dòng)時(shí)得到的電壓降低，從而電流減小，減小對(duì)母線的沖擊。
比如在4組36千瓦的啟動(dòng)對(duì)于電網(wǎng)的要求。36千瓦的電機(jī)正常工作電流70A左右，直接啟動(dòng)的電流是正常電流的5倍左右，也就是四組36千瓦的電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)需要的電流是1400A；星三角啟動(dòng)對(duì)于電網(wǎng)的要求是正常電流的2-3倍，對(duì)電網(wǎng)電流的要求是560-840A，但是啟動(dòng)之時(shí)對(duì)于電壓會(huì)產(chǎn)生比較大的影響，相當(dāng)于正常電壓的3倍左右；而軟啟動(dòng)對(duì)于電網(wǎng)的要求同樣是正常電流的2-3倍，也就是560-840A，不過軟啟動(dòng)對(duì)于電壓的沖擊在10%左右，基本不會(huì)產(chǎn)生大的影響。
電機(jī)在工作時(shí)需要大量的電能，一般電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)需要的電流比額定電流要大的多，為額定電流的6倍左右。在這樣的電流下，電機(jī)會(huì)受到比正常工作時(shí)更大的沖擊，這樣的沖擊會(huì)增加電機(jī)的損耗，減少電機(jī)的壽命，甚至當(dāng)電流過大時(shí)會(huì)對(duì)機(jī)器內(nèi)部的其他零件造成破壞。在這樣的情形下，人們開始重視對(duì)電機(jī)軟啟動(dòng)的研究，希望能夠通過相關(guān)技術(shù)讓電機(jī)能夠順利平緩的啟動(dòng)。
1 電機(jī)軟啟動(dòng)原理
現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于電機(jī)軟啟動(dòng)的研究主要是控制三相交流異步電機(jī)的啟動(dòng)，通過對(duì)三相交流異步電機(jī)的使用來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)和停止提供保護(hù)。這樣的技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域中，工業(yè)上用這種技術(shù)來取代傳統(tǒng)的Y/△啟動(dòng)，取得了不錯(cuò)的效果。
三相反并聯(lián)晶閘管（SCR）能夠調(diào)節(jié)軟啟動(dòng)器的電壓，是軟啟動(dòng)器的調(diào)壓器，當(dāng)三相反并聯(lián)晶閘管接入電路之后，其在電源和電機(jī)定子之間起到了一個(gè)連接的作用，當(dāng)點(diǎn)擊啟動(dòng)時(shí)，晶閘管內(nèi)部的電壓逐漸升高，這時(shí)的電機(jī)會(huì)在電壓的作用下緩慢的加速運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行的速度達(dá)到所需速度時(shí)，晶閘管會(huì)實(shí)現(xiàn)全導(dǎo)通，在這時(shí)，點(diǎn)擊的電壓與額定電壓相同，這樣既能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)，又符合機(jī)器的機(jī)械性能，這樣的啟動(dòng)讓整個(gè)過程能夠平穩(wěn)運(yùn)行。在這樣的情況下，電機(jī)在晶閘管的保護(hù)下正常運(yùn)行，讓電機(jī)受到更小的沖擊和損耗，這樣就能夠顯著提高電機(jī)的使用壽命，讓電機(jī)保持良好的工作狀態(tài)。
2 異步電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)技術(shù)軟啟動(dòng)
2.1 晶閘管交流調(diào)壓軟啟動(dòng)
晶閘管交流調(diào)壓軟啟動(dòng)主要是通過改變晶閘管的連接方式，將傳統(tǒng)的連接方式變成連接到三項(xiàng)繞組上，這樣就實(shí)現(xiàn)了用并聯(lián)的方式給晶閘管供電。晶閘管軟啟動(dòng)器具有很強(qiáng)的可調(diào)節(jié)性，因此用戶們可以根據(jù)自己不同的需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，通過相應(yīng)的改變讓電機(jī)的啟動(dòng)方式更適合自身的需要。
2.2 三相交流調(diào)壓軟啟動(dòng)器的調(diào)節(jié)原理
三相交流調(diào)壓軟啟動(dòng)器充分的利用了交流電壓的特性曲線，通過交流電壓的特點(diǎn)來對(duì)電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)，像這樣利用交流電壓特性曲線對(duì)電機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)的思路是電機(jī)軟啟動(dòng)器的主要思路。其主要利用電機(jī)內(nèi)部三對(duì)晶閘管對(duì)電機(jī)進(jìn)行串聯(lián)，并通過對(duì)觸發(fā)脈沖、觸發(fā)角的大小的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)開通時(shí)間的改變。在這樣的情況下，電動(dòng)機(jī)輸入端就能夠保持足夠的電壓來控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)。而當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)之后，電壓就會(huì)變?yōu)轭~定電壓，這時(shí)三項(xiàng)旁路接觸器就會(huì)合在一起，電機(jī)就能夠?qū)崿F(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行。
3 軟啟動(dòng)相對(duì)于傳統(tǒng)啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)
“軟啟動(dòng)”不僅能夠大幅度減輕傳動(dòng)系統(tǒng)本身所受到的啟動(dòng)沖擊，延長關(guān)鍵零部件的使用壽命，同時(shí)還能大大縮短電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的沖擊時(shí)間，減小對(duì)電動(dòng)機(jī)的熱沖擊負(fù)荷及對(duì)電網(wǎng)的影響，從而節(jié)約電能并延長電動(dòng)機(jī)的工作壽命。此外，通過使用“軟啟動(dòng)”技術(shù)，在電動(dòng)機(jī)的選型上將可以選用容量較小的電動(dòng)機(jī)，因而也能夠減少不必要的設(shè)備投資。星三角啟動(dòng)是依靠改變電機(jī)繞組的接線，從而改變電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電壓，啟動(dòng)時(shí)的電壓被降低，使啟動(dòng)電流變小，啟動(dòng)時(shí)對(duì)母線的沖擊減小，達(dá)到電機(jī)啟動(dòng)時(shí)母線電壓的壓降在允許的范圍內(nèi)（要求母線壓降不超過額定電壓的10%），自耦減壓啟動(dòng)也是可以使電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流減小，是通過自耦變壓器電壓抽頭的改變而使電機(jī)啟動(dòng)時(shí)得到的電壓降低，從而電流減小，減小對(duì)母線的沖擊。
比如在4組36千瓦的啟動(dòng)對(duì)于電網(wǎng)的要求。36千瓦的電機(jī)正常工作電流70A左右，直接啟動(dòng)的電流是正常電流的5倍左右，也就是四組36千瓦的電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)需要的電流是1400A；星三角啟動(dòng)對(duì)于電網(wǎng)的要求是正常電流的2-3倍，對(duì)電網(wǎng)電流的要求是560-840A，但是啟動(dòng)之時(shí)對(duì)于電壓會(huì)產(chǎn)生比較大的影響，相當(dāng)于正常電壓的3倍左右；而軟啟動(dòng)對(duì)于電網(wǎng)的要求同樣是正常電流的2-3倍，也就是560-840A，不過軟啟動(dòng)對(duì)于電壓的沖擊在10%左右，基本不會(huì)產(chǎn)生大的影響。
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