三相異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域非常
廣泛。而三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng),會(huì)對(duì)
電網(wǎng)造成較強(qiáng)干擾,尤其在工業(yè)領(lǐng)域中的重載起動(dòng),有時(shí)可能對(duì)設(shè)備構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因而三相異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)越來越受到相關(guān)技術(shù)人員的重視。
對(duì)于大功率異步電動(dòng)機(jī)而言,軟起動(dòng)比硬起動(dòng)(即直接起動(dòng))具有如下優(yōu)勢:
(1)液阻
軟啟動(dòng)柜減少起動(dòng)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(yùn)行;
(2)液阻軟
啟動(dòng)柜減小電動(dòng)機(jī)的沖擊電流沖擊電流會(huì)造成電動(dòng)機(jī)局部過熱,危害電動(dòng)機(jī)壽命;
(3)
液阻軟啟動(dòng)柜減小硬起動(dòng)帶來的機(jī)械沖力沖力將加速傳動(dòng)機(jī)械(軸、嚙合齒輪等)的磨損;
(4)液阻軟啟動(dòng)柜減少電磁干擾沖擊電流會(huì)以電磁波的形式干擾電氣儀表的正常運(yùn)行。
總之,軟起動(dòng)使電動(dòng)機(jī)可以起停自如,提高作業(yè)率,因而有其重要作用。
軟起動(dòng)可分為有級(jí)和無級(jí)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(dòng)均是有級(jí)的,如Y/△變換軟起動(dòng)、自耦
變壓器軟起動(dòng)、
電抗器軟起動(dòng)等。無級(jí)調(diào)節(jié)主要有三種:以
電解液液阻限流的軟起動(dòng)、以
晶閘管為限流器件的晶閘管軟起動(dòng)、以磁飽和
電抗器為限流元件的
磁控軟起動(dòng)。
變頻器也是一種
軟起動(dòng)裝置,而且是比較理想的一種,它可以在限流的同時(shí)保持高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。價(jià)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(dòng)裝置。筆者認(rèn)為應(yīng)對(duì)變頻器的軟起動(dòng)功能給予特別的重視。
2.1液阻軟起動(dòng)
液阻是一種由電解液形成的
電阻,它導(dǎo)電的本質(zhì)是離子導(dǎo)電。其阻值正比于二塊電極板的距離,反比于電解液的電導(dǎo)率,極板距離和電導(dǎo)率都便于控制,且液阻的熱容量大。液阻的這兩大特點(diǎn)(阻值可以無級(jí)控制和熱容量大),恰恰是軟起動(dòng)所需要的,加上另一個(gè)十分重要的優(yōu)勢即低成本,使液阻軟起動(dòng)得到了廣泛的應(yīng)用。
但液阻軟起動(dòng)也有如下缺點(diǎn):
(1)液阻軟啟動(dòng)柜基于液阻限流,液阻箱容積大,且一次軟起動(dòng)后電解液通常會(huì)有10℃~30℃的溫升,使軟起動(dòng)的重復(fù)性差;
(2)液阻軟啟動(dòng)柜移動(dòng)極板需要有一套伺服機(jī)構(gòu),移動(dòng)速度較慢,難以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)方式的多樣化;
(3)液阻軟啟動(dòng)柜液阻軟起動(dòng)裝置液箱中的水,需要定期補(bǔ)充。電極板長期浸泡于電解液中,表面會(huì)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(dòng)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(dòng)裝置可以串在繞線式電動(dòng)機(jī)
轉(zhuǎn)子回路中以實(shí)現(xiàn)重載軟起動(dòng),在軟起動(dòng)過程中不產(chǎn)生高次
諧波,且售價(jià)低廉,這是它的突出優(yōu)點(diǎn)。有人預(yù)言它即將被淘汰,但是現(xiàn)在還為時(shí)過早。
2.2液阻軟啟動(dòng)柜晶閘管軟起動(dòng)
晶閘管軟起動(dòng)產(chǎn)品問世不過30年左右的時(shí)間。目前在
低壓(380V)范圍內(nèi),晶閘管軟起動(dòng)產(chǎn)品的價(jià)格大約已經(jīng)下降到液阻軟起動(dòng)的2倍。而其主要性能卻大大優(yōu)于液阻軟起動(dòng)。與液阻軟起動(dòng)相比,它的體積小,結(jié)構(gòu)緊湊,幾乎免維護(hù),功能齊全,起動(dòng)重復(fù)性好,保護(hù)周全,這些都是液阻軟起動(dòng)無法達(dá)到的。
但是,晶閘管軟起動(dòng)也有如下缺點(diǎn):
(1)液阻軟啟動(dòng)柜
高壓產(chǎn)品的價(jià)格太高,是液阻的5~10倍;
(2)液阻軟啟動(dòng)柜晶閘管引起的高次諧波較嚴(yán)重。
在這幾個(gè)缺點(diǎn)中,價(jià)格高是一個(gè)重要因素。對(duì)于資金緊張者,無力選用它;對(duì)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(dòng)比較受冷落的原因。
2.3液阻軟啟動(dòng)柜磁控軟起動(dòng)
磁控軟起動(dòng)是從電抗器軟起動(dòng)衍生出來的。將三相電抗器串在電源和電動(dòng)機(jī)定子之間實(shí)現(xiàn)降壓是兩者的共同點(diǎn)。磁控軟起動(dòng)不同于電抗器軟起動(dòng)的主要點(diǎn)是其電抗值可控??傮w說來,起動(dòng)開始時(shí)電抗器的電抗值較大,在軟起動(dòng)過程中,通過反饋調(diào)節(jié)使電抗值逐漸減小,及至軟起動(dòng)完成后被旁路。
電抗值的變化是通過控制直流
勵(lì)磁電流,改變鐵心的飽和度實(shí)現(xiàn)的,所以叫做磁控軟起動(dòng)。因?yàn)榇棚柡碗娍蛊鞯妮敵龉β时瓤刂乒β蚀髱资?,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(jī)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(dòng)與晶閘管軟起動(dòng)是完全相同的。說磁控軟起動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)軟停止,能夠具有晶閘管軟起動(dòng)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(jí)的慣性,這使得磁控軟起動(dòng)的快速性比晶閘管軟起動(dòng)慢一個(gè)數(shù)量級(jí)。而對(duì)于電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的大慣性來說,磁控軟起動(dòng)的慣性是不足為慮的。
有人說磁控軟起動(dòng)不產(chǎn)生高次諧波,這是不對(duì)的。只要飽和就引起非線性,就會(huì)產(chǎn)生高次諧波。只是磁飽和電抗器產(chǎn)生的高次諧波比工作于斬波狀態(tài)的晶閘管要小一些。磁控軟起動(dòng)裝置需要有相對(duì)功率較大的輔助電源,噪聲較大則是其不足之處。
2.4 液阻軟啟動(dòng)柜變頻器
隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,
變頻調(diào)速裝置應(yīng)運(yùn)而生。三相異步電動(dòng)機(jī)的起停技術(shù)發(fā)生了劃時(shí)代的變化。對(duì)于變頻器,輸出頻率范圍可以從0.1Hz~500Hz。調(diào)速精度一般不低于1%,有的可高達(dá)0.02%,瞬時(shí)過
力矩可為200%(2s內(nèi))或170%(60s內(nèi))。智能化設(shè)計(jì),可以與上位控制計(jì)算機(jī)接口,具有斷相與相序檢測,缺相保護(hù),連續(xù)計(jì)算I2t值并考慮速度影響進(jìn)行過熱保護(hù)。同時(shí)變頻器也可以設(shè)定為軟起動(dòng)工作方式,其最主要的特點(diǎn)是節(jié)能。當(dāng)然對(duì)一些不需要調(diào)速的場合,軟起停裝置的應(yīng)用依然非常普遍,在大功率
電機(jī)的起??刂浦姓加胁豢蓜?dòng)搖的地位。
目前,制約變頻器作為軟起動(dòng)裝置大范圍地應(yīng)用于三相
異步電機(jī)的原因,僅僅是一次性投資較高,低壓變頻器價(jià)格700~1200元/kW,而高壓變頻器價(jià)格進(jìn)口為2000~2500元/kW,國產(chǎn)為1200~1500元/kW。相信隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,新的功率器件的不斷涌現(xiàn),變頻器的價(jià)格將會(huì)進(jìn)一步下調(diào)。
3 液阻軟啟動(dòng)柜結(jié)語
三相異步電動(dòng)機(jī)的軟起動(dòng)方式很多。隨著技術(shù)進(jìn)步的加速,各種新的軟起動(dòng)控制方式也脫穎而出。比較各種軟起動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn),可從中選擇出適合特定應(yīng)用場合的最佳軟起動(dòng)方案。
以上部分就是我們分析出來的結(jié)果了,大家看看再說吧。