软启动器应用

摘　要：本文介绍了软启动器在设计污水泵的控制原理中的应用，解决污水泵电动机在启停时出现的电流突变等故障，使污水泵电动机在后续工作中运行情况良好，保证装置开工稳定、安全，延长水泵电机的使用寿命。

关键词：软启动器　应用

一、现场出现的问题

庆阳石化集雨水池项目37kw， 75kw污水泵电动机负荷，在项目初设试投入运行后（如图1），出现了污水泵电机电流突变、启动转矩较高、叶轮松动、主轴磨损等故障，形成“水锤效应”，严重影响整个装置的顺利开车，同时增加了后续检维修的工作量、维护费用，减小了泵组的使用寿命。

所谓“水锤效应”，就是水泵抽送的水在突然送电或者停电时,由于水流压力的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏水泵内部机械构件和配套设施。

二、现场问题分析

图1的污水泵控制原理图采用直接全压起动，由图1分析，污水泵通过低压柜抽屉回路断路器QF控制， QF合闸后，按下启动按钮2SB，接触器KM线圈吸合得电，同时扩展接触器触点的中间继电器KA1得电动作,监控LCU屏显示水泵运行；按下停止按钮1SB ，KM断开，监控LCU屏显示水泵停止运行。污水泵直接全压起动、停止，引起电机电流突变，被抽起的水在惯性和垂直力的作用下打到电机叶轮上，形成“水锤效应”。

针对这一情况，反复查找相关污水泵负荷方面的控制原理图，发现星三角起动、软起动、变频起动三种起动方式。

星三角起动方式：优点——降低污水泵电机启动电流，启动转矩较小，缺点——直接停止，起动时间较长，所用元件较多，电机侧接线复杂。

变频起动方式：优点——起动电流范围 0,5~1* 电机In ，可以设置起动时间，实现软停车，缺点——无须调速场合成本较高，体积不够紧凑（与软起相比）。

软启动方式：可以调整启动电流，修正启动时转矩，实现软停车，减小水泵在起停时水流惯性引起的机械张力，可以调节合适的启动时间。

通过以上对比可得软启动器、变频器两种产品都能较好对污水泵进行控制，解决污水泵在起停时出现的问题。但是图1的控制原理是用抽屉回路来控制污水泵，相比较软启动器，变频器体积不够紧凑，从机械改造角度无法实现，即使改造完成，也不能保证低压柜的电气安全性能，且购置成本较高。

最后确认选用软启动器对图1的控制原理进行设计。

三、应用软启动器解决现场问题

1.软启动器的工作原理

软启动器是一种用来控制异步电动机的新设备，集电机软起动、软停车、轻载节能和多种保护功能于一体的新型电机控制装置。它采用三对反并联的晶闸管，串接于三相电源与电机的定子回路上。利用晶闸管移相控制原理，通过微处理器的控制来改变晶闸管的开通程度，使电机输入电压按预设的函数关系逐渐上升。

起动时，电机端电压随晶闸管的导通角从零逐渐增大，直至达到满足起动转矩的要求而结束起动过程。当起动完成后，软起动器输出额定电压，旁路接触器接通，电机进入稳态运行状态。

停机时，先切断旁路接触器，之后软起动器内晶闸管导通角由大逐渐减小，使三相供电电压逐渐减小，电机转速逐渐减小到零，完成停机过程。

旁路接触器，保证了晶闸管仅在起动、停车时工作，避免长期运行使晶闸管发热。同时可以避免在电机运行时软起动器产生的谐波，另外一旦软起动器发生故障，可由旁路接触器作为应急备用。

2.应用软启动器设计污水泵控制原理分析

通过对软启动器工作原理的掌握，应用软启动器对污水泵控制原理进行技术设计，来控制污水泵电动机的启停，图2就是应用软启动器设计后的污水泵控制原理图，首先按下2SB启动按钮，PST软启动器得电，污水泵在软启动器拖动下按所选定的软启动方式逐渐提升输出电压、电流，达到工频电压时，完成软启动，软启动器内部的K5常开点接通， KA1得电动作，监控LCU屏显示污水泵运行，同时接通了旁路的接触器KM，污水泵电机进入稳态运行状态；当按下1SB停止按钮，软启动器失电，发出软停车信号，先启动软启动器与旁路接触器KM并联运行，然后切除旁路接触器KM，最后软启动器按所选定的软停车方式逐渐降低输出电压直到停止，污水泵的转速随着软启动器的降压时间逐渐减小，最后停止工作。

3.效果检验

通过图2方式的控制原理，污水泵不存在直接全压启停，初设的“水锤效应”消失了，现场通过近4个月的应用，表明在污水泵负荷中应用软启动器，提高该装置的了可靠性，满足生产需求。其效果主要体现在以下几点：

3.1应用软启动器后，污水泵电动机启动电流明显降低，减少了整个配电室的配电容量与增容投资；

3.2应用软启动器控制原理后，污水泵负荷实现平稳启动，对污水泵及排污管线无冲击，提高了整个供电系统的可靠性和排污可靠性；

3.3应用软启动器控制原理后，污水泵负荷采用软停车方式减少了对污水泵机械构件的冲击，防止“水锤效应”的产生，延长了污水泵及其相关设备的使用寿命；

3.4应用软启动器控制原理后，污水泵电机多种启动模式和保护功能融为一体，避免了事故的产生；

3.5软启动器具有安装简单、操作方便、保护功能齐全、运行可靠等优点，为用户安全生产、经济运行等提供保障，大大减少了以后的检维修工作量及停机检维修时间。

四、结论

本文主要通过应用软启动器对污水泵电机的控制方式进行设计，改善了泵组启动、停机时的性能，这种控制方式不仅适合于污水泵，而且还适合于风机、压缩机、输送设备等各类负荷。软启动器的应用使污水泵的启停运行情况良好，开车后装置稳定、安全，泵组电机检维修工作量大大减少，使用寿命也大大延长。